ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Конструкции рабочих лопаток из "Прочность паровых турбин Изд.2 " В каналах рабочих лопаток кинетическая энергия пара преобразуется в механическую. По характеру рабочего процесса, протекающего в каналах лопаток, последние делятся на активные и реактивные. [c.32] В активных лопатках (рис. 5) статические давления на входе и выходе практически одинаковы, вследствие чего скорость пара в этих каналах не увеличивается, а меняет лишь свое направление. К активным относят также такие лопатки, в каналах которых происходит незначительное дополнительное расширение пара (степень реакции 10—15%). [c.32] В реактивных лопатках (рис. 6) статическое давление на входе выше, чем на выходе. Скорость пара в каналах таких лопаток увеличивается и меняет свое направление. В реактивных лопатках степень реакции достигает 40—60%. [c.32] Существует промежуточная группа активно-реактивных лопаток переменной реактивности. Такие лопатки имеют в корне активный профиль, постепенно переходящий к периферии в реактивный. [c.32] При конструировании рабочих лопаток основное внимание уделяется трем факторам проектированию профильной части лопатки, обеспечивающей высокие аэродинамические характеристики ступени, созданию надежной лопатки с точки зрения статической и вибрационной прочности и технологичности изготовления лопатки. [c.32] По конструктивному исполнению рабочие лопатки делятся на лопатки постоянного и переменного сечений. Лопатки постоянного сечения применяются, как правило, для ступеней с отношением Z) p/ 10 (D p—средний диаметр рабочей лопатки, I — длина активной части лопатки). В тех же ступенях, где отношение D p/I 10, для обеспечения оптимальных аэродинамических характеристик применяются закрученные (винтовые) лопатки переменного сечения. [c.33] На выбор конструктивных форм и размеров рабочих лопаток большое влияние оказывают соображения прочности. Размеры профилей лопаток постоянного сечения определяются допустимыми напряжениями на изгиб от парового усилия. Для лопаток переменного сечения размеры профилей по высоте находят, кроме того, исходя из допустимых напряжений растяжения от центробежных сил. [c.33] Вибрационная отстройка лопаток от резонансных колебаний первого, второго и более высоких тонов также влияет на конструкцию лопаток приходится менять размеры профилей, скреплять их ленточными или проволочными бандажами в пакеты. Сечение лопатки, ослабленной отверстием, необходимо утолщать. [c.33] При конструировании лопаток одним из основных требований является технологичность их изготовления. Существует ряд методов обработки лопаток. Наибольшее распространение получили фрезерованные лопатки. Профили фрезерованных лопаток выбирают обычно так, чтобы поверхности наружного или внутреннего контуров лопаток представляли собой части цилиндра или конуса. Это обстоятельство позволяет обрабатывать наружный или внутренний контур лопатки с одной установки профильной фрезой. Длинные лопатки последних ступеней также можно выполнять фрезерованными. Наружный или внутренний контуры профилей этих лопаток представляют собой сложную поверхность, и фрезерование их производится профильными фрезами при помощи специальных копиров. [c.33] Все большее распространение получает метод обработки лопаток строганием или точением при помощи копиров. Эти методы обработки не связывают конструктора обязательным условием постоянства радиусов профиля по длине лопатки, что имеет место для фрезерованных лопаток. Профили, спроектированные таким образом, задаются на чертежах по точкам или радиусам, меняющимся от сечения к сечению. В этом случае лучше удовлетворяются требования аэродинамики. [c.33] Широко применяются светлокатаные профили, дающие минимальный расход металла. Изготовление лопаток из светлокатаного профиля значительно дешевле фрезерованных. [c.33] Для изготовления рабочих лопаток применяют полосовую, катаную или штампованную заготовку. При изготовлении лопаток из полосовой заготовки коэффициент использования металла составляет 10— 25%, а остальной металл исходной загхзтовки уходит в струл ку. Лопатки, изготовленные из катаной или штампованной заготовки, имеют высокий коэффициент использования металла и требуют минимальных трудозатрат при обработке. [c.34] Механическую обработку лопаток осуществляют на фрезерных строгальных и токарных станках. Существующий парк станков на современных турбостроительных заводах позволяет изготавливать лопатки различных размеров и конструктивных форм от цилиндрических длиной 15—20 мм до сложных винтовых лопаток последних ступеней, достигающих 1000—1500 мм. [c.34] Рабочие лопатки в паровой турбине работают в сложных уело- виях. Они подвержены действию центробежных сил, сил давления пара и динамических усилий. В ступенях высокого давления лопатки-работают в условиях высоких температур, приводящих к снижению механических свойств и появлению ползучести металла. Современные стационарные паровые турбины проектируют на срок службы не менее 100 000 ч. Такой длительный срок службы при высоких начальных температурах обусловливает применение для рабочих лопаток жаропрочных и жаростойких сталей как перлитного, так и аустенитного классов. [c.34] Вернуться к основной статье