Турбины, вибрация лопаток

Как уже отмечалось, вибрации сопутствуют работе всех машин и часто оказываются причиной, сдерживающей дальнейший прогресс в той или иной области техники. Так, например, дальнейшее увеличение быстроходности высокоскоростных роторных машин ограничено вибростойкостью ротора и подшипниковых опор, повышение мощности паровых и газовых турбин — вибрациями лопаток последних ступеней, создание мощных вертолетов — колебаниями рабочих лопастей, повышение точности металлорежущих станков — вибрациями режущего инструмента и станины, создание высокоточных и надежных систем автоматического управления — вибрациями ее отдельных элементов. [c.15]

Виброгаситель ударного действия был изобретен в 1931 г. и впервые применен для устранения [109] вибрации лопаток турбин. [c.233]

Вибрация лопаток долгое время у нас и за границей являлась основным источником аварий паровых турбин, особенно при их значительной мощности. Успешное построение крупных паровых турбин стало возможным лишь после обширных теоретических и экспериментальных исследований, приведших к разработке методов проектирования надёжно работающего лопаточного аппарата [23]. [c.171]

В разделе прочности затронуты специальные вопросы расчёта лопаток и дисков паровых турбин. Проблема вибрации лопаток паровой турбины рассматривается на основе трудов советских учёных успешное решение этой задачи позволило отечественным турбостроительным заводам освоить производство крупных быстроходных паровых турбин. [c.742]

Вибрация лопаток являлась до последнего времени причиной многочисленных аварий турбин и компрессоров. Лишь тщательные расчеты колебаний лопаток и опытная проверка их вибрационных характеристик позволили успешно бороться с этими авариями. Детальный расчет лопаток на вибрацию с последующей экспериментальной проверкой совершенно необходим для каждого вновь спроектированного облопачивания. [c.109]

Возмущающие импульсы, действующие на лопатки, обычно не превыщают величины статических паровых усилий, поэтому практически опасность усталостных разрущений лопаток возникает только при попадании лопаток в резонанс. Такие условия периодически возникают во всех ступенях турбин, предназначенных для работы на переменных числах оборотов, и в значительном числе ступеней турбин с постоянным числом оборотов, особенно если иметь в виду высокие формы колебаний. При резонансе амплитуды вибраций лопаток ограничиваются рассеянием энергии. [c.7]

Вибрация [лопаток турбин, устранение F 01 D 5/(00, 10, 16) F 04 D (насосов и компрессоров необъемного вытеснения пишущих маишн предотвращение 29/66-29/68 управление или регулирование С 05 D 19/00] Вибрографы G 01 N 1/24 Виброметры G 01 V 1/18 Вибропреобразователи <Н 02 М 7/(36, 62, 95) в усилителях постоянного тока Н 03 F 3/38-3/40) [c.56]

Проблема борьбы с вибрацией лопаток, роторов, подшипников, трубок конденсаторов, фундаментов и других элементов паротурбинной установки была одной из главных на всех этапах развития паровых турбин. Из опасения вибрационных поломок или недопустимых колебаний нередко принимались конструктивные решения даже в ущерб тепловой экономичности турбины. Эта проблема в целом и сейчас еще полностью не решена. Наименее изученным остается вопрос о силах, возбуждающих вибрацию лопаток и роторов и имеющих особое значение для турбин большой мощности. [c.244]

Важнейшее значение для турбины представляет вибрация лопаток и дисков. Вибрация рабочих лопаток является серьезной и трудно устранимой причиной аварий паровых турбин. Когда вибрация лопаток еще не была изучена, поломки лопаточного аппарата, связанные с вибрацией, были особенно часты. [c.113]

Вибрация дисков может приводить к еще более тяжелым последствиям, чем вибрация лопаток, так как при этом повреждаются уже не сменные части турбины. Однако вибрация. дисков гораздо меньше зависит от случайных отклонений тех или иных параметров и поэтому легче может быть предотвращена. Поломка дисков вследствие вибрации — явление в настоящее время чрезвычайно редкое. [c.117]

Пример 17.9. В практике эксплуатации французских турбин мощностью 125 МВт было более 20 случаев (на 18 турбинах) появления трещин в узком сечении щеки обода диска (рис. 17.19). Причинами появления трещин явились постепенное ослабление крепления лопатки в пазе диска, снижение частоты собственных колебаний, усиление вибрации лопаток и появление знакопеременных напряжений в ободе диска. Одновременно с трещинами в ободе возникли трещины и в узком сечении хвостовиков лопаток. [c.490]

Лопатки газовой турбины под действием газового потока создают вращающий момент, передаваемый на ротор. Сравнительно небольшие колебания этого усилия под действием внешних факторов могут вызвать вибрацию лопаток. Необходимо исключить вероятность резонанса частот периодиче- [c.99]

Пример. При определении переменных напряжений при вибрации лопаток газовой турбины найдено среднее напряжение о = 5,5 кГ/иш и среднее квадратичное отклонение а == 1,5 кГ/мм . [c.596]

Наиболее уязвимыми элементами турбины являются рабочие лопатки, которые быстро изнашиваются и могут служить причиной аварий турбины. Повреждения лопаток происходят от коррозии, эрозии и усталостных трещин от вибрации. [c.382]

Задачей проектировщика является определение частот собственных колебаний лопатки и выбор такой ее конструкции, чтобы исключить возможность резонанса. Следует отметить, что иногда имеют место опасные вибрации лопаток, связанные не с резонансом, а с автоколебаниями их в потоке газа — так называемым флаттером. Условия возникновения флаттера турбинных лопаток рассматриваются в специальной литературе [26], [46]. [c.452]

Осевая вибрация лопаток характерна тем, что лопатки колеблются в плоскости, перпендикулярной плоскости диска фиг. 191. Этот вид колебаний лопаток в условиях работы турбин встречается относительно редко и связан с вибрацией дисков, как единой системы. Отстройка осевых колебаний лопаток от опасных зон вибрации связана с настройкой самих дисков. [c.234]

Лопатки турбин работают в очень тяжелых условиях. Они подвергаются сильному воздействию центробежной силы, изгибающему и пульсирующему воздействию рабочей среды, вызы-вающ-ему вибрации лопаток, в которых легко могут быть возбуждены резонансные колебания. Все это происходит в первых ступенях турбины при высоких температурах рабочей среды, воздействующей на лопатки как химически, так и механически в последних ступенях имеет место разъедание (эрозия) входных кромок лопаток частицами воды, содержащейся во влажном паре. [c.63]

Особое внимание должно быть обращено на вибрационную характеристику лопатки. Усилия, действующие на лопатку, имеют периодические составляющие и, если эти составляющие совпадают с собственной частотой колебания лопаток, то возникает явление резонанса, при котором даже небольшие периодические усилия вызывают значительную вибрацию, которая может повлечь за собой повреждение турбины. [c.354]

Неисправности ГТД при работе могут иметь как эксплуатационный, так и производственный характер. К эксплуатационным неисправностям относятся падение мощности и повышение температуры газа вследствие обледенения или отложений на компрессорных лопатках ненормальный температурный режим деталей в результате использования некачественного масла или его недостаточного поступления коррозия топливной аппаратуры и лопаток турбин вследствие применения некачественного топлива вибрация [c.342]

Определение амплитудно-частотных вибрационных характеристик силовых установок, включающих механизмы с зубчатыми передачами, имеет весьма важное значение. Их знание позволяет провести эффективную разработку комплекса конструктивных и технологических мероприятий, направленных на снижение шума и вибраций, а также необходимо при прочностных расчетах и отстройке от резонансов некоторых деталей сопряженных механизмов (например, лопаток турбин). [c.91]

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ВИБРАЦИИ ТУРБИННЫХ ЛОПАТОК [c.14]

К о в а л е и к о А. Д., Исследования демпфирования при вибрации пакетов лопаток паровых турбин, Сборник докладов по динамической прочности деталей машин , Изд-,во АН СССР, М.—Л., 1946. [c.109]

Об общей вибрации турбины мы судим обычно по вибрации корпусов подшипников, которая является также косвенным показателем вибрации ротора. Истинную величину вибргиии ротора мы обычно не знаем, а о вибрации лопаток и дисков узкаем по их поломкам . [c.111]

К 30сентября 1959 г. установка I проработала 27 900 часов, а установка II — 21 400 часов. Через 3400 часов работы установка II вышла из строя из-за вибрации лопаток турбины. После замены лопаток другими, с иной собственной частотой, аналогичных дефектов не наблюдалось. [c.88]

Были возобновлены работы по изучению вибрации лопаток и их пакетов в лабораторных условиях и на действующих машинах (ЦКТИ ЛМЗ, ХТЗ им. С. М. Кирова). Кроме того на ЛМЗ разрабатывались более совершен ные вибрационные расчеты лопаток и дисков В ЦКТИ проводились работы по расчету стати ческой прочности турбинных деталей в упру гих условиях были созданы заново или суЩе ственно уточнены методы расчета цельноко ваных роторов, диафрагм, фланцев. [c.23]

Надежность двигателя в знз1Чительной степени определяется прочностью турбинных рабочих лопаток, испытывающих разнообразные нагрузки, в частности, действие центробежных и газовых сил, вызывающих напряжения растяжения, изгиба и кручения. С ними суммируются напряжения от вибрации и связанные с неравномерностью нагрева тепловые напряжения. В соответствии с требованиями снижения уровня напряжений изгиба от газовых сил центры тяжести сечений могут располагаться не на строго радиальном луче, проходящем через центр тяжести корневого сечения, а на луче наклонном либо на пространственной кривой. [c.144]

У всех деталей, показанных на фото IV, разрушение было мгновенным. Это вообще характерно для усталостного разрупгения, и поэтому последствия усталостного разрушения могут быть весьма серьезными. На фото V, а показан ротор воздушного осевого компрессора реактивного двигателя при работе он вращается со скоростью порядка 10 ООО об/мин. Поток воздуха в компрессоре может вызвать вибрации одной или нескольких лопаток, причем после разрушения хотя бы одной лопатки удары ее обломков о другие лонаткп могут повлечь разрушения и остальных лопаток (фото V, б). Поэтому вопрос о предотвращении вибраций лопаток газовых турбин имеет чрезвычайно серьезное значение. [c.17]

Пр,и н ижнем срыве, когда превышение критических углов атаки наступает в группе первых ступеней, где лопатки более длинные и условия их обтекания на разных радиусах существенно различаются, срыв потока сначала захватывает небольшую периферийную часть лопаток. Эксперименты показывают, что и в этом случае зона срыва не охватывает периферийных сечений всех лопаток одновременно, а возникает несколько локальных зон срыва и они вращаются относительно оси компрессора. Зоны срыва постепенно распространяются на все большую часть длины лопаток. Такое постепенное развитие зон срыва, возникающих на первых ступенях компрессора, приводит к тому, что при нарушении устойчивой работы компрессора и возникновении нижнего помпажа отдельных хлопков может и не быть или они настолько слабы, что их не удается различить на фоне шума, создаваемого двигателем. В этом случае помпаж можно обнаружить по повышению температуры газов за турбиной. Вращающийся срыв на первых ступенях является источником возбуждения опасных вибраций лопаток. Эти вибрации могут быть весьма значительными еще до появления каких-либо внешних признаков помпажа. [c.61]

В конце 1965 года Харьковские турбостроители изготовили удивительную машину. Еще десять-пятнадцать лет назад сама мысль о возможности существования ее показалась бы почти фантастичной. Я помню, как мои учителя — известные ученые-турбостроители — с профессорских кафедр старейшего в стране вуза — Московского высшего технического училища имени Баумана — утверждали в конце сороковых годов этого века, что предельно возможная мощность одновальной турбины, делающей 3000 оборотов в минуту, колеблется где-то около 250 тысяч киловатт. Ограничение вызывает невозможность увеличить количество пропускаемого через турбину пара. Ведь для этого надо было увеличить длину лопаток ротора. А они работали на пределе прочности их стремятся оторвать неистовые цептробен<ные силы, их изгибают удары пара, сотрясают вибрации. .. [c.43]

Во время работы ГТД его элементы совершают сильные колебания. Эти колебания — вибрации, с одной стороны, сами по себе могут привести к поломке отдельных частей двигателя ротора, лопаток, подшипников, трубопроводов, камер сгорания и пр., с другой стороны — они как бы сигнализируют о появлении у двигателя скрытых дефектов, являющихся причиной возникновения самой вибрации, например, повышенная вибрация создается ростом дисбаланса ротора, который, в свою очередь, может быть обусловлен вытяжкой лопаток, изменением веса лопаток и положения их центров тяжести из-за возникновения таких дефектов как изгиб забоины, эрозии и коррозии пера, изменения посадок обойм подшипников, изменение осевого люфта лопаток ротора турбины и др. Нарушения балансировки ротора часто создаются неисправностями соединительных муфт и особенно нарушениями взаимной центровки частей ротора. Таким образом, отмечая у двигателей быстрый рост вибрации, можно, в частности, обнаружить у него появление некоторых предпосылок к возникновению одного из опасных дефектов ГТД — обрыву лопатки турбины. Кроме отмеченных выше поломок деталей ГТД, вибрация вызывает и целый ряд других вредных последствий наклеп в соединениях (особенно подвижных), разбалансирование ротора, изменение зазоров в подшипниках и пр. Вибрация вредна и для сооружения, на котором установлен двигатель, так как оказывает вредное влияние на работу приборов, оборудования и обслуживающего персонала. [c.213]

Неправильный выбор взаимного расположения режущего инструмента и обрабатываемой детали ведет к нарушению процесса резания и, как следствие, к плохому качеству обработанной поверхности. Так, в четырехшпиндельном фрезерном станке для обработки лопаток газовых турбин (рис. 31) неправильно примененное консольное расположение вертикально установленных лопаток привело к нежесткости конструкции и, как следствие, к возникновению вибраций и низкому качеству поверхности лопаток. [c.107]

Наблюдается эрозийное повреждение трубок в местах ввода в конденсатор горячих потоков и в районе воздухоотсасывающих труб, а также механические повреждения (просечка, разрыв) оторвавшимися частицами лопаток турбины. Мерами борьбы с эрозийным износом, а также с вибрацией трубок от динамического воздействия парового потока является применение в верхних рядах трубного пучка, воспринимающих ударные действия пара и водяных капель, конденсаторных трубок с утолщенной стенкой. Можно также рас-клиновать периферийные (верхние) трубки конденсатора при помощи дубовых или металлических распорок между рядами трубок. [c.51]

Ранее были опубликованы исследования [28, 39], в которых рассматривались вопросы вибрации турбинных лопаток, хвостовики которых были консольно зажаты в оправке при помощи винта. Было установлено, что с увеличением усилия зажатия хвостовика лопатки ее декремент колебаний может существенно уменьшиться. Известны опыты с металлической деталью, имевшей стыковое соединение [26], в котором было отмечено большое рассеяние энергии колебаний. Установлено, что в металлических мостах, в особенности в новых, большая часть рассеянной энергии колебаний приходится на заклепочное соединение. По Ю. А. Нилендеру [26] в новых мостах заклепочные соединения еще не приработались, в силу чего одни заклепки перегружены, а другие недогружены. Известны и другие работы [52, 76], посвященные демпфированию при сухом трении. [c.97]

Лев Л. 45]. Йопрос этот иМеет большое значение для изучения вибрации турбинных лопаток, поскольку демпфирующие свойства при разных формах колебаний могут оказаться разными, так как им отвечает разное напряженное состояние. [c.18]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...