Лопатки Напряжения от центробежных

Следует иметь в виду, что при колебаниях лопаток напряжения в материале изменяются по асимметричному циклу на переменные напряжения изгиба накладываются постоянные растягивающие напряжения от центробежной силы. Поэтому рассчитывать лопатки на выносливость следует по соответствующим методам [20]. [c.155]

Между тем в уже существующих турбинах большой мощности (200—300 Мет) напряжения от центробежных сил в лопатках последних ступеней приближаются к 5 000 кГ см , так что запас статической прочности по отношению к пределу текучести материалов составляет всего 1,5—1,7. [c.5]

Лопатки последних ступеней мощных турбин, прошитые проволоками, испытывают большие напряжения от центробежных сил. Величина шагов между такими лопатками в сечениях, где располагаются скрепляющие связи, также значительно больше, чем у других лопаток. Для уменьшения напряжений как в самих лопатках, так и в связях последние часто выполняются не сплошными, а трубчатыми. Представляло большой интерес выяснить, как изменится демпфирование колебаний пакета лопаток при замене проволочных скрепляющих связей трубчатыми. Как было показано выше, демпфирование колебаний пакетов при прочих равных условиях, в том числе при переменных напряжениях у основания стержней при их изгибе, зависит от отношения жесткости связей к жесткости стержней и находится в обратной зависи- [c.57]

Лопатки последних ступеней испытывают очень высокие напряжения от центробежных сил. Так, например, каждая лопатка высотой 765 мм стремится пр работе вырваться из диска с усилием около 70 т, а на хвостовик лопатки высотой I 050 мм действует сила 110 г. Материалом для лопаток ступеней среднего и низкого давлений служит нержавеющая сталь, содержащая 13% хрома. Лопатки,. работающие в области высокой температуры, выполнены из легированной стали, содержащей хром, молибден и ванадий. [c.116]

Напряжения изгиба от центробежных сил в любом сечении возникают тогда, когда центр тяжести этого сечения не лежит на радиальной линии, проходящей через центр тяжести вышележащей части лопатки. В лопатке постоянного с ечения центры тяжести всех сечений лежат на прямой. Очевидно, что в такой лопатке совмещение линии центров тяжести сечений с радиальной линией сводит к нулю изгибающие напряжения от центробежных сил. В лопатках переменного сечения центры тяжести сечений лежат на пространственной кривой. В этом случае ввиду несовмещения всех точек кривой центров тяжести сечений с радиальным направлением в сечениях лопатки появляются дополнительные изгибающие моменты от центробежных сил. В очень длинных лопатках эти моменты достигают значительных величин, и при проектировании их можно устранить только при помощи так называемого погиба лопатки (см. гл. II). [c.46]

Для получения высокого к. п. д. ступени необходимо выполнять рабочую лопатку закрученной, т. е, с переменными углами входа и выхода по высоте, поэтому форма сечений лопатки по высоте существенно меняется. Рост длины лопатки ограничивается допустимыми величинами напряжений от центробежных сил. Можно отметить, что при данной длине лопатки уменьшение параметра D -pll снижает, при прочих одинаковых условиях, напряжения от центробежных сил. [c.60]

Наибольшие нагрузки на лопатках турбин. В наиболее неблагоприятных условиях работы находятся лопатки турбин двигателей, установленных на маневренных (истребителях) и учебных самолетах. ГТД на таких самолетах подвергаются частым запускам и изменениям режимов работы. Все это вызывает одновременно увеличение температуры и растягивающих напряжений от центробежных сил. А в ряде случаев при увеличении или снижении оборотов турбина может попадать в область критических оборотов, вызывающих большие вибрационные нагрузки. Поэтому крайне осторожно нужно относиться к темпам изменения режимов работы турбин. Чем медленнее изменяются температурные режимы работы лопаток турбин, тем надежнее их работа. [c.84]

В связи с вращением лопатки испытывают действие напряжений от центробежных нагрузок. Центробежное усилие, приложенное к единице массы на полувысоте рабочей лопатки, в 13-90 тыс. раз превышает силу тяжести. Напряжения от центробежных сил находятся в диапазоне от 69 МПа в среднем сечении лопастей лопаток первой ступени промышленных турбин до 277 МПа в сечении корневой части интенсивно охлаждаемых рабочих лопаток турбины авиадвигателей и последней ступени промышленных газовых турбин. Напряжения около 17 МПа возникают на последних ступенях турбовентиляторов авиадвигателей. Стремясь извлечь максимум энергии рабочего потока в промышленных газотурбинных установках, размеры кольцевой зоны последней ступени делают больше, чем в турбинах авиадвигателей. Поэтому у первых напряжения в корневом сечении рабочих лопаток обычно выше, чем у последних. Сочетание повышенных температур и напряжений порождает проблему ползучести рабочих лопаток и делает ее предметом главной заботы конструкторов, которые обычно выбирают для изготовления лопаток один из сплавов, обладающих наиболее высоким сопротивлением ползучести. [c.60]

Отрыв рабочей лопатки, не имеющей дефектов в виде трещин, происходит тогда, когда растягивающие напряжения в ее опасном сечении достигают предела прочности. Сами растягивающие напряжения возникают вследствие действия центробежных сил, постоянного изгиба аэродинамическими силами, вращающими рабочее колесо, и переменного изгиба, вызванного вибрацией. При нормальной работе в наиболее напряженных рабочих лопатках напряжения от изгиба и вибрации существенно меньше напряжений от центробежных сил. [c.467]

Изгибающие напряжения, возникающие в рабочих лопатках при самых опасных режимах, не превосходят 30—40 МПа. Даже с учетом растягивающих напряжений от центробежных сил и увеличения изгибающих напряжений вследствие вибрации, эти напряжения при нормальной работе турбины не могут достичь предела прочности. Излом возникает только при серьезных нарушениях режима работы, вызванных аварийными ситуациями или грубыми ошибками эксплуатационного персонала. [c.469]

Коэффициент интенсивности напряжений при воздействии растягивающих напряжений от центробежных сил определяли приближенным методом сечений 11081. При этом для лопатки, представленной иа рис. 54, а, получили [c.226]

Напряжения от центробежных сил. При определении растягивающих напряжений лопатку рассматривают как стержень (рис. 1). [c.265]

Патент США, № 4125646, 1978 г. Части компрессоров реактивных и газовых турбин, например диски, лопатки, воздухозаборные устройства, подвергаются коррозии вследствие воздействия солевой атмосферы и абразивного вещества, например коралловой пыли. Кроме того, диски и лопатки компрессоров испытывают значительные механические напряжения от центробежных сил, термических нагрузок, вибраций и других источников напряжений. Коррозия может ускорять катастрофическое разрушение деталей, так как питтинги и другие коррозионные дефекты могут действовать как концентраторы напряжений. [c.194]

Сочетание статического и вибрационного режимов нагружения. В элементах газовых турбин, например в дисках, лопатках, корпусах, наряду с действием таких силовых температурных факторов, как статические напряжения, стационарные и нестационарные температурные напряжения, наблюдается периодическое возбуждение колебаний указанных деталей при резонансных режимах. На рис. 2.4.3 показано изменение суммарных напряжений от центробежных и газовых сил в лопатке I ступени турбины в течение одного этапа испытаний. В опасных точках газовых турбин чередуются различные комбинации статических а, термоциклических Отц, повторных механических напряжений бц, а также переменных апряжений высокой частоты от вибраций v Если имеет место статическое, а затем вибрационное нагружение, то в расчетах на прочность учитывают способность деталей накапливать повреждаемость от каждого вида нагружения, статического и вибрационного, независимо от наличия предшествующих нагружений другого типа. Условие усталостного разрушения при одновременном действии на деталь вибрационных и статических нагрузок определяют с учетом зависимостей прочности при асимметрии цикла (разд. 2.2). [c.74]

Диски и турбинные лопатки, работающие в условиях высокой температуры и подвергающиеся, кроме аэродинамических нагрузок, чрезвычайно большим напряжениям от центробежных сил, изготовляются из специальных прочных и жароустойчивых сортов стали или сплавов. [c.428]

Напряжение от центробежной силы в лопатке переменного сечения с прямолинейным изменением сечения по высоте у ее основания или в любом сечении согласно формул (2736) и (279) определяется [c.230]

Рис. 11.14. Система координат и основные обозначения при расчете напряжений от центробежных снл в пере лопатки

В современных турбинах напряжения от центробежных сил в лопатках и дисках очень велики, и в некоторых деталях при нормальной частоте вращения запас прочности по отношению к пределу текучести составляет лишь 1,6—1,8. Поскольку напряжения от центробежных сил при увеличении частоты вращения возрастают пропорционально ее квадрату, чрезмерное увеличение частоты вращения ротора может вызвать разрушение лопаток и дисков от центробежных сил. Эта авария относится к разряду наиболее тяжелых, вследствие чего защита от опасной частоты вращения должна быть особенно надежной. [c.134]

При анализе прочности охлаждаемых лопаток следует иметь в виду, что в центральной, более холодной части сечения возникают растягивающие температурные напряжения, которые, суммируясь с напряжениями от центробежных снл, могут приводить к значительным напряжениям. Однако из-за относительно низкой температуры этой части запас ее длительной статической прочности обычно остается достаточным. На горячих кромках, где температура лопатки может достигать 950 С и выше, возникают сжимающие температурные напряжения прн сравнительно небольших суммарных напряжениях. Но прн недостаточном охлаждении ограничение по запасу длительной статической прочности горячих частей сечеиия может [c.284]

Примеры конструктивного выполнения лопаток большой длины представлены на рис. 3.47 и 3.48. Чтобы обеспечить допустимые напряжения от центробежных сил, длинные лопатки выполняют с уменьшением площади поперечного сечения от корня к периферии. [c.119]

Лопатки последних ступеней выполняют переменного сечения, площадь которого уменьшается от корня к периферии лопатки. Поэтому напряжение ст в корневом сечении такой лопатки существенно снижается по сравнению с лопаткой постоянного сечения. Приближенно это снижение учитывается коэффициентом, вводимым в (5.5). Таким образом, напряжение от центробежных сил лопатки переменного сечения определится по формуле [c.142]

Напряжение от центробежных сил лопатки 141, 142 Насос бустерный 31, 156 [c.485]

Рабочие лопатки являются наиболее ответственными деталями ротора, поскольку они используются для превращения кинетической энергии пара в механическую работу на валу турбины, вследствие чего лопатки испытывают большие напряжения от усилий, создаваемых потоком пара. Кроме того, они находятся под действием значительных центробежных сил, возникающих при вращении. Лопатки жестко закрепляют на дисках. На рис. 31-11 схематически изображены некоторые из способов крепления лопаток на дисках, расположенные в порядке увеличения нагрузки на них. Если пользуются лопатками без утолщения в месте крепления (хвостовой части), то для образования канала между [c.353]

Напряжения в рабочей лопатке от растяжения. Кроме изгиба, лопатка испытывает растяжение от центробежной силы С. Для лопатки постоянного по высоте профиля (фиг. 59) [c.167]

Пример. Определить запас прочности лопатки газовой турбины, выполненной из стали ЭИ-405. Кривые длительной прочности стали в интервале расчетных температур представлены на фиг, 97. Лопатка работает в условиях статического растяжения от центробежных сил. Величины напряжений, температур и сроков службы на каждом режиме сведены в таблицу. [c.533]

Чтобы не создавать в пере и в хвостовике лопатки напряжений изгиба от действия центробежной силы, желательно центры тяжести всех сечений располагать на оси х. [c.21]

Для достижения минимальных или во всяком случае допустимых напряжений от изгиба центробежной силой при конструировании лопатки могут быть допущены [c.21]

В длинных лопатках эти напряжения, а также напряжения изгиба от аэродинамических сил, действующих на лопатку, достигают больших значений. В этом случае применяют так называемый погиб лопатки, под которым понимают смещение профиля параллельно самому себе. Величину и направление смещения рассчитывают таким образом, чтобы изгибающий момент от центробежных сил в каждом сечении частично или полностью компенсировал изгибающий момент от аэродинамических сил. Проектирование и обработка лопатки в этом случае усложняются. [c.21]

Перо лопатки осевых турбин и компрессоров должно быть рассчитано на растяжение центробежной силой и на изгиб силами давления газа (пара). Если центры тяжести всех сечений лопатки не лежат на прямой, проходящей через ось вращения, то необходимо определить возникающие в этом случае напряжения изгиба от центробежных сил. Напряжениями кручения, которые могут возникнуть в лопатке, обычно пренебрегают. Перо лопатки радиальных паровых турбин должно быть рассчитано на изгиб под совместным действием центробежной силы и давления пара. [c.46]

Напряжение, вызванное центробежной силой собственной массы лопатки переменного профиля, в любом сечении на расстоянии X от корня [c.50]

В последних ступенях моит,иых т. рбии лопатки, прошитые проволоками, испытывают большие напряжения от центробежных сил. Кроме этого, шаг между лопатками больше, чем в других ступенях. Для того чтобы уменьшить напряжения как в лопатках, так и в связях, последние часто выполняются трубчатыми. В связи с этим целесообразно выяснить, как изменится в этом случае демпфирование колебаний пакета лопаток. [c.140]

Напряжения от центробежных сил. Центробежные силы, связанные с вращением кодас турбомашин, вызывают растяжение лопаток. При определении растягивающих напряжений лопатку рассматривают как консольный стёржень переменного поперечного сечения (рис. 1). На малый элемент лопатки объемом Р (г ) йг действует Центробежная сила [c.277]

Пример. Определить напряжение от центробежных сил в лопатке постоянного профиля у ее осноозния, если дано [c.230]

Напряжение от центробежных сил в лопатках никелевой и хромоникелевой стали принимают до 1 ООО -г 1 200 кг1см для высоколегированных специальных сталей напряжения допускают до 1500 - 1600 кг1см , а иногда и выше. [c.230]

Распределение напряжений вдоль средней линии профиля и по контуру сечения лопатки из сплава ХН70ВМТЮ и ее температурное поле изображены на рис. 3.5. При среднем напряжении от центробежных сил (Т р = 10 кгс/мм суммарные максимальные напряжения достигают 63 кгс/мм . Отмечается резкая неравномерность распреде ления напряжений по сечению. [c.312]

У корня рабочей лопатки возникают наибольшие напряжения от центробежных и газовых сил,поэтому здесь температура должна быть минимальной.Напряжения па высоте лопатки падают,что позволяет повышать температуру газов и превышать средне-массовую температуру.Однако слишком высокая температура у конца лопатки может привести к ароаяи материала, кроме того,будет перегреваться наружный корпус турбины. [c.17]

Короткие лопатки выполняются с постоянной формой профиля по длине, длинные лопатки для обеспечения плавного входа рабочего тела по всей длине — закрученными. Для уменьшения напряжений растяжения от центробежных сил площадь профиля такой лопатки уменьшают к периферии. Для образования межлопаточ-ных каналов лопатки паровых турбин выполняют с утолщенными хвостами или располагают между хвостами промежуточные тела. [c.27]

Важность исследования импульсных напряжений в конструкциях из композиционных материалов может быть проиллюстрирована на примере лопатки компрессора реактивного двигателя [61]. Лопатки рассчитывают с учетом восприятия центробежных и вибрационных нагрузок. Кроме того они должны быть рассчитаны на случай соударения с посторонними объектами, такими как птицы, град, камни, гайки и болты. Скорость соударяющегося тела относительно лопатки может составлять около 450 м/с. Импульсное воздействие малого тела продолжается очень недолго (<С50 мкс) и вызывает в начальный момент сосредоточение энергии удара в малой области лопатки. При этом удар может вызвать не только образование местного кратера или трещины, но и сопровождается повреждениями вдали от места контакта, вызываемыми отражением волн напряжений от границ и эффектом фокусировки из-за изменения геометрии лопатки. Обеспечение прочности лопатки при соударении с внешними объектами требует специальных конструктивных решений, таких как введение в материал высокопрочной сетки и установка на ведущую кромку противоударного протектора. [c.265]

Рабочие лопатки турбины имеют закрученный профиль с хвостовиком. Переход от хвостовика к профилю выполнен в виде прямоугольной полки во второй ступени или полки в виде параллелограмма в первой ступени. На вершине лопатки первой ступени имеется бандажная полка с тремя усиками уплотнения. Внутренняя часть пера лопатки облегчена для снижения напряжений от действия центробежных сил. Лопатки первой ступени, выполненные из жаропрочной стали, с полкой в виде параллелограмма устанавливают в ротор со сторны дефлекторного диска, последовательно одна за другой. Лопатки второй ступени жаропрочные и на вершинах со стороны внутреннего проф1 я имеют уплотнения. [c.37]

В газотурбинных двигателях (ГТД) наиболее нагруженными деталями являются рабочие лопатки компрессора и турбины. Они работают в условиях высоких и быстросменяющихся температур и агрессивной газовой среды. В материале лопатки возникают большие напряжения растяжения от центробежных сил и значительные вибрационные напряжения изгиба и кручения от газового потока, амплитуда и частота которых меняются в широких пределах. Быстрая и частая смена температуры приводит к возникновению в лопатках значительных термических напряжений. [c.3]

Окружная скорость у основания лопатки в м1сек Окружная скорость на периферии в м сек. ... Напряжения в рабочих "лопатках от центробежных сил в кг см ....... 242 251 263 278 181,1 294 314 340 410 [c.164]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...