АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Изгиб лопатки центробежной силой, приложенной эксцентрично

Если вектор центробежной силы лопатки не пересекает центр тяжести рассматриваемого сечения, то возникает изгибающий момент, равный произведению центробежной силы сp на эксцентриси­тет этой силы а по отношению к центру тяжести:

 

Здесь

 

или

где ρ — плотность материала лопатки, кг/м3;

f0 — площадь сечения профиля лопатки, м2;

ν — отношение среднего диаметра ступени к длине лопатки;

и — окружная скорость на среднем диаметре ступени, м/с;

γ — удельный вес материала лопатки, кг/см8;

g = 9,81 м/с2 — ускорение земного тяготения.

Этот изгибающий момент складывают с моментом сил действия па­ра (с учетом направления их действия) и получают суммарные изги­бающие напряжения на кромках и спинке лопатки в рассматривае­мом сечении профиля, в том числе и у основания.

54. Расчет бандажа и шипов лопатки

 

Центробежная сила собственной массы бандажа или

проволоки действует как изгибающая нагрузка. Часть бандажа между

двумя лопатками можно рассматривать как балку длиной t6 с жестко

закрепленными концами и с равномерно распределенной нагрузкой

интенсивностью

 

 

или

гдеω — угловая скорость вращения;

fб — площадь поперечного сечения бандажа;

rб — радиус приложения центра тяжести сечения бандажа. Изгибающий момент за счет центробежной силы в местах закреп­ления бандажа

 

 

или

 

Для скрепляющей проволоки изгибающий момент

где fп — площадь поперечного сечения проволоки;

tn — шаг проволоки;

rп — радиус, на котором расположен центр тяжести сеченияпроволоки.

 

 

Рис.34. К расчету Т-образного хвостовика рабочих лопаток

 

Напряжение изгиба в сечении заделки шипом бандажа

 

где W6 — момент сопротивления бандажа с учетом ослабления его

отверстием под шип лопатки.

Напряжение изгиба скрепляющей проволоки

 

 

где d — диаметр проволоки.

 

55. Расчет хвостовика лопаток и ободка диска

 

Хвостовики рабочих лопаток имеют различную кон­струкцию, но все они подвергаются действию центробежной силы собственных масс, части бандажа и скрепляющей проволоки.

В качестве примера рассмотрим, как рассчитывают Т-образный хвостовик рабочих лопаток (рис. 34).

Наибольшее растягивающее на­пряжение в таком хвостовике возни­кает в сечении АВ. Сумму центро­бежных сил профильной части лопат­ки, бандажей и проволоки, т. е. центробежных сил, развиваемых мас­сами, лежащими над сечением МN, обозначают через ΣС, центробежную силу части хвостовика, ограничен­ной линиями MN и АВ, — через С’х. Площадь поперечного сечения хвостовика по АВ определяется пло­щадью фигуры befd (или bef'd' для лопаток с отдельной промежуточной вставкой); эту площадь обозначают через f1. Напряжение разрыва в сечении АВ

Напряжение среза в сечениях AD и ВС хвостовика

 

где с”х — центробежная сила участка ABCD (в плане — фигура befd или bef'd' для лопаток с отдельной промежуточной вставкой);

f2 — площадь среза, равная AD • bd (или ADbd' для лопаток с отдельной промежуточной вставкой).

На площадках abdc и eghf (или abd'c' и egh'f' для лопаток с отдель­ной промежуточной вставкой) в хвостовике возникает напряжение смятия

 

где сх — полная центробежная сила хвостовика между сечениями

MN и хх;

F3 — площадь фигуры abdc (abd'c') или фигуры eghf (egh'f').

В ободе диска за счет центробежных сил лопаток и самого обода возникают растягивающие и изгибающие напряжения. При расчете пренебрегают кривизной обода диска и рассматривают его как плос­кую балку.

Круговое сечение по хх площадью 4πr2b нагружено центробежной силой всех лопаток с хвостовиками, т.е. z2 (ΣC + Сх), и центробеж­ной силой Соб части обода над сечением хх (без хвостовиков лопаток).

Для расчета берут 2/3 Соб, поскольку обод представляет собой кольцо и его центробежная сила вызывает не только радиальные напряжения, но и тангенциальные. Поэтому напряжение в ободе за счет центро­бежных сил будет.

Каждая из двух сил, изгибающих обод в противоположные сторо­ны, является суммой центробежных сил, приходящихся на лопатку:

где Соб — центробежная сила кольца BEFG (рис. 34). Изгибающий момент в сечении хх

М = Ра.

Момент сопротивления этого сечения на длине одного шага

 

Изгибающее напряжение

Суммарное напряжение в сечении хх

Напряжение среза в сечении FG обода

 

Отечественные турбостроительные заводы при изготовлении тур­бинных рабочих лопаток применяют нержавеющие стали марок 1X13, 2X13, если температура пара не превышает 450° С. Эти же стали могут использоваться и при более высоких температурах (до 550° С), если напряжения в теле лопаток будут небольшими. Для более высоких температур рекомендуются стали: 15X11МФ (до 540° С), 15Х12ВМФ и 1Х12В2МФ (до 580° С).

Характеристики всех вышеуказанных сталей перлитного класса приведены в табл. 5.

При выборе допустимых напряжений в качестве критерия проч­ности лопаток могут быть выбраны: предел текучести σ0,2, предел ползучести σ пл предел длительной прочности σдл, предел усталости σ-1. При работе лопаток с температурой, не превышающей 430° С, для жаропрочных перлитных сталей в качестве критерия прочности следует брать предел текучести σ0,2 , а при более высоких температу­рах — предел ползучести σпл и предел длительной прочности σдл.

Коэффициент запаса прочности К рекомендуется выбирать в зави­симости от того, какой из показателей берется в качестве критерия прочности:

если, σ0,2, то КТ = 2; если σпл, то Кпл = 1,3; если σдл, то Кдл = 2.

Такие же коэффициенты запаса прочности выбирают для хвостови­ков лопаток, бандажей и скрепляющей проволоки.

Для напряжений смятия, действующих на контактных поверхнос­тях хвостовика и диска, рекомендуемые коэффициенты запаса проч­ности следующие:

Кт=1,25; Кпл = 0,9; Кдл = 1,25.

Допустимые напряжения соответственно будут:

 

где σ0,2, σпл, σдл берут из табл. 5 для соответствующих температур. Допустимым считается минимальное из трех получаемых напря­жений.


Дата добавления: 2016-03-26 | Просмотры: 683 | Нарушение авторских прав



1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |



При использовании материала ссылка на сайт medlec.org обязательна! (0.008 сек.)