РАСЧЕТ ВАЛА НА ПРОЧНОСТЬ
Во время работы турбины на вал ееротора действуют:
1) крутящий момент;
2) изгибающий момент;
3) осевое усилие.
Крутящий момент определяют по формулам:
в единицах СИ
в единицах системы МКГСС
где Ni — внутренняя мощность, развиваемая ступенями турбины, расположенными между свободным концом вала (не передающим нагрузку) и рассчитываемым сечением, кВт;
п — число оборотов вала, об/мин. Касательное напряжение от скручивания
где — момент сопротивления полого вала;
d0 — внутренний диаметр вала;
d — наружный диаметр вала в рассчитываемом сечении.
Изгибающий момент Мизг в любом сечении вала может быть рассчитан по формулам для изгиба балок под действием собственного веса и сосредоточенных нагрузок или найден графическим методом, рассматриваемым ниже.
Осевое усилие Р создает наибольшее напряжение растяжения в передней части вала (перед первой ступенью турбины), если упорный подшипник находится спереди. Если же упорный подшипник находится сзади, то осевое усилие создает напряжение сжатия.
Нормальные напряжения от изгиба и растяжения (сжатия) определяют по формуле
где f — площадь поперечного сечения вала в рассчитываемом сечении. Наибольшие касательные напряжения при совместном действии изгиба, растяжения (сжатия) и кручения, рассчитываемые по формуле
не должны превышать допустимого напряжения R для металла вала: около 40 МН/м2 (400 кгс/см2) — для углеродистой стали и 60— 80 МН/м2 (600—800 кгс/см2) — для легированной стали.
Запас прочности по отношению к пределу текучести принимается около 7. Такой высокий запас прочности берется для того, чтобы обеспечить минимальный прогиб вала (минимальные радиальные зазоры в проточной части и уплотнениях турбины) и обезопаситься от концентрации напряжений в местах изменения диаметров в ступенчатых валах.
Прочность вала проверяют в режиме короткого замыкания генератора, когда крутящий момент в 10 раз превышает момент, соответствующий максимальной мощности.
Величину крутящего момента в этом случае определяют по следующей приближенной формуле:
где Мкр— крутящий момент при максимальной мощности;
— моменты инерции роторов турбины и генератора. Допустимое напряжение в вале при коротком замыкании не должно превышать 2/3 предела текучести материала вала. Опасными сечениями вала являются шейка заднего опорного подшипника и место посадки муфты на вал.
Дата добавления: 2016-03-26 | Просмотры: 630 | Нарушение авторских прав
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |
|