Хвостовики рабочих лопаток

Система воздушного охлаждения ГТ-6-750 УТМЗ — трехступенчатый стальной ротор ТВД интенсивно охлаждается воздухом, отбираемым после компрессора при начальном давлении 5,8 10 Па и температуре 508 К. Из камеры, расположенной за последней ступенью компрессора, охлаждающий воздух через пять радиальных сверлений диаметром 17,1 мм поступает во внутреннюю полость ротора, откуда через пять наклонных сверлений диаметром 32,5 мм перетекает в полость между гребнями дисков первой и второй ступеней. В этой полости весь поток охлаждающего воздуха делится на две части одна часть воздуха продувает хвостовые соединения рабочих лопаток первой ступени (направление продувки — против направления течения газа) другая часть — хвостовые соединения рабочих лопаток второй и третьей ступеней. Периферийные стенки полостей между дисками образованы удлиненными полками хвостовиков рабочих лопаток. Для уменьшения потерь охлаждающего воздуха стыки хвостовиков рабочих лопаток соседних ступеней уплотнены тонкими пластинами, допускающими некоторые радиальные, тангенциальные и осевые перемещения лопаток. [c.58]

Для многоступенчатых турбин целесообразно использовать схемы, показанные на рис. 157. Первая из них применена в турбине ГТ-25-700 ЛМЗ (см. также рис. 44). Охлаждающий воздух омывает переднюю торцовую поверхность ротора и поступает в зазоры хвостовиков рабочих лопаток (рис. 157, а). Затем воздух направляется по перекрытым каналам под направляющими лопатками к второй ступени и т. д. Более эффективной (по опытам ЦКТИ) является вторая схема с промежуточным подводом воздуха через направляющий аппарат второй ступени (рис. 157, б). Для начальных температур газа 700—760° С перед турбиной [c.183]

Первоначальные сведения о распределении температуры в проставках, хвостовиках рабочих лопаток и периферийной части бочки ротора получены электрическим моделированием температурного поля единичной ступени на электролитических моделях лопатки с проставкой и бочки ротора. На моделях воспроизводилось пространственное температурное поле. Основные результаты исследования эффективности охлаждения ротора на модели единичной ступени приведены в работах [27, 28], где показано, что с достаточной точностью температура периферийной части бочки ротора в пределах ступени может быть определена на упрощенной модели полу-ограниченного тела с равномерно распределенными (соответственно шагу лопаток) охлаждающими каналами. Заглубление каналов при этом должно соответствовать расстоянию от корневого сечения лопаток до оси каналов в лопатках, а к полуограниченного тела должен быть равен X материала лопатки. [c.183]

Средние диаметры промежуточных ступеней назначают по известным диаметрам первой нерегулируемой и последней ступеней для одноцилиндровой турбины или последней ступени проектируемого отсека с учетом требования обеспечения плавной проточной части в меридиональном сечении. Для турбины с противодавлением и для ЧВД конденсационной турбины, как правило, корневой диаметр ступеней (диаметр посадки рабочих лопаток на диск) выполняют постоянным в целях унификации хвостовиков рабочих лопаток. [c.264]

РАЗРУШЕНИЕ ХВОСТОВИКОВ РАБОЧИХ ЛОПАТОК [c.471]

Назовите причины разрушения хвостовиков рабочих лопаток, бандажей и проволочных связей. Каковы последствия их разрушения [c.477]

Рабочие лопатки турбинных ступеней располагают на роторе турбины. В ступенях активного типа каждая рабочая решетка составляется из рабочих лопаток, набранных на ободе диска ротора. В ободе диска выточен паз, в который заводятся хвостовики рабочих лопаток. Необходимое расстояние между лопатками на ободе достигается за счет промежуточного тела, как правило, отфрезерованного заодно с хвостовиками лопаток. По периферии рабочей решетки межлопаточные каналы, как правило, прикрыты ленточным бандажом, приклепанным к торцам лопаток или отфрезерованным заодно с лопаткой. Конструктивное оформление рабочих лопаток зависит от усилий, действующих на них. В первую очередь это центробежные усилия, действующие на тело лопатки. Эти усилия возрастают с увеличением среднего диаметра ступени и длины рабочей лопатки. В коротких лопатках первых ступеней центробежные усилия сравнительно невелики, но достигают весьма больших значений в лопатках последних ступеней мощных конденсационных турбин. [c.118]

Хвостовики рабочих лопаток последних ступеней конденсационных турбин нагружены большими 120 [c.120]

Рис. 3.49. Хвостовики рабочих лопаток

Роторы ЦВД и ЦСД цельнокованые. Традиционно используемые ЛМЗ Т-образные хвостовики рабочих лопаток ЦВД и ЦСД оказались недостаточно прочными для столь больших мощностей, поэтому используется облопачивание с вильчатыми хвостовиками. Рабочие лопатки выполняются цельнофрезерованными с бандажными полками. Объединение лопаток в пакеты производится электронной сваркой. Роторы ЦНД сварно-кованые. [c.338]

Приняты и другие меры по снижению износа ЦВД, вызванного протекающим плотным влажным паром. Вильчатые хвостовики рабочих лопаток закрывают обод диска, который выполнен из слаболегированной стали, хуже сопротивляющейся эрозионному износу, чем нержавеющие стали. Кроме того, бандажи выполнены заодно с рабочей частью лопаток с наклоненной по ходу пара внутренней поверхностью, способствующей за счет центробежных сил отводу влаги в улавливающие камеры сами рабочие лопатки электронным лучом свариваются в пакеты из четырех-пяти лопаток по бандажам и хвостовикам, что повышает их вибрационную надежность. Для этой же цели в бандажных полках рабочих лопаток последних ступеней установлена специальная демпферная связь. [c.356]

Рис. 13.3. Схема охлаждения ротора продувкой воздуха через монтажные зазоры хвостовиков рабочих лопаток

Как показано на рис. 7.13, в турбине авиационного типа охлаждение диска первой ступени осуществляется радиальным обдувом в сочетании с заградительным охлаждением обода, которое обеспечивает также охлаждение прикорневой части рабочих лопаток. Диск второй ступени охлаждается радиальным обдувом, затем воздух, проходя через зазоры между хвостовиками лопаток и елочными пазами диска, охлаждает их. [c.245]

На моделях — электролитах исследовались температурные поля рабочих лопаток [143, 44], их хвостовиков [27, 28, 87, роторов [c.15]

В данной статье приведены результаты исследования влияния некоторых факторов на температурные толя рабочих лопаток, высокотемпературных газовых турбин, охлаждаемых воздухом, проходящим через радиальные каналы в хвостовике и пере. Воздух охлаждения входит в паз под хвостовиком рабочей лопатки и распределяется по семи параллельно включенным каналам, идущим радиально в хвостовике и пере лопатки, а затем поступает в зазор между корпусом и концом пера лопатки. [c.160]

Свойства в поперечном направлении и конструкция рабочих лопаток турбин. Свойства эвтектических сплавов вдоль оси, перпендикулярной направлению преимущественной ориентации структуры, такие как прочность на сдвиг, поперечная прочность и пластичность, могут стать главным фактором, ограничивающим сферу применения таких композитов. Сдвиговые механические характеристики играют важную роль при выборе конструкции хвостовика турбинных лопаток, тогда как прочность на поперечное растяжение и длительная прочность материала могут влиять на термоусталостную долговечность самих лопастей турбинных лопаток. [c.303]

В схеме с вращающимся дефлектором (покрывным диском) и радиальным обдувом (рис. 4.10, в) большая часть охлаждающего воздуха из-под дефлектора рабочего диска после обдува рабочего диска идет на охлаждение рабочих лопаток, меньшая — охлаждает хвостовики, просачиваясь через монтажные зазоры. [c.380]

Основой турбины, определяющей ее надежность и экономичность, является ее проточная часть, образуемая статорным и рабочим облопачиванием. Рабочее облопачивание — это совокупность рабочих лопаток с хвостовиками и связями различного рода. Установленные вполне определенным образом профили рабочих лопаток образуют рабочую решетку, в которой происходит преобразование кинетической энергии потока пара в полезную кинетическую энергию вращения вала. [c.65]

На рис. 3.7 показан один из простейших хвостовиков — Т-образный, применяемый для лопаток малой длины. Для установки рабочих лопаток на периферии диска выполняют окружной паз по профилю хвостовика лопатки. Для заводки лопаток в диск с двух его противоположных сторон делаются колодцы (рис. 3.7, б), через которые набираются и заводятся по окружности лопатки. Последними непосредственно в колодцы устанавливают замковые лопатки (рис. 3.7, в) и крепят их к диску цилиндрическими заклепками. [c.67]

Пример 16.7. Приведем пример катастрофического разрушения мощной турбины, происшедшего вследствие появления трещин в рабочих лопатках и их отрыва. Во время работы турбины в месте перехода рабочей части лопатки к полке хвостовика образовались трещины (последние были обнаружены на многих соседних лопатках после аварии), однако обслуживающий персонал не подозревал об этом. Размер образовавшихся трещин не достиг критического, и турбина продолжала нормально работать. Внезапно из-за неисправности электрической части генератора в нем произошло короткое замыкание. Защита турбогенератора отключила его от сети, и при этом, естественно, произошел заброс частоты вращения, не опасный при нормальном состоянии рабочих лопаток, но совершенно недопустимый при наличии трещин. Напряженность лопаток возросла, кроме того, из-за возникающих крутильных колебаний валопровода. В результате произошел отрыв одной, а возможно, и нескольких рабочих лопаток последней ступени, масса каждой из кото- [c.439]

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]

Усталостные Поломки рабочих лопаток по хвостовикам обычно происходят из-за нерасчетного увеличения нагруженности (статической, динамической или той или другой одновременно) вследствие некачественного изготовления или при ремонте на электростанции, а также нарушения правил технической эксплуатации. [c.471]

Коррозионная усталость хвостовиков. Она возникает по тем же причинам, что и коррозионная усталость рабочих лопаток из-за совместно протекающих процессов язвенной коррозии и описанной выше усталости. При этом следует иметь в виду, что зазоры в хвостовых соединениях способствуют скоплению в них как агрессивных растворов высокой концентрации из-за их выпаривания, так и твердых отложений, в порах которых концентрируются агрессивные вещества. Эти твердые отложения практически невозможно удалить промывкой. Поэтому, в отличие от поверхностей рабочих частей лопаток, с которых отложения периодически удаляются, постоянно протекающие процессы язвенной коррозии снижают прочность хвостовых соединений. [c.472]

Исчерпание длительной прочности. При длительной работе рабочих лопаток в условиях ВЫСОКИХ температур в хвостовиках могут появиться трещины вследствие исчерпания длительной прочности. Образование трещин и их рост происходит тем интенсивнее, чем выше напряжения и температуры работы. [c.473]

Холодная пластическая деформация поверхности в зоне концентрации напряжений для жаропрочных никелевых сплавов сопровождается уменьшением чувствительности к концентрации напряжений при симметричном цикле и умеренных температурах примерно в два раза, С ростом асимметрии цикла и продолжительности испытаний, особенно при высокой температуре, положительная роль холодной пластической деформации существенно снижается и нри базе более 1000 ч может привести к снижению сопротивления усталости. Исследования усталости замковых соединений рабочих лопаток турбин, изготовленных из различных жаропрочных никелевых сплавов, показывают, что холодная поверхностная пластичен ская деформация впадин хвостовиков при упрочнении обкаткой ро- [c.139]

При смене рабочих лопаток паровых турбин бывают случаи, когда центр отверстия под заклепки в хвостовике лопатки с вилочной ножкой не совпадает с центром отверстия в ободе диска. [c.54]

Роторы обоих цилиндров выполнены в виде барабана, составленного из дисков, сваренных по ободам. Такая конструкция ротора обеспечивает его значительную прочность и более легкий вес по сравнению с цельноковаными барабанами. Охлаждение первых ступеней цилиндра осуществляется компрессорным воздухом, поступающим через лабиринтовые уплотнения к хвостовикам первого венца рабочих лопаток. [c.425]

Рабочая лопатка состоит из профильной части (пера) и хвостовика (рис, 3.12). Форма и размеры профильной части лопатки определяются на основании аэродинамического расчета. Однако окончательная ее конструкция уточняется с учетом требований обеспечения статической и динамической прочности. Для предотвращения резонансных колебаний на профильной части лопаток большого удлинения выполняют антивибрационные полки 2. Если позволяет прочность, на концах рабочих лопаток могут быть расположены бандажные полки 6. Образующееся при этом непрерывное периферийное бандажное кольцо удерживает от скручивания и деформации вдоль хорды по всей длине лопатки и обеспечивает лучшие аэродинамические характеристики, чем при [c.70]

Примеры конструктивного выполнения коротких лопаток, рассчитанных на небольшие центробежные усилия, приведены на рис. 3.44—3.46. На рис. 3.44 показано конструктивное выполнение реактивных рабочих лопаток. На хвостовике лопатки из катаной профильной полосы откован небольшой двусторонний выступ. Промежуточные тела, выполненные отдельно от лопатки, с помощью зубчиков и двустороннего выступа лопатки закрепляют ее в пазу ротора. [c.118]

Ротор 2 компрессора высокого давления (КВД) — барабанного типа, цельнокованый, с пазами под хвостовики рабочих лопаток, выточенными в окружном направлении. К ротору через кольцевую проставку двенадцатью стяжными болтами крепятся три диска 16 ТВД. Рабочие лопатки турбины удерживаются в дисках благодаря двухзубчатому елочному хвостовику. Аналогично осуществляется крепление лопаток на диске и соединение пяти дисков 14 ТНД в единую конструкцию. [c.197]

В работах Б. П. Соколова [32, 33] и Ч. Г. Мустафина [20, 22, 33] сделана попытка найти распределение усилий между зубьями елочного замка в стадии деформации ползучести. Решение этой задачи основано на использовании левых прямолинейных частей диаграмм напряжение—деформация , относящихся к малым деформациям. Этот прием обосновывается тем, что область работы реальных деталей ограничивается допустимой деформацией за весь срок их службы, для рабочих лопаток и дисков турбин, составляющей 0,1—0,2% (хвостовые соединения рассчитываются на длительный срок службы около 100 ООО часов) . При этом, однако, совершенно не учитывается тот факт, что в зубцах елочных замков возникают значительные местные напряжения и деформации, превышающие средние расчетные величины, вследствие чего указанный выше прием недопустим при расчете. Кроме того, в работе [32] используется метод разложения некоторой функции в ряд по степеням малого параметра , каковым здесь является tg р, где р — угол наклона хвостовика лопатки. Автор ограничивается линейными членами этого разложения между тем tg р не является малым параметром, так как р = 10- 20°. Таким образом и этот прием также не оправдан. По тем же причинам нельзя согласиться с методом определения теоретических величин зазоров между опорными поверхностями зубьев, обеспечивающих линейное распределение нагрузки между зубьями елочного замка, в работах [20, 22], не говоря уже о том, что вопрос этот, при существующей точности изготовления елочных замков, практически мало интересен. [c.7]

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]

Прежде чем сформулировать дополнительные возможности Повышения надежности лопаточного аппарата, целесообразно затронуть вопрос о неиспользованных возможностях. Коэффициент запаса прочности для лопаток последних ступеней турбин большой мощности, вычисленный по статическим напряжениям, сравнительно невелпк. Как известно, для современных мощных турбин он составляет 1,5—1,6. Между тем как со стороны эксплуатации, та и со стороны турбостроительных заводов встречаются нарушения режимов работы турбины и технологии изготовления лопаток, которые соответствуют данным расчета на механическую прочность. К нарушениям нормальных условий эксплуатации относятся частые пуски и остановы, понижение начальной температуры пара, которое при сохранении нагрузки неизменной вызывает увеличение расхода, ухудшение вакуума, изменение частоты в сети, работа турбины без отдельных ступеней. К заводским нарушениям можно отнести следующие большие коэффициенты концентрации наиряжений у -кромок отверстий для скрепляющей проволоки, в месте перехода от хвостовика к перу лопатки, в ленточном бандаже, у кромки отверстий для шипов не всегда достаточная отстройка лопаток от опасных форм колебаний снижение предела выносливости при защите лодаток от эрозийного износа. Поэтому в первую о чередь необходимо потребовать строгого соблюдения режима эксплуатации и технологии изготовления рабочих лопаток. [c.214]

На рис. 35 [56] даны зависимости декремента колебании 0 к образцов с шестизубовым замковым соединением рабочих лопаток газовой турбины в зависимости от амплитуды максимального динамического напряжения Од в сечении, проходящем через основание первой пары зубьев хвостовика, при различных значениях растягивающего усилия Р, кгс 1—500, 2—100, [c.259]

Уменьшение числа лопаток, например, может диктоваться стремлением снизить потребность в дорогостоящих материалах либо стоимость изготовления комплекта и др. Так, например, в процессе модернизации семейства ТРДД F-6 фирмы Дженерал Электрик при переходе от модификации F6-6D к модификации F6-32 число рабочих лопаток было резко уменьшено на первой ступени со 108 до 88, а на второй ступени — со 116 до 90 при одновременном переходе от лопаток со спаренными хвостовиками к индивидуальному креплению обычным хвостовиком. Необходимая густота при уменьшении числа лопаток вызвала увеличение длины хорды профиля Ь примерно на 15. .. 20 %. [c.134]

Одним из путей значительного повышения температуры газа перед турбиной с использованием неохлаждаемых сопловых и рабочих лопаток является использование керамических материалов—таких как нитрид кремния и карбид кремния. Так, для модификации ТВД фирма Герритт разработала конструкцию двух ступеней из трех с короткими (высотой около 20 мм) керамическими сопловыми и рабочими лопатками. На рис. 4.18 показаны сопловая лопатка и рабочая лопатка с хвостовиком для соединения с диском типа ласточкин хвост . Учитывая, что керамика расширяется незначительно, при установке рабочих лопаток в диск предусмотрена возможность расширения перемычек диска при росте температуры благодаря легкодеформируемой, либо упругой прокладке, которая располагается между основанием паза и нижней плоскостью хвостовика. [c.157]

В качестве примера на рис. 4.23 показаны конструктивные схемы охлаждаемых рабочих лопаток ГТД фирмы Роллс-Ройс и уровни охлаждения (снижения температуры материала) как по высоте лопатки, так и по длине их хорды в корневом сечении [311. При конструктивно-канальной схеме с радиальным (рис. 4.23, а) и петлевым движением воздуха (рис. 4.23, б) имеет место значительная разница температур охлаждения, а следовательно, и материала лопатки. Наибольшее снижение температуры материала в сечениях, близких к корневому, рационально, так как обеспечивает повышение запаса прочности в наиболее нагруженных сечениях и меньшее снижение температуры материала лопатки в сечениях, близких к вершине, что принципиально допустимо (см. подразд. 5.1.5, 5.1.6). При петлевом течении охлаждающий воздух (рис. 4.23, б) подается в два канала, расположенных у входной и выходной кромок профиля, через отверстия в удлиненном хвостовике со стороны корыта. Далее воздух попадает в средний канал, по которому он движется в противоположном направлении и выходит через отверстие с другой стороны хвостовика. При этом можно ожидать меньшей разницы температур в середине сечения и у кромок, так как охлаждающий воздух входит в средний канал уже несколько подогретым. Однако, как видно из графиков, снижается и уровень охлаждения. Поддержание более высокого уров охлаждения потребует подачи большего количества воздуха Сохл, что нежелательно. [c.163]

Как указывалось ранее, для унификации хвостовиков лопаток в ЧВД и часто в ЧСД корневой диаметр выполняют постоянным для всех ступеней. Кроме того, для унификации профилей сопловых и рабочих лопаток в группе ступеней выполняют постоянными углы выхода из сопл а, и из рабочих лопаток Р2 J постоянны также отнощения скоростей (м/Сф)д и степень реактивности в корневом сечении р к. В этом случае треугольники скоростей для всех ступеней будут подобными при onst или равными при = onst. При соблюдении этих условий профили как сопловых, так и рабочих лопаток всех ступеней данной группы можно выполнять одинаковыми при условии сохранения изгибной прочности этих лопаток. Часто по условиям изгибной прочности лопатки последних ступеней в группе приходится выполнять с увеличенной хордой. [c.152]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...