Перо лопатки

Органически встроенных в конструкцию пера лопатки, целесообразно для статорных лопаток. На вопрос, эффективны ли они при применении их на вращающихся элементах конструкции пока однозначно ответить нельзя, так как отсутствуют исследования по работе вихревых труб в условиях наложения на собственное центробежное поле вращающегося потока газа, центробежного поля вращающейся конструкции в целом. [c.377]

В процессе длительной эксплуатации ГТД на турбинные лопатки действуют осевая нагрузка, крутящий момент М р, который вызывает действующие силы на изгиб (Я з,.), и растягивающая нагрузка, возникающая в результате центробежной силы Яц (рис. 206). Таким образом, от действий трех сил Рос, изг и Рц возникают напряжения, которые вызывают усталостное разрушение лопатки. Типичные виды разрушившихся лопаток приведены на рис. 208. Поверхность излома, как правило, перпендикулярна к оси лопатки, т.е. разрушение происходит по поперечному сечению пера лопатки. [c.418]

Переохлаждение (At), необходимое для начала кристаллизации, составляет для гомогенных расплавов t - 0,2 /гш, гетерогенных расплавов < - 0,1 /пл. Схема процесса кристаллизации структуры лопатки с направленной кристаллизацией показана на рис. 205, б. Дендриты располагаются по границам кристаллитов зерен, выстроенных вдоль оси пера лопатки, а в замковой части - зерна кристаллизуются с равноосной структурой. [c.422]

Рис. 219. Определение истинных деформаций в сечении пера лопатки с помощью координатных сеток

В обратимых гидромашинах применяют обоюдоострые симметричные относительно продольной и поперечной осей профили. Литая лопатка конического аппарата с конусообразным пером, двумя опорами и различно построенными по его высоте профилями показана на рис. IV.5, г. Перо лопатки строят так, чтобы оно обеспечивало нужную закрутку потока, а его сопрягающиеся кромки, совпадающие с коническими образующими и проходящие через базовые точки А н Б (рис. IV.5, г), расположенные на профилях, плотно замыкались при за- [c.92]

Напряжение изгиба в пере лопатки в сечении 1—1 определяют при х = = + пер/2, которые принимают за наибольшие, [c.125]

Развитие усталостных трещин в лопатках компрессоров и турбин в пределах существующего ресурса двигателя явление частое, наблюдаемое по различным причинам. Появление трещин, например, может быть связано с различными повреждениями лопаток в результате попадания постороннего предмета и возникновением в результате этого вмятин, надрывов и изгибов пера лопатки. У поврежденной лопатки могут изменяться или оставаться теми же резонансные колебания. Она попадает на короткий период времени в условия резонансных колебаний по одной из частот, которые типичны для проходных режимов работы двигателя, что приводит к накоплению в лопатке усталостных повреждений. При наличии высокой концентрации напряжений в результате появления повреждения происходит резкое снижение периода зарождения трещины и в лопатке возникает и развивается усталостная трещина. Такая ситуация может быть реализована на разных стадиях эксплуатации двигателя. [c.566]

В случае разрушения лопатки в зоне бобышки оставшаяся часть пера лопатки отгибалась вперед. Данный дефект сопровождался появлением в реактивном сопле кусочков алюминия и посторонним [c.574]

Старт был дан трещинам от коррозионных повреждений в обоих сечениях, а закономерности роста трещины наиболее отчетливо были отмечены по сечению разрушения около цапфы. Разрушенная лопатка имеет номер 18 (в направляющем аппарате I ступени устанавливают 32 лопатки). Ее разрушение заключалось в разрушении пера в зоне наружной полки и у бобышки (внутренней j полки). Изучение сохранившихся обломков лопат- ки № 18 выявило многочисленные коррозионные повреждения материала в зоне наружной полки и у бобышки с распространением на перо лопатки в обеих зонах. Коррозионные повреждения на ряде участков имели вид "сыпи" или отдельных глубоких язв размером более 1,0 мм по поверхности и более 1,0 мм в глубину материала. [c.575]

На следующем участке (условно участок № 2) излом имеет форму изогнутой линии протяженностью примерно 18 мм. На этом участке также часть поверхности излома пластически деформирована, однако непосредственно вблизи спинки сохранилась узкая полоса исходной поверхности излома. Сохранившаяся часть излома представляла собой зону долома, образованную в результате практически сквозного прорастания усталостной трещины, зародившейся на предыдущем участке (№ 1) излома пера лопатки. [c.575]

Разрушение по наружной полке произошло усталостным путем на всем сечении, так что зона долома лопатки практически отсутствовала. Очаг разрушения располагался в сечении недалеко от полки со стороны корыта у выходной кромки и был интенсивно поврежден после обрыва пера лопатки в результате его протаскивания по окружности "НА". [c.577]

Развитие трещины в зоне бобышки (внутренней полки). Внешний вид сохранившейся части лопатки и ее излом в зоне бобышки представлены на рис. 11.8. В зоне входной кромки излом проходит на расстоянии примерно 20 мм от торца пера лопатки, у выходной кромки излом проходит непосредственно по радиусу перехода от бобышки к перу. [c.577]

Следует также отметить, что в большинстве исследованных случаев инициатором зарождения усталостных трещин являлись коррозионные повреждения материала лопатки в зоне выкружек. Для повышения защиты материала от коррозии зоны радиусов перехода от бобышки к перу лопатки стали подвергать дополнительной защите путем нанесения грунта ЭП-076 (на исследуемой лопатке это покрытие имеется, коррозионные повреждения расположены вне зон этого покрытия). Для дополнительного повышения антикоррозионной защиты предусмотрено нанесение эмали ЭП-586 на поверхность лопатки у двигателей экспортного варианта исполнения. [c.579]

Детали ротора компрессора были изготовлены из титановых сплавов. В случае отделения части пера лопатки и попадания ее в зазор между вращающимися лопатками и статором двигателя происходило взаимное трение вращающихся и неподвижных деталей двигателя, что приводило к самовозгоранию и последующему пожару на двигателе. [c.591]

Разрушение одной из лопаток VII ступени КВД произошло на расстоянии 32 мм от подошвы замка (№ 15, табл. 11.4). На входной кромке пера лопатки имело место механическое повреждение в виде забоины длиной около 1,5 мм и глубиной около 0,5 мм. В зоне забоины по выступу материала был выявлен ямочный рельеф, свидетельствующий о статическом надрыве материала в этой зоне (рис. 11.14). О ее образовании в момент нанесения забоины свидетельствует тот факт, что ямки имеют строго направленную ориентацию. Зона надрыва материала уходит под поверхность зоны последующего усталостного роста трещины, где на поверхности излома наблюдается множество регу- [c.591]

Максимальные вибрационные напряжения на входной кромке рассматриваемой лопатки, по данным предприятия изготовителя, возникают при ее колебаниях по основному тону с частотой 1170 Гц на резонансной частоте вращения ротора высокого давления 3900 об/мин (18 гармоника). При этом величина напряжений достигает 30 МПа, а запас прочности при этом составляет не менее 10,0. В связи с этим обрыв пера лопатки VH ступени не мог быть объяснен только появлением забоины на лопатке, поскольку по своей геометрии она не может снизить усталостную прочность лопатки в 10 раз. [c.593]

Максимальные вибрационные напряжения, как указано выше, возникают на кромке пера лопатки по основному тону на резонансной частоте вращения 3900 об/мин. Эта частота вращения несколько ниже частоты вращения ротора КВД на [c.593]

Характер повреждения свидетельствовал о том, что удар постороннего предмета по входной кромке пера лопатки был практически лобовым. Он вызвал наряду с пластическим деформированием и отделением материала в зоне повреждения также и образование трещины вдоль кромки пера в результате поперечной деформации материала. Усталостная трещина развивалась от указанной продольной трещины. [c.598]

Так, например, на двигателе НК-8-2у отделившаяся при разрушении часть пера на расстоянии около 103 мм от плоскости выточки в замке с передней стороны лопатки № 29 рабочего колеса IV ступени компрессора, пройдя V и VI ступени КВД, попала в зазор между торцами лопаток VII ступени. В результате интенсивного разогрева при трении о торцы лопаток произошло воспламенение пера лопатки № 29 и пожар на двигателе. [c.600]

Поверхность пера. лопатки в зоне цапфы у очагов усталости была интенсивно забита, что делало невозможным определение для нее исходного состояния. Вдали от излома, как по перу, так и у цапфы имелось большое количество эрозионных и коррозионных повреждений поверхности. По поврежденной в результате эрозии поверхности антикоррозионного покрытия (анодирование и гидрофобизация) в ряде зон возникли коррозионные язвы с межзеренным развитием трещин вглубь металла. [c.601]

Разрушение лопатки имело усталостный характер с расположением очага усталости на поверхности корыта на удалении примерно 3 мм от входной кромки (рис. 11.18). У очага разрушения на поверхности пера лопатки имелось повреждение в виде пластического оттеснения материала размером примерно 20 х 50 мкм, образовавшееся при скользящем ударе посторонней частицей. При [c.601]

Очаг разрушения лопатки расположен со стороны ее спинки и в нем отсутствуют какие-либо признаки механического повреждения материала или наличия дефектов материала. Все это свидетельствовало о естественном зарождении и развитии усталостной трещины в материале лопатки после ее повреждения. Механическое повреждение в результате возможной деформации отсутствовавшей части пера лопатки вызвало нарушение геометрии путем изгиба лопатки и привело к изменению ее резонансных характеристик, что и определило быстрое зарождение и распространение усталостной трещины. [c.608]

Рис. 11.27. Общий вид (л) верхней части пера рабочей лопатки III ступени турбины двигателя НК-8-2у и (6) ее усталостный излом в центральной части пера лопатки

При создании современных турбин ГТД различного назначения с высокими начальными параметрами, большими неравномерностями полей температуры, скорости, плотности в потоке газа важной является проблема снижения термических напряжений в пере лопатки путем уменьшения неравномерности температуры. Уже при начальной температуре газа Г = 1500 К минимальное значение местного коэффициента запаса прочности может достигнуть своего допустимого значения в самой холодной точке поперечного сечения пера. Наиболее горячие части лопатки — кромки, а наиболее холодные — средние части выпуклой и вогнутой поверхностей с минимумом температуры nmin перемычке между охлаждающими каналами. Традиционный метод уменьшения температурной неравномерности заключается в снижении температуры кромок двумя основными способами интенсификацией теплообмена в кромочных каналах турбулизаторами течения (ребрами, лунками, закруткой, струйным натеканием на стенку, пульсирующей подачей охладителя и т. п.) или понижением температуры воздуха, охлаждающего кромки, путем спутной закрутки или в теплообменнике. Эффективным может быть выдув охладителя на поверхность пера. Однако в авиадвигателях выдув может затруднять отключение охладителя на крейсерских режимах полета самолета. В ГГУ, работающих на тяжелых сортах топлива, происходит отложение твердых частиц на перфорирюванной поверхности, что приводит к [c.366]

II, ...). При изготовлении и контроле пера учитывается, кроме того, требование плавноети поверхности. Перо лопатки имеет переменный по высоте профиль и так называемую закрутку . [c.82]

Профиль пера лопатки п I С, а, 111ЯХ Координаты точек линии профиля пера Длина профиля пера Максимальная толщина пр<х )и-ля Максимальная ширина полости мера [c.128]

Вставляемые керамические стержни широко используют при производстве точных отливок, например, турбинных охлаждаемых лопаток для авиационных двигателей. На рис. 114 представлена лопатка, отлитая с применением вставных керамических стержней, производимых на ОАО УМПО . Лопатка с циклонно-вихре-вой системой охлаждения имеет сложную внутреннюю поверхность с многочисленными пересекающимися ребрами (в количестве 18), с перемычками шириной 0,38 - 0,5 мм, с отверстиями 0,8 - 0,9 мм, пера лопатки длиной 100 мм. Элементы оболочковой 4юрмы со стержнями представлены на рис. 87. [c.235]

При анализе системы "литейный стержень - литейная оболочка ее необходимо рассматривать как конструкцию, которая в процессе технологического цикла подвержена термическим и механическим нагрузкам. В литейном стержне и литейной оболочке в случае их нагрузки возникает сложно-напряженное состояние, включающее напряжение изгиба, среза и растяжения или сжатия. Это явление описывается тремя уравнениями уравнением прогиба, угла поворсзта и осевого усилия. При выводе уравнений приняты координаты X - в направлении ширины (хорды) пера лопатки Y -в направлении оси пера лопатки Z - в направлении толщины пера лопатки [c.405]

I - мелкие дендриты, ориентированные перпендикулярно к наружной стенке лонатки 2 - дендриты, расположенные но продольной оси пера лопатки 3 - фаницы зерен 4 - равноосная макр<к труктура полки 5 -крупнозернистая равноосная макроструктура замка [c.421]

Рис. 23i. Тонкая структура лопат ки. XI0000 а пера лопатки б - замка лопатки

Конический направляющий аппарат показан на рис. IV.2. В нем оси лопаток расположены по образующим конуса с вершиной на оси z. У вершины угол конуса принимают 0 = 45-н60°. Перо лопатки также имеет конусообразную форму. Профиль сечения пера от основания постепенно уменьшается к вершине. Прилегающие кромки лопаток располагаются по образующим конусов, имеющих общую вершину с обр 1зующими лопаток. Этим достигается возможность смыкания кромок и плотного запирания лопаток в закрытом положении. Определяющими параметрами конических аппаратов являются угол 0, Ь , DqVl открытия q, имеющие постепенно изменяющиеся значения. Среднее значение Со ср (рис. IV.2, б) соответствует средней высоте пера. Кривизна профиля сечения пера изменяется по высоте пера и увеливается к его вершине, что обеспечивает нужную циркуляцию на рабочем колесе турбины. Таким образом, в коническом направляющем аппарате основные размеры определяются выражениями [c.87]

Во многих крупных поворотнолопастных турбинах применяется так называемый нижний выем лопаток через спиральную камеру, который применяется как при съемном, так и несъемном верхнем кольце (рис. IV.4, б). Такая конструкция позволяет демонтировать лопатки при установленном кольце 5 и снятых подшипнике лопатки, рычаге и деталях привода. Сначала лопатку поднимают на высоту нижней цапфы и выводят из нижнего кольца 4 (положение а), затем наклоняют и спускают (положение б) до выхода верхней цапфы, наклоняют еще более (положение в) и удаляют через спиральную камеру. В верхнем кольце выполняют кольцевой паз 6, в который при подъеме на величину h входит развернутое соответсгвующим образом перо лопатки. В рабочем состоянии паз закрывают накладками. Монтаж лопатки ведется в обратном порядке. [c.91]

В ступени первого типа на поток накладывается условие с г = = onst. При этом, как известно, обеспечивается постоянство осевых скоростей и теоретического напора вдоль радиуса. Степень реактивности и угол увеличиваются по длине лопатки. В результате у периферии возрастает значение M ,i, а у втулки к закрутка пера лопатки получается значительной. [c.232]

Осмотр каждой лопатки осуществляют три телевизионные камеры с трубками Вндикон . Объекты осматриваются камерами в УФ-излучении, занимая поочередно 36 положений для пера лопатки и 8 положений для замка лопатки. Результаты телевизионного сканирования обрабатываются и оцениваются ЭВМ. [c.179]

До недавнего времени все лопатки компрессоров и турбин ГТД проектировали по принципу безопасного ресурса. Лопатки отстраивали по основному тону их колебаний таким образом, чтобы резонансные колебания либо вообще не возникали, либо их появление имело кратковременный характер на переходных режимах работы двигателя. Однако реальная эксплуатация двигателей показывает, что разрушение лопаток происходит при различной наработке двигателя и является частым событием по различным причинам [3, 4]. Возможна высокая концентрация напряжений по зонам галтельного перехода у основания лопаток, проявление фреттиига по контактирующим поверхностям основания лопатки и межпазового выступа диска, а также весьма распространены ситуации повреждения пера лопатки из-за попадания постороннего предмета в газовоздушный тракт ГТД или возникновения коррозионных язв. Следствием этого является фактическая эксплуатация лопаток с развивающимися в них усталостными трещинами. [c.567]

В имевшем место ранее случае разрушения рабочей лопатки VIII ступени компрессора на двигателе НК-8-2у № А82У93202 (№ 23 в табл. 2.5) оценка длительности развития усталостной трещины в лопатке показала, что она составляла 52 ПЦН или примерно 104 ч. Существенно меньшая длительность развития трещины в рассмотренном выше слз ае объясняется тем, что концентратор напряжения в виде механического повреждения располагался на входной кромке пера лопатки значительно ближе к корневому сечению, чем в предыдущем случае. Из-за этого величина напряжений от вибраций лопатки по основному тону, которые определяют ее вибрационную прочность, была заметно выше в рассматриваемом сл ае. [c.597]

Самолет после последнего ремонта и без последующего осмотра в эксплуатации лопаток наработал 1877 ч. Поэтому однозначно можно утверждать, что отказ двигателя в полете был связан с первоначальным повреждением одной из лопаток X ступени КВД из-за попадания в проточную часть двигателя постороннего предмета в процессе эксплуатации после последнего ремонта. Попадание постороннего предмета вызвало деформацию пера лопатки, изменение ее резонансных характеристик, а также изменение уровня вибронапряженности из-за нарушения обтекания газовым потоком ее профиля. Разрушения остальных шести лопаток были также связаны с изменением в резонансных характеристиках этих лопаток из-за нанесенных на них повреждений с той лишь разницей, что деформации перьев этих лопаток явились следствием ударов отделившейся части пера первоначально разрушившейся лопатки. [c.611]

Э. Н. Дарчиновым) были сгруппированы следующим образом (рис. 11.28). Проанализировано распределение длины выявляемых трещин в функции расстояния от подошвы замка. Рассмотрено распределение относительной (к назначенному ресурсу) наработки лопаток но расстоянию трещин от подошвы замка и соотношение этого распределения с относительной (к пределу 200-ча-совой длительной прочности материала) термонапряженностью пера лопатки (рис. 11.286 ) и с относительной (к пределу прочности материала) расчетной напряженностью пера лопатки [c.617]

Рис. 11.28. Распределение (а) размеров трещин в лопатках по их расстоянию от подошвы замка, а также распределение относительной (к назначенному ресур- су) наработки лопаток по расстоянию трещин от подошвы замка в сопоставлении с (б) относительной термической (к 200-часовой прочности) напряженностью и (в) расчетной напряженностью пера лопатки (по отношению к пределу прочности материала)

Зона зарождения трещин в лопатках обоих двигателей отвечает зоне наибольшей термической напряженности пера лопатки и смещена относительно расчетно11 зоны наибольших рабочих напряжений, действующих в пере лопатки. [c.618]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...