ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сварка ротора из "Сварные конструкции паровых и газовых турбин " Характерными особенностями узлов, составляющих проточную часть турбины, являются возможность воздействия на них динамических и вибрационных усилий в процессе их работы и высокие требования к точности изготовления. В этих конструкциях широкое применение находит сочетание в одном узле различных марок сталей. В настоящее время сварные конструкции проточной части получили широкое применение в практике турбостроения. [c.138] Сопловый аппарат регулирующих ступеней включает в себя сегменты сопел, расположенные в сопловых коробках, пар к которым поступает от отдельных регулирующих клапанов. [c.138] ИЗ ОДНОЙ поковки с внутренним поясом, ограничивающим сопловый канал со стороны, обращенной к оси турбины. На кромках лопаток сняты фаски шириной 5,5 мм под углом 45°. Внешняя сторона каждого соплового канала закрыта плоскими фасонными вставками, имеющими очертания соплового канала со снятыми фасками такого же размера, как на лопатках. Вставки приварены с наружной стороны к лопаткам, образуя после сварки сплошную ленту, к которой в свою очередь приваривается внешний пояс. По концам сегмента ввариваются торцовые заглушки. При изготовлении данного узла из хромистых нержавеющих сталей сварка выполняется с подогревом и после нее необходима термическая обработка. Режимы подогрева и термической обработки узлов в зависимости от марок свариваемых сталей приведены в главе V. После окончательной механической обработки сегменты заводятся со стороны разъема цилиндра в пазы, выточенные в сопловых коробках. [c.139] Несмотря на использование сварки, трудоемкость изготовления рассматриваемой конструкции является относительно высокой в связи с необходимостью проведения сложной и дорогостоящей операции фрезеровки корпуса сегмента. Значительно более технологичным вариантом является сварной сегмент сопел из литых решеток, выполненных методом литья по выплавляемым моделям [98]. На фиг. 89 показана подобная конструкция для турбины ВПТ-50-2 ЛМЗ с литыми решетками из стали 15X11МФ. [c.140] Заготовки представляют собой решетку, отлитую совместно с бандажами. В зависимости от размеров сегмент может состоять из двух или трех частей, свариваемых между собой в стык. Характерным является наличие прямого стыка, пересекающего лопатку. Применение его взамен использовавшегося ранее косого стыка упростило механическую обработку и облегчило сборку и сварку частей сегментов. Сборка и сварка рассматриваемого узла происходит в одном приспособлении, обеспечивающем правильное расположение стыкуемых частей. [c.140] Технико-экономическое сравнение рассмотренного варианта с сегментом сопел из фрезерованных лопаток показало, что переход к сварной конструкции из литых деталей для турбины ВПТ-50 позволил снизить вес заготовок на одну машину с 710 до 172 кг, т. е. в четыре раза, уменьшить трудоемкость изготовления с 1730 до 840 нормо-часов и снизить стоимость изготовления одного комплекта сегмента почти в два раза. [c.140] Разновидностью указанного типа сегмента сопел является конструкция сегмента турбины Калужского турбинного завода (фиг. 90) [59]. В отличие от рассмотренного выше узла, широкие бандажные ленты 2 я 4, образующ,ие суживающийся по высоте канал, имеют два ряда пробитых отверстий для установки сопловых лопаток 3 и перегородок-ребер 7, установленных через каждые семь лопаток. Вначале в приспособлении производится установка лопаток и перегородок в бандажные ленты и их сварка. Изготовленная таким образом решетка приваривается к обоймам /, 5 и концевым вставкам 6 и 8. [c.141] Диафрагмы относятся к наиболее массовым сварным конструкциям турбин. Стационарные паровые турбины мощностью 25—100 мгвт содержат от 15 до 25 ступеней и соответственно такое же количество диафрагм разных типоразмеров. [c.141] Сварные диафрагмы находят основное применение в части высокого и среднего давления турбин взамен применявшихся ранее наборных диафрагм. В части низкого давления в области температур ниже 300° используются чугунные диафрагмы с залитыми лопатками из нержавеющей стали или сварные специальные конструкции. Попытки применения стальных литых диафрагм в части высокого и среднего давления не увенчались успехом из-за технологических трудностей. [c.142] Наборные диафрагмы состоят из отдельных фрезерованных лопаток, соединяемых с телом турбины с помощью вильчатого хвоста и заклепок. Они являются наиболее дорогими и в течение последних 10—15 лет в паровых турбинах практически полностью заменены сварными. В газовых турбинах наборные диафрагмы остаются наиболее распространенными. [c.142] Как показывают расчеты, напряжения в диафрагмах распределены неравномерно и являются наибольшими в лопатках, а следовательно, и в швах, примыкающих к разъему. Лопатки подвержены воздействию изгибающего и крутящего моментов. [c.142] Типовая конструкция сварной диафрагмы паровой турбины, показанная на фиг. 91, состоит из тела 5, обода 1 и решетки направляющих лопаток 5, включающей в себя Внутреннюю и наружную бандажные ленты 2 и 4 с пробитыми отверстиями, в которые вставлены направляющие лопатки. Торцы лопаток по периметру привариваются угловыми швами к бандажным лентам. Решетка стыковыми швами с односторонней разделкой сваривается с телом и ободом. Диафрагма имеет горизонтальный разъем и состоит из двух половин. [c.142] Бандажные ленты, выгнутые по цилиндрической, а в некоторых случаях, — и по конической поверхности, обычно изготовляются из полосы толщиной 4—6 мм. Для облегчения сборки с лопатками и возможности их пригонки бандажные полукольца обычно изготавливаются из трех частей каждое. Использование более тонких бандажных лент приводит к значительным деформациям при пробивке отверстий и сварке и к искажению, вследствие этого, проходного сечения диафрагмы. Так как при малой толщине ленты лопатка не может быть утоплена в бандаж, то обварка должна производиться на наружной поверхности бандажной ленты, что приводит к наличию выступающих швов, затрудняющих сборку решетки с телом и ободом. [c.142] При сборке решетки лопатки устанавливаются в пазах бандажных лент с заглублением на 2—3 мм и привариваются к последним угловыми швами. Для обеспечения надежной связи лопаток с телом и ободом их торцы по входной кромке на высоту стыкового шва заплавляются заподлицо с бандажной лентой (разрез А—А). По выходной кромке обеспечение надежной связи между лопатками с бандажной лентой достигается за счет раззенковки разделки бандажной ленты у узких концов профильных отверстий для лопаток (разрез В—В). [c.144] Основными и наиболее напряженными сварными швами диафрагмы являются стыковые кольцевые швы, соединяющие решетку с телом и ободом. Указанные швы связывают ленты и лопатки с телом и ободом и через них на обод диафрагмы передаются усилия, воспринимаемые лопатками от давления рабочей среды. Если условно представить, что передача этого усилия происходит через участки шва, вписываемые в профиль лопатки на высоту, равную высоте шва, то напряжения в последнем будут превышать напряжения в лопатках пропорционально отношению моментов инерции полного сечения лопатки и сечения шва. Как показано на графике фиг. 93, применительно к профилю направляющей лопатки 6-й ступени турбины ВПТ-25-3 ЛМЗ, напряжения в швах резко изменяются в зависимости от высоты шва. [c.144] Действительные напряжения в швах между решеткой, ободом и телом будут меньше расчетных в связи с участием в передаче усилия и соседних частей шва, а также вследствие перераспределения напряжений между лопатками в процессе работы и участием в работе швов, соединяющих среднюю часть лопатки с бандажной лентой. В то же время подобный предварительный расчет показывает, что напряжения в этих швах являются весьма высокими и что, следовательно, к качеству швов должны быть предъявлены жесткие требования. [c.144] Обычно высота швов, соединяющих решетку с телом и ободом, составляет 0,15—0,20 ширины профиля. Дальнейшее увеличение калибра шва нецелесообразно, так как приводит к чрезмерной деформации конструкции при сварке. [c.144] Вернуться к основной статье