Вибрация рабочих лопаток

ВИБРАЦИЯ РАБОЧИХ ЛОПАТОК [c.280]

Наибольшее число аварий когда-то приходилось. на долю лопаточного аппарата главным образом в связи с вибрацией рабочих лопаток. В настоящее время удельное число таких аварий значительно сократилось и составляет в среднем 10—15%. Это явилось результатом тщательного изучения работы лопаточного аппарата турбин, более правильного его выбора и изготовления, более тщательного контроля при эксплуатации. Даже применение очень высоких параметров пара и больших мощностей не увеличивает числа аварий с повреждением лопаточного аппарата. [c.19]

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]

Главная причина вибрации рабочих лопаток какой-либо ступени обусловлена выполнением диафрагмы этой ступени. Давление пара на лопатку снижается в момент ее прохода мимо кромки сопла. Так как одинаковыми сопла быть не могут (они отличаются хотя бы в пределах установленных допусков), то лопатка получает разные импульсы, проходя перед каждым из сопел, с частотой т. Обычно эти изменения невелики и неопасны. Но при больших отклонениях в шаге или размере горла, при неправильных размерах канала в плоскости разъема и в парциальной ступени они становятся заметными. [c.113]

Коренной переработке подверглась гл. III, посвященная вибрации рабочих лопаток. Машинная вычислительная техника дает возможность выполнять вибрационные расчеты всех лопаток по единому алгоритму независимо от степени естественной закрученности и переменности сечений лопатки. Она позволяет получить с помощью расчета полный спектр частот всех лопаток. В соответствии с определившимся для мощных машин значением крутильных колебаний лопаток в книге раз- [c.3]

Глава III ВИБРАЦИЯ РАБОЧИХ ЛОПАТОК [c.119]

Причины вибрации рабочих лопаток [c.429]

Как обычная, так и коррозионная усталость интенсифицируется при усилении вибрации рабочих лопаток, вследствие их работы в условиях резонанса, недостаточно плотной установки на диске или ослаблении закрепления. [c.472]

Вибрация дисков и связанные с ней усталостные разрушения происходят под действием периодических импульсов со стороны парового потока. Природа возникающих внешних импульсов не отличается от природы импульсов, вызывающих вибрацию рабочих лопаток. [c.489]

Так же, как и при вибрации рабочих лопаток, вибрация рабочих дисков опасна тогда, когда наблюдается резонанс, т.е. совпадение частоты собственных колебаний вращающегося диска с частотой возмущающей силы, и когда возмущающие силы достаточно велики. Опасным вибрациям подвержены только тонкие диски, частота собственных колебаний которых мала. Для исключения возможности резонанса диск настраивают , снимая с его боковых поверхностей часть металла (без снижения его сопротивления разрыву) для изменения частоты собственных колебаний. [c.490]

Парциальный подвод газа к определенным секторам соплового аппарата сопровождается появлением перепада давления по окружности соплового аппарата и утечками газа через зазор мея.ду сопловым аппаратом и рабочим колесом, что приводит к снижению к. п. д. турбины и к появлению вибрации рабочих лопаток. [c.193]

В результате периодического изменения термодинамических параметров газового потока по окружности соплового аппарата и других причин возникает вибрация, в результате чего лопатки подвергаются циклически изгибающим механическим нагрузкам, приводящим к повышению общей нагруженности лопаток и более быстрому появлению трещин. Возникшие трещины представляют собой концентраторы напряжений, способствующие ускоренному разрушению рабочих лопаток. [c.337]

Наличие бандажных связей рабочих лопаток обусловлено в первую очередь опасностью появления в свободных лопатках недопустимых вибраций, приводящих к их поломке. Наиболее распространенным видом бандажных связей для длинных лопаток являются проволочные бандажи. Для коротких лопаток применяют плоские бандажные ленты, соединяемые с торцами лопаток с помощью заклепок (шипов). Известны лишь единичные примеры использования в последнем случае сварки или пайки. [c.151]

Вибрационные поломки рабочих лопаток всегда угрожают разрушением последующих ступеней от попадания в них обломков лопаток аварийной ступени. Вопросы вибрации лопаток достаточно изучены, чтобы предупредить j опасность вибрационных разрушений. [c.22]

ЦКТИ и заводами проводилось большое число научных исследований как на головных образцах турбин, так и на турбинах последующего выпуска по изучению работы отдельных их элементов (режимные испытания с определением теплового и напряженного состояния высокотемпературных деталей, определение относительных перемещений ротора и корпуса, исследование системы уплотнений, изучение вибрации роторов и их опор, рабочих лопаток последних ступеней и пр.). Эти исследования были направлены на дальнейшее совершенствование турбинного оборудования они дали обширный материал для создания новых более мощных турбин. [c.31]

Практика эксплуатации паровых турбин показывает, что причиной поломок рабочих лопаток в большинстве случаев является вибрация, вызванная этими силами. [c.119]

Критическими угловыми скоростями валов обычно называют скорости, при которых наступают нарушения нормальной работы турбины, выражающиеся в появлении биений вала или вибрации всей установки. Эти критические состояния вала вызываются или неполной уравновешенностью масс на валу, или связаны со сложными нелинейными процессами, возникающими в подшипниках скольжения или в опорах турбин. Работа турбин при критических или близких к критическим угловым скоростям вращения недопустима, так как при этом наблюдается резкое усиление вибрации турбин, возможны задевания рабочих лопаток и их поломки, выход из строя подшипников, уплотнений и даже разрушение вала. [c.273]

Наиболее типичными причинами вибрации в эксплуатации являются неравномерный износ н частичное разрушение рабочих лопаток, дисков и покрышек, износ вкладышей подшипников, ослабление крепления рабочего колеса на валу, нарушение уравновешенности рабочего колеса после наплавки металла на лопатки или нх замены (полной или частичной), коробление колеса из-за неравномерного обогрева, вследствие резонанса между дымососом или вентилятором с рядом работающими машинами или строительной частью здания. [c.428]

Отклонения начальных параметров пара, параметров пара промежуточного перегрева и за турбиной приводит к изменению состояния пара внутри турбины, расхода пара через ее проточную часть и, как следствие, к изменению напряженности рабочих лопаток, стенок корпусов, диафрагм фланцевых соединений, осевого усилия, воспринимаемого колодками упорного подшипника, к ускоренному исчерпанию ресурса ряда деталей, появлению вибрации и другим явлениям. Отклонение какого-либо из параметров обычно имеет комплексное воздействие на турбину, подвергая опасности целый ряд его элементов. Например, повышение давления пара перед турбиной при полностью открытых регулирующих клапанах приводит к увеличению расхода пара через турбину, следствием чего является возрастание напряжений изгиба в рабочих лопатках, особенно последней ступени, увеличение осевого усилия на сегменты упорного подшипника, увеличение прогиба диафрагм, напряжений в шпильках фланцевого соединения, корпусе турбины, сопловых коробках и подводящих паропроводах. [c.307]

Виды колебаний рабочих лопаток. Усталостные поломки рабочих лопаток возникают только при интенсивной вибрации. [c.431]

Усталость хвостовиков. Наиболее частой причиной обрыва рабочих лопаток по сечениям хвостовиков является появление в них трещин и их развитие до критического размера. Само же появление трещин часто связано с проникновением вибрации с рабочей части вглубь хвостового соединения, высоким уровнем статических напряжений растяжений и изгиба, наличием концентрации напряжений, обусловленной сложной формой хвостового соединения, т.е. из-за процесса усталости, происходящей на фоне высоких статических напряжений. Для рабочих лопаток ступеней, работающих в зоне фазового перехода и за ней, появление трещин интенсифицируется процессами язвенной коррозии. [c.471]

Особенно часты случаи появления вибрации при недостаточно внимательной эксплуатации. Обычно причиной появления неуравновешенности на работающей турбине является обрыв рабочих лопаток, бандажей и проволок. [c.505]

Газовая турбина — трехступенчатая, она состоит из трех составных дисков, разделенных промежуточными дисками. Бандажные полки второй и третьей ступеней подавляют вибрации, обеспечивают минимальные торцевые зазоры рабочих лопаток, позволяя улучшить эксплуатационные характеристики и увеличить КПД ГТ. Первая ступень турбины имеет защитное покрытие и охлаждается конвекцией и натеканием, а также пленочным охлаждением. Для уменьшения протечек при изготовлении второй и третьей турбинных ступеней используется специальный материал сотового типа, применяемый в авиационных двигателях. [c.248]

Современное машиностроение часто ставит проблемы, приводящие к исследованию напряжений, причиной которых являются динамические факторы. Такие проблемы практического значения, как крутильные колебания валов, вибрации турбинных лопаток и дисков, критические скорости вращающихся валов, колебания железнодорожных рельсов и мостов под катящимися нагрузками, колебания фундаментов, могут быть вполне поняты лишь в свете общей теории колебаний. Только такая теория способна указать нам те оптимальные соотношения размеров для частей машины, при которых рабочий режим ее будет, насколько это возможно, гарантирован от перехода в критические условия резонанса (когда могут иметь место опасные колебания). [c.500]

При доводке ТРДФ Олимп , продолжавшейся более десяти лет и продолжающейся и после ввода самолета в эксплуатацию, разработчики встретились с целым рядом крупных и мелких дефектов, основные из которых перегрев нижнего обода соплового. аппарата турбины высокого давления, растрескивание обтекателей передней части жаровой трубы, прогары испарительных горе-,лок кольцевой камеры сгорания, повышенные вибрации рабочих лопаток первой ступени компрессора низкого давления, износ по- лок рабочих лопаток турбины низкого давления в местах их (СТЫКОВ. [c.139]

Развитие современного газотурбостроения в связи с повышением значений параметров режимов, обеспечением ресурса и надежности турбин предъявляет жесткие требования к прочности наиболее ответственных их элементов — лопаток. К настоящему времени накоплен обширный опыт по исследованию термоциклической прочности элементов газовых турбин [44, 60, 75], разработаны и совершенствуются методы натурных испытаний [1, 23, 51]. Отличительной особенностью стендов для исследования рабочих лопаток является наличие устройств для создания в лопатке статических растягивающих нагрузок, моделирующих действие центробежных сил, и устройств для возбуждения колебаний в лопатках, модели-руюцхих вибрации рабочих лопаток вследствие пульсации потока в газотурбинном двигателе [1, 51]. [c.157]

Так, например, 10.09.96 г. в полете экипаж самолета Ту-154М № 85754 обнаружил увеличение вибрации на "2-й СУ" на 15 % относительно установленной нормы. Экипаж снизил режим работы двигателя и продолжил полет до а/п назначения. При осмотре двигателя "2-й СУ" было обнаружено разрушение деталей газовоздушного тракта. Разрушение лопаток "НА" КНД, рабочих лопаток И и П1 ступени КНД, I ступени КВД двигателя яви- [c.575]

Кроме указанных видов повреждений, в материале рабочих лопаток турбин возникают усталостные повреждения от механических вибраций. Первоначальные трещины от термического нагружения часто не являются опасными при отсутствии вибраций, поскольку обычно уменьшают степень жесткости нагружения материала, а следовательно, и величину возникающих термонапряжений. При действии вибрационных нагрузок эти трещины являются источником концентрации напряжений и быстро развиваются в усталостные. В этом чаще всего проявляется отрицательная роль совместного действия циклических нагрузок низкой и высокой частоты. [c.79]

При доводке двигателей F107, начавшейся с конца 1974 г., был устранен ряд конструкторско-производственных дефектов по суфлированию и уплотнению полости опоры, расположенной между турбинами, по подбору типа консистентной смазки для переднего подшипника, по устранению вибраций ротора высокого давления, по системе запуска в высотных условиях, по устранению вибрационных поломок рабочих лопаток первой ступени вентилятора и т. д. В результате этого предполетные испытания двигателя были завершены в октябре 1975 г., и с марта следующего года двигатель проходил летные испытания. Первые поставки годных к эксплуатации крылатых ракет AL M начались в 1980 г. В соответствии с имеющимися планами в течение 1981—1987 гг. намечено заказать около 3400 крылатых ракет, запускаемых со стратегического бомбардировщика В-52, который может нести 12— 20 ракет на подкрыльевых пилонах [51]. [c.211]

Обойменная конструкция цилиндра имеет ряд преимуществ. Большое кольцевое пространство между гребнями соседних обойм создает удобные камеры для отбора пара. При отсутствии обойм возникает необходимость в создании камеры отбора, поскольку близкое размещение ступеней к патрубку отбора создает окружную неравномерность потока между ступенями и приводит к вибрации и усталости рабочих лопаток. Создание камеры отбора повлечет, с одной стороны, увеличение длины турбины, а с другой — снижение экономичности из-за потерь с выходной скоростью в ступени, расположенной перед отбором. [c.91]

Сильные задевания, приводящие к излому рабочих лопаток, обычно возникают не вдруг, а начинаются с незначительных задеваний, увеличения вибрации корпусов подшипников и т.д. Поэтому основной мерой борьбы с изломами по этой причине является внимательная и грамотная эксплуатация с анализом тех отклонений в режимах и показаниях приборов, которые возникают в процессе эксплуатации. [c.471]

Как показала практика эксплуатации турбинных установок, надежность работы облопачивания зависит не только от механических напряжений, а и от вибрационной прочности. Дело в том, что отдельные лопатки или пакет лопаток представляют собой упругую систему, способную совершать колебания с определенной собственной частотой /,,, зависящей в основном от размеров лопаток и характера их крепления. Под воздействием парового потока из сопел лопатки могут совершать вынужденные колебания как в плоскости вращения (тангенци-.альные колебания), так и в плоскости, перпендикулярной вращению (осевые или аксиальные колебания). Аксиальные колебания лопаток практически встречаются весьма редко и связаны в основном с вибрацией рабочих дисков и легко устраняются соответствующей настройкой дисков путем их механической обработки. Тангенциальные колебания вызываются неравномерностью парового потока, проходящего через рабочую решетку. Причины неравномерности парового потока следующие [c.160]

Этот вид вибрации лопаток возникает тогда, когда возмущающие силы не могут вызвать колебаний пакета лопаток в целом в одной фазе. Число сопловых или направляющих каналов по окружности диафрагмы всегда меньше числа рабочих лопаток иа диске. Паровые импульсы сопел действуют на лопатки пакета несинхронно и вызывакуг вибрацию лопаток в разных фазах. [c.237]

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]

Согласно экспериментальным данным на крупных aгpeгatax амплитуда вибрации концов валов может превосходить в 10—15 раз амплитуду колебаний подшипника, причем эти колебания могут быть смещены между собой по фазе. Наблюдались также случаи, когда вылет одной или нескольких рабочих лопаток не приводил к заметному увеличению вибрации подшипников, тогда как колебания вала существенно возрастали. Это показывает, что для ряда турбоагрегатов вибрация подшипнико в не являтся надежным критерием безопасности, и необходимо для этих агрегатов в каждом отдельном случае экспериментально устанавливать связь между колебаниями валов и подшипников турбины. Переход к большим единичным мощностям турбоагрегатов [c.96]

Кроме вибрации, при которой частота колебаний равна частоте вращения ротора, может возникать вибрация пониженной частоты (примерно равной половине частоты вращения), называемая низкочастотной. Низкочастотную вибрацию вызывают автоколебания ротора под действием сил, возникающих в масляной пленке подшипников, венце рабочих лопаток или унлотне- иях. Такая вибрация появляется при некоторой мощности турбины, называемой пороговой. Для снижения амплитуды колебаний необходимо значительно снизить мощность турбины. Устраняют низкочастотную вибрацию, применяя подшипники, концевые, диафрагменные и надбандажные уплотнения специаль- ых конструкций. [c.189]

При эксплуатации турбины разбала[[сировка ротора может увеличиваться при остаточном прогибе его оси из-за задеваний в концевых и диафрагменных уплотнениях, смещения обмотки ротора генератора в пазах или лобовых частях, замыкании ее витков (на землю или между собой), а также загрязнении поточной части турбины отложениями солей и вылете рабочих лопаток. Вибрация повышается также, если коробятся цилиндры турбины вследствие неравномерного нагрева или заеданий между корпусами подшипников и фундаментными плитами, препятствующими их свободному перемещению при прогреве и остывании турбины. [c.189]

Однако при эксплуатации турбин бывают случаи незапланированного полного сброса нагрузки по разным причинам, которые в основном связаны с неполадками в электрической части станции и сети или в теплотехническом оборудовании. Так, к сбросу нагрузки могут привести перегрузка линии электропередачи,, короткое замыкание на ней или в оборудовании подстанции, повреждение обмоток генератора или повышаюнщго трансформатора. Неполадки в теплотехническом оборудовании, в первую очередь самой турбины, также могут вызвать необходимость мгновенного сброса нагрузки, например при обрыве рабочих лопаток, сильной вибрации, резком увеличении осевого сдвига, неустранимом ухудшении вакуума. [c.192]

Обойменная конструкция цилиндра имеет ряд преимуществ. Большое кольцевое пространство между гребнями соседних обойм часто служит для отбора пара. При отсутствии обойм возникает необходимость в создании камеры отбора, поскольку близкое размещение ступеней к патрубку отбора вызывает окружную неравномерность потока между ступенями и приводит к вибрации и усталости рабочих лопаток. Создание камеры отбора при без-обойменной конструкции повлечет, с одной стороны, увеличение длины турбины, а с другой — снижение экономичности из-за потерь с выходной скоростью в ступени, расположенной перед отбором. Установка обойм упрощает сборку и монтаж турбины, поэтому они часто используются и в цилиндрах, где отборы отсутствуют. Обоймы оказывают экранирующее действие по отношению к корпусу турбины. Быстрые изменения температуры в проточной части турбины, возникающие при резких изменениях режима, не передаются столь быстро на внутреннюю поверхность корпуса, что повышает маневренность турбины. [c.290]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...