Колебания рабочих лопаток

Пример 8.2. Расчет колебаний рабочих лопаток. [c.283]

Рис. 71. Схема расположения приборов для определения декремента колебаний рабочих лопаток на роторе.

Рабочие лопатки испытывают переменные усилия со стороны пара, когда они при вращении ротора с огромной скоростью проходят мимо каналов, образованных направляющими лопатками. Непосредственно против выходной кромки направляющей лопатки скорость выхода пара меньше, чем в середине межлопаточного канала. Частота перемен усилия, действующего на лопатку, может совпасть с частотой собственных колебаний рабочих лопаток. В этом случае амплитуда колебаний лопаток и, следовательно, изгибные напряжения в них становятся большими и лопаткам грозит вибрационная поломка. Для предотвращения опасных резонансных колебаний лопаток их связывают между собой в пакеты по несколько штук с помощью ленточного бандажа, закрепляемого на вершинах лопаток путем расклепки специальных шипов, изготовляемых за одно целое с лопатками. Иногда применяется приварка бандажа к лопаткам (в газовых турбинах). [c.11]

При парциальном подводе пара неравномерность парового потока по окружности колеса особенно велика и может вызывать тангенциальные колебания рабочих лопаток со значительными динамическими напряжениями. [c.34]

Опыт показывает, что частоты собственных колебаний рабочих лопаток в значительной степени зависят от силы зажатия их хвостов. [c.121]

Из сказанного видно, что при проектировании очень важно уметь расчетным путем определять собственные частоты различных форм колебаний рабочих лопаток как отдельных, так и связанных в пакеты. [c.126]

Полученные собственные частоты лопаток, а также частоты возмущающих сил, кратных частоте вращения, наносят на диаграмму/частот (рис. 71). Частоты возмущающих сил представляются пучком лучей, выходящих из начала координат. Каждый из этих лучей соответствует возмущающей силе определенной кратности с частотой вращения k = = 1, 2,...). Собственные частоты различных форм колебаний рабочих лопаток представляют в виде пологих кривых, которые вследствие влияния центробежных сил возрастают по мере увеличения частоты вращения. Точки пересечения этих кривых с лучами являются точками резонанса. Абсциссы их определяют критические частоты вращения, при которых наступают резонансы, а ординаты — резонансные частоты. 126 [c.126]

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

Вынужденные колебания рабочих лопаток. Интенсивность вынужденных колебаний определяется тремя основными факторами [c.431]

Назовите возможные типы колебаний рабочих лопаток и их главные отличия друг от друга. [c.477]

Сопловая решетка ступеней состоит из 80 лопаток. Частота вращения 50 1/с. Определите частоты возмущающих сил и оцените возможность резонанса, если средняя частота собственных колебаний рабочих лопаток 3969 Гц, а разброс частот на колесе + 5 % [c.477]

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]

В современных гидравлических турбинах, центробежных насосах, гребных винтах, обычно работающих при больших числах оборотов, в отдельных местах рабочих лопаток и лопастей создаются очень большие скорости движения жидкости, также благоприятствующие возникновению кавитации. Кавитация оказывает очень вредное действие на работу этих установок вызывает недопустимо большие их колебания, увеличивает потери энергии на трение, т. е. снижает коэффициент полезного действия, и, что наиболее опасно, приводит к разъеданию металла. [c.242]

В большинстве случаев усталостные разрушения лопаток вызываются изгибными колебаниями первой формы. Собственная частота по первой изгибной форме для рабочих лопаток компрессора составляет 150—1500 Гц, рабочих лопаток турбины — 400— 2000 Гц, а лопаток турбонасосного агрегата (ТНА) — до 7000 — Ю ООО Гц. [c.3]

Резонанс, соответствующий первой изгибной форме колебаний системы лопаток рабочих колес промышленных установок (рис. 5.55) с частотой, примерно равной 64 Гц, возникал при рабочих условиях эксплуатации при частоте вращения, равной 640 об/мин, что приводило к преждевременному разрушению лопаток. Хотя никаких измерений деформаций в лопатках при первоначальном исследовании задачи не проводилось, предполагалось, что было бы полезным демпфировать вынужденные колебания лопаток, с тем чтобы повлиять на их динамическое поведение в окрестности частоты резонанса. [c.266]

Зная частоту колебаний отдельной лопатки, массу бандажа и его жёсткость, можно с помощью поправочных коэфициентов вычислить частоты различных видов колебания пакета. Если лопатки, кроме бандажа, скреплены проволокой на середине их рабочей части, то наинизшая частота повышается, колебания с неподвижной вершиной лопаток (фиг. 62, б и в) становятся невозможными, частота же колебаний второго тона (фиг. 62, г) изменяется мало. Примеры частоты различных типов колебаний пакетов лопаток постоянного сечения в зависимости от отношений жёсткостей и масс бандажа и лопатки представлены на фиг. 63, [c.169]

В вышеприведенной работе показано, что наиболее опасным режимом для вибрационной прочности лопаток регулирующей ступени может оказаться режим при полностью открытых двух регулирующих клапанах и соответственно при наличии двух сегментов подвода рабочего тела. В рассматриваемой работе экспериментально показано, что время нагружения или разгружения рабочих лопаток составило от 1 /2 до 1 /4 их периода колебаний. Этот факт говорит о том, что случай прямоугольной нагрузки практически не реализуется. [c.85]

Характеристикой рассеяния энергии колебаний может служить логарифмический декремент. На основании подавляющего большинства исследований можно сделать заключение, что для амплитуд напряжений и частот колебаний, характерных для рабочих лопаток, декремент не зависит от частоты. Один из существенных факторов, от которого зависит рассматриваемая величина,— это амплитуда напряжений. Существуют различные способы определения декремента колебаний [59]. Наиболее широко распространенным является метод определения декремента по амплитудным кривым затухания собственных колебаний. Вместе с тем, до сих пор встречаются ошибки при пользовании этим методом, Поэтому, несмотря на разбор этого вопроса ранее [26], представляется целесообразным вновь вернуться к нему. [c.98]

Изменение частот и декрементов колебаний пакетов рабочих лопаток последней ступени [c.148]

Рис. 76. Связь между декрементами и частотами колебаний для пакетов рабочих лопаток 21-й ступени турбины ВК-100-2.

Изменение част, т и декрементов колебаний пакетов рабочих лопаток [c.152]

Изменение частот колебаний пакетов рабочих лопаток турбин типов АТ-25-1, АП-25, ВК-50 и ВК-100 [c.157]

В этой связи подчеркнем, что газодинамические силы, возбуждающие колебания рабочих лопаток, пропорциональны плотности среды. Так как значительная часть влаги концентрируется в закро-мочных следах, то средняя плотность здесь максимальная и воз-Л1ущающие силы возрастают по сравнению с этими силами при перегретом паре. Учитывая важность проблемы эрозии рабочих лопаток, проанализируем дисперсные характеристики вихревых следов. Опытные данные К. Г. Георгиева [28] представлены в форме зависимостей среднемассовых и модальных йкгл диаметров капель, а также среднеквадратичных отклонений [c.111]

Примером такой связи является связь частоты собственных колебаний рабочих лопаток турбин с их размерными и другими функциональными параметрами, часть которых связана между собой корреляционной зависимостью (по результатам исследований канд. техн. наук И. Г. Фрид-лендера). [c.327]

Усталостные разрушения лрпаток происходят и при колебаниях более высоких форм. Так, наблюдались случаи поломки рабочих лопаток компрессора турбовинтовых двигателей (ТВД) по третьей изгибной форме с частотой 6550 Гц. С увеличением продолжительности эксплуатации вероятность выхода лопаток из строя возрастает. [c.3]

В статье А. В. Левина и С. С. Шур [27] дана методика расчета крутильных колебаний пакета лопаток переменного профиля и показано, что особенно опасны внутрипакетные колебания, от которых можно отстроиться только изменением числа направляющих лопаток или изменением профиля рабочих лопаток. [c.141]

У рабочих лопаток на напряжении от центробежных сил накладываются знакопеременные напряжения изгиба. Вопросу нлняния степени асимметрии цикла на рассеяние энергии колебаний носвяш,еи ряд работ. Е, С. Сорокин [77] выполнил первое исследование в этой области. Основная идея заключалась в том, чтобы получить семейство зависимостей [c.107]

Анализ повреждений рабочих лопаток показывает, что поломки происходят при различных формах колебаний. В связи с этим возникает вопрос об особенностях демифируюидей сиособностн лопаток при этих формах колебаний. [c.109]

Выли определены значения декрементов колебаний пакетов рабочих лопаток шести ступеней четырех различных типов турбин 5 раз с 1951 по 1955 г., ежегодно на последней ступени турбины мощностью 24 МВт фирмы Сименс-Шуккерт с 1955 по 1957 г. 2 раза на двух предпоследних ступенях турбины ВК-100-2 на двух ступенях турбины АТ-25-1 по одному разу и один раз на одной ступени турбины АК-Ю. [c.144]

Высота рабочих лопаток последней ступени 441,5 мм. Средний диаметр ступени D p=1615,6 мм. Лопатки имели 3 ряда проволок диаметром 8 мм, припаянных к ним. Расстояния от корневого сечения лопаток до первого ряда проволок 231,5 мм, до второго ряда — 346,5 мм, до третьего ряда-431,5 мм. В каждом пакете было по 6 лопаток, а замковый пакет имел 7 лопаток. Всего ступень имела 17 пакетов. На рис. 72 представлен эскиз лопатки рассматриваемой ступени. В последний раз ступень была облопачена в 1950 г. Наблюдение за изменением демпфирующей способности пакетов лопаток было начато в 1951 г. и проводилось ежегодно в течении 5 лет. Результаты исследований представлены в табл. 2 (декременты колебаний вычислены для 50 циклов). Частотная характеристика лопаток была удовлетворительной. Разброс собственных частот колебаний не выходил з б пределы 6,4%, что свидетельствовало о хорошей сборке пакетов. Несмотря на небольшое различие частот колебаний пакетов в пределах ступени, декременты колебаний пакетов различались больше чем в 2 раза. Это объясняется тем, что демпфирующая способность значительно чувствительнее к изменению плотности посадки [c.146]

Рис. 73. Изменение средних значений декрементов и частот колебаний пакетов рабочих лопаток 13-й ступени турбины фирмы Сименс-Шуккерт.

Изложенные выше исследования, проведенные на рабочих ло иатках шести ступеней четырех различных турбин, показали, что значения декрементов колебаний пакетов рабочих лопаток, полученные при статических испытаниях одной и той же ступени, могут различаться в 2—3 раза. При исследовании этих ступеней было установлено, что направление изменения демпфируюш,ей способности пакетов согласуется с направлением изменения их собственной частоты. При увеличении плотности набора хвостовиков и крепления связей декремент колебаний пакета уменьшается, а частота растет, В связи с этим целесообразно было дополнительно проанализировать отмеченную зависимость, С этой целью были использованы вибрационные характеристики пакетов рабочих лопаток последних ступеней широко распространенных турбин отечественного производства типов АТ-25-1, АП-25, ВК-50 и ВК-100 , У всех этих турбин тип хвоста вильчатый. [c.156]

Выше указывалось, что для рабочих лопаток турбин существуют, по крайней мере, два источника возмущения. Первый обусловлен неравномерностью парового потока по окружности ступени из-за неодина-ковости выходных сечений направляющей решетки, угла установки лопаток, шагов, толщин выходных кромок, стыков горизонтального разъема диафрагм и др. Частота гармоник возмущающего усилия при этом кратна числу оборотов ротора турбины. Второй источник возмущения обусловлен кромками сопл. Возмущающая сила при этом кратна числу П2. Спектр частот колебаний лопаток и их пакетов весьма широк. Вместе с тем, далеко не все формы колебаний и не все гармоники возмущающих сил представляют опасность. Обычно тангенциальные колебания при изгибе выше третьего тона даже в резонансе с частотой возмущающих сил происходят с такой малой амплитудой, что опасности не представляют. То же относится к аксиальным, крутильным и изгибно-крутильным колебаниям. Вместе с тем, для значительной части спектра резонанс с частотой возмущающих сил опасен и необходимо принять меры для вибрационной отстройки лопаток как в стадии проектирования проточной части, так и в стадии ее доводки, монтажа и эксплуатации. [c.178]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...