Диски Ресурс

Безопасный ресурс таких основных деталей двигателя, как диски ротора, на стадии проектирования определяется расчетом и в дальнейшем обязательно подтверждается натурными испытаниями двигателя или дисков. Поэтому на практике расчеты долговечности дисков носят оценочный характер и служат в основном для сравнительного [c.38]

При требуемых величинах ресурса в десятки тысяч полетов условия работы дисков ГТД отвечают области малоциклового нагружения и характеризуются, в основном, регулярно повторяющимся от полета к полету воздействием на диски нагрузок в виде полетного цикла нагружения (ПЦН). Каждый ПЦН представляет собой сложный блок сочетающихся, накладывающихся друг на друга и изменяющихся во время полета силовых, температурных и вибрационных нагрузок. Диски современных ГТД проектируются с запасами прочности, при которых в процессе эксплуатации в их наиболее напряженных местах может происходить повторное упругопластическое деформирование их материала, а в зонах максимальных напряжений материал дисков может работать за пределами упругости. В этих местах с ростом наработки идет накопление повреждений материала, отвечающих области малоцикловой усталости (МЦУ). [c.38]

Применительно к условиям работы дисков ГТД общее повреждение их материала складывается из повреждений малоциклового Ядг, многоциклового йу и длительного статического щ нагружения. На этапе проектирования информация о вибрационных нагрузках и их связи с ресурсом отсут- [c.38]

Помимо отмеченных выше упрощений при приближенных расчетах долговечности дисков допускается определять ресурс по установившемуся режиму деформирования без учета истории их нагружения, так как принимается, что основные изменения НДС происходят в течение первых 100—200 циклов [46] и повреждение материала диска от них незначительно [49]. [c.40]

Таким образом, при расчетах циклической долговечности дисков исходят из того, что расчеты носят приближенный, оценочный характер и служат в основном для сравнительного анализа и оптимизации при проектировании и выборе материала диска, а окончательно ресурс дисков устанавливают по результатам их ЭЦИ и эксплуатации. Поэтому при расчетах принимают ряд упрощаю- [c.42]

Как отмечено выше, начальный назначенный ресурс дисков, подтверждается их ЭЦИ. В зависимости от назначения ЭЦИ последовательность циклов в блоке нагружения может быть сформирована по различным программам приведения или соответствия испытательных и эксплуатационных циклов, в том числе как на рис. 1.6. Для сокращения сроков проведения ЭЦИ по определению дол- [c.43]

Таким образом, основное положение подхода к расчетно-экспериментальному определению ресурса дисков ГТД заключено фактически в представлении реакций материала на разные формы цикла нагружения идентичными, что позволяет считать влияние на поведение материала эффекта взаимодействия нагрузок и выдержек при постоянной нагрузке несущественным. Это, в свою очередь, позволяет при составлении программ ЭЦИ дисков представлять типовые ПЦН дисков в виде циклов простой формы, в которых отсутствует большинство этапов смены режимов работы двигателя, и этапы работы двигателя на длительно используемых режимах. В результате этого при определении долговечности, например, титановых дисков компрессоров, по аналогии с определением [c.43]

В расчет на прочность и ресурс дисков горячей и холодной части ГТД заложены одинаковые критерии, включая и подход к систематизации эксплу- [c.44]

Помимо параметров внешнего силового воздействия и геометрического исполнения дисков, определяющих в конечном итоге напряженность каждого конкретного диска по его объему, его ресурс зависит и от материала, из которого он изго- [c.468]

Опыт эксплуатации показывает, что фактически безопасный ресурс дисков составляет около 1000 циклов до момента зарождения усталостной трещины. Поэтому все находящиеся в эксплуатации диски с передними шлицами (без доработки) с наработкой более 1000 циклов являются потенциально опасными с точки зрения их возможного разрушения. [c.518]

Для изготовления дисков турбин и защищающих их от температурного воздействия плоских дефлекторов необходимы материалы с высокой жаропрочностью, которая должна быть реализована в течение длительного периода эксплуатации. Имевшие место в эксплуатации полные или фрагментарные разрушения дисков свидетельствовали о том, что в некоторых случаях при низкой жаропрочности материала может иметь место потеря длительной статической прочности материала в пределах существующего ресурса. Такие случаи единичны и они в большей степени относятся к состоянию материала, которое корректируют применительно к реализуемому процессу производства деталей. Случаи потери длительной статической прочности дисков не будут рассмотрены в данной монографии, которая посвящена только процессу усталостного разрушения. [c.535]

Немногочисленные слз аи нелокализованных разрушений двигателей в эксплуатации происходят из-за первоначального разрушения деталей, которые сконструированы по принципу безопасного ресурса из условия недопущения процесса роста трещин. Однако опыт эксплуатации двигателей показал, что конструктивное исполнение такого узла, как сопряжение дефлектора с диском, не исключает появления в дефлекторах усталостных трещин при соблюдении всех требований по обеспечению плотности прилегания дефлектора к диску. Поэтому появление случаев возникновения и роста усталостных трещин в тех деталях, которые не проектировали по принципу безопасного повреждения, приводит к необходимости решения ряда специфических задач по обеспечению безопасности полетов с развивающимися усталостными разрушениями, что и рассмотрено ниже. [c.535]

Из расчетов следует, что стендовые испытания диска в составе двигате.тя дают заниженную оценку его напряженности почти в 1,5 раза. С учетом степенной зависимости з меньшения долговечности диска от возрастающего уровня напряжений с показателем степени бо.тее двух получаем более чем в 2 раза завышенную оценку ресурса диска в эксплуатации на основе его стендовых испытаний в составе двигате.яя. [c.551]

В связи с ограниченным ресурсом пластичности реальных металлов, наряду с расчетом по предельному равновесию, существующие нормы предусматривают также определение максимальных суммарных (от центробежных сил и температурного поля) напряжений. Таким образом, нормами прочности в настоящее время регламентируются значения двух запасов прочности для дисков запас по несущей способности (или связанный с ним запас по разрушающим оборотам) и запас местной прочности. Температурные напряжения учитываются только последним. [c.137]

В соответствии с существующими нормами прочности теория предельного равновесия используется для приближенной оценки длительной прочности диска [6, 63]. Все сказанное выше при этом остается в силе, отличие состоит лишь в том, что в расчетных формулах необходимо заменить предел текучести art пределом длительной прочности (т,/ при заданном ресурсе работы, который также является (для данного материала) известной функцией температуры. [c.142]

Исследования свойств металла крупных поковок дисков из сплава ВТ8 на образцах и моделях дисков турбин с большим ресурсом показали его высокую статическую прочность, жаропрочность и конструктивную прочность. [c.32]

На приведенных графиках сопоставлено распределение в дисках суммарных упругих напряжений и напряжений ползучести, которые получились в результате перераспределения первоначального напряженного состояния за время ресурса работы двигателя. Там же даны значения пределов длительной прочности за 50 000 час (ресурс работы двигателя) по радиусу диска. Разница между кривой оа. по ООО и кривыми рабочих напряжений определяет величину запаса прочности в различных участках диска. [c.128]

Система представляет собой программный комплекс для ЕС ЭВМ, построенный по модульному принципу, достаточно гибкий и удобный. Для повышения эффективности модули написаны с использованием различных языков программирования (PL/I, Фортран, Ассемблер). Комплекс использует ДОС ЕС. Для работы системы необходимы следующие минимальные ресурсы основная память 256 К рабочий магнитный диск (1 шт.) магнитные ленты (2 шт.). Эффективность использования системы и размеры задач зависят от мощности ЕС ЭВМ. [c.196]

Для увеличения их ресурса работы они должны иметь специальное охлаждение. В парогазовых турбинах в качестве охладителей нагретых элементов может применяться парогазовая смесь или вода, поскольку они являются рабочими телами в цикле. Система охлаждения лопаток и дисков парогазовой смесью высокого давления перспективна, так как с увеличением давления смеси возрастает коэффициент теплоотдачи лопаток к смеси. Еще более интенсивна водяная система охлаждения благодаря большим значениям коэффициента теплоотдачи от стенок лопаток к жидкости. [c.80]

Операционная система ОС-РВ является мультипрограммной системой реального времени для машин СМ ЭВМ с объемом оперативной памяти не менее 64 Кбайт. Она предназначена для разработки и отладки программ многих пользователей. Параллельное выполнение многих задач в режиме разделения времени обеспечивается за счет организации памяти и ее динамического распределения, разделения ресурсов системы на основе приоритетов, временной выгрузки задач на магнитный диск, управления процессом прохождения задач с терминалов пользователей. Управляющая программа распределяет время процессора и оперативную память на основе приоритетов. При этом пользователь может со своего терминала вводить команды запуска, приостано-ва, отмены задачи, команды установки некоторых системных параметров. Система ОС-РВ рассчитана на работу с разнообразными внешними устройствами. [c.49]

BOB на основе никеля. Сплавы ЖС и ВЖЛ широко используют в современных газотурбинных авиационных двигателях (см. табл. 5) из них изготавливают лопатки и диски турбин, направляющие лопатки и камеры сгорания газотурбинных двигателей. Использование сложнолегированных никелевых сплавов позволило повысить температуру газов на входе в турбину с 800 до 1000°С, что привело к значительному повышению мощности, тягового усилия, скорости, уменьшению топлива, увеличению ресурса и надежности работы ГТД. Физико-механические свойства этих сплавов широко освещаются в разд. III. [c.37]

Как известно, в состав ЭВМ ЕС, пом1мо оперативного запоминающего устройства, входят и периферийные, в частности, накопители на магнитных дисках. ЭВМ, не обладающие свойствами виртуальности, позволяют использовать такие накопители в качеспе оперативного запоминающего устройства, но для этого необходимо особым образом перестраивать программу пользователя, добавляя подпро1 раммы, обеспечивающие прямой доступ к накопителям на магнитных дисках. Виртуальные ЭВМ позволяют составлять проблемные программы, требующие ресурсов, превышающих возможности ЭВМ по оперативной памяти. Системное математическое обеспечение, дающее прямой доступ, заменяется в виртуальных ЭВМ специальными аппаратными средствами. Поэтому снижение быстродействия ЭВМ при работе с накопителями на магнитных дисках значительно меньше, чем при организации прямого доступа. [c.139]

Управление расчетом задачи осуществляет программа Счет, являющаяся резидентом Монитора в оперативной памяти ЭВМ. При этом остальные компоненты Монитора не находятся в оперативной памяти. Распределение ресурсов между задачами, находящимися на счете, а также организация прерывания и возобновления счета задач связаны с внещними носителями — магнитными лентами (МЛ) и дисками (МД). В пакете ГАММА организовано динамическое перераспределение внешней памяти. Это достигается использованием специальных процедур (макрокоманд), обращение к которым из программ осуществляется как к внешним подпрограммам языка ФОРТРАН. Они позволяют организовать на МЛ и МД независимые и произвольно расположенные файлы бесформатных записей переменной длины и обеспечивают переключение с одного файла на другой и обмен между файлом и массивом в оперативной памяти ЭВМ. Блок описаний программы аэродинамической задачи содержит общие блоки в смысле языка ФОРТРАН, через которые осуществляется связь Монитора с блоками прикладной программы. Автор программы может указать для некоторых входных параметров (их называют проверяемыми) диапазоны их изменения, на которые рассчитана программа. Задача допускается пакетом к счету лишь в случае, когда проверяемые параметры принадлежат указанным интервалам. [c.217]

Рассматриваемый диск разрушился после его доработки согласно бюллетеню, по которому в ремонте осуществляется снятие передних шлиц с целью уменьшения концентрации напряжений и увеличения ресурса диска. Однако исследования показали, что трещины в диске зародились до удаления шлиц. Поэтому разрушение исследуемого диска, у которого в ремонте были удалены передние шлицы, следовало относить к сл аям разрушения дисков с неудаленными шлицами. [c.517]

Сопоставление реализуемой и расчетной (с пятикратным запасом) долговечности показало, что в эксплуатации долговечность ниже расчетной в пределах 1,1-1,4 раза. Однако на самом деле это расхождение было еще выше, поскольку проектирование дисков осуществлено по принцину безопасного ресурса, когда трещины в диске вообще не допустимы. Если учесть период роста трещины в области малоцикловой усталости дисков и вычесть его из общей наработки дисков, то оказывается, что до появлепия трещины диски наработали в 2-3 раза меньше, чем по расчетной долговечности с пятикратным запасом. [c.518]

Оказалось, что в 40 % слз аев в дисках имели место усталостные трещины. Имея в виду низкую чувствительность этого метода по сравнению, например, с методом Л ЮМ-А (см. главу 1), и плохой доступ в отверстия для проведения контроля, были все основания считать, что реальное число дисков с трещинами в эксплуатации (в том числе, небольших размеров) существенно больше. На основании разовой проверки было введено ограничение ресурса старьгх дисков в пределах 2700 полетов. [c.552]

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]

Оценка ресурса деталей ротора турбин является сложной в связи со сложностью напряженного состояния различных элементов роторов. Ресурс ротора определяется в первую очередь надежностью высокотемпературных узлов РВД и РСД. Наиболее вероятными местами появления трещин в роторе являются зоны концентрации напряжений, такие как ободья дисков с пазами под хвосты лопаток, осевой канал, термокомпенсационные канавки. [c.45]

В настоящее время ресурс роторов оценивается 100—270 тыс. ч [33]. Вместе с тем имеются случаи повреждения дисков высокотемпературных ступеней после значительн9 более ранних сроков эксплуатации. Так, на турбине К-500-240 произощло повреждение диска первой ступени РСД. Повреждение произощло после 83 тыс. ч работы при расчетной температуре пара перед ступенью 510 °С, числе пусков турбины к моменту повреждения 252 и расчетном напряжении от центробежных сил 146 МПа. Расчетный запас прочности диска по характеристикам длительной прочности стали составил и=1,6. Диск изготовлен из стали 20ХЗМВФ (ЭИ-415). [c.45]

Общая для всего мира тенденция улучшения рабочих параметров ГТД за счет увеличения степеней сжатия как следствие приводит к появлению большого числа коротких лопаток с собственными частотами колебаний даже по первой форме в области высоких звуковых частот циклов. Увеличение частоты / при данном ресурсе эксплуатации Тэ автоматически приводит к росту циклической наработки N. Поскольку ресурс Тэ также имеет тенденцию к росту, увеличивается относительное число усталостных повреждений среди возможных нарушений работоспособности деталей ГТД. Стала актуальной проблема оптимизации технологии коротких лопаток и связанных с ними элементов дисков по характеристикам сопротивления усталости на высоких звуковых частотах и эксплуатационных температурах, которые, как и частота нагружения, становятся все более высокими. Из-за жестких требований к весу деталей и сложности их конструкции в каждой из них имеет место около десятка примерно равноопасных зон, включающих различные по форме поверхности и концентраторы напряжений гладкие участки клиновидной формы, елочные пазы, тонкие скругленные кромки, га.лтели переходные поверхности), ребра охлаждения, малые отверстия, резьба и др. Даже при одинаковых методах изготовления, например при отливке лопаток, поля механических свойств, остаточных напряжений, структуры и других параметров физико-химического состояния поверхностного слоя в них получаются различными. К этому следует добавить, что из-за различий в форме обрабатывать их приходится разными методами. Комплексная оптимизация технологии изготовления таких деталей по характеристикам сопротивления усталости сразу всех равноопасных зон без использования ЭВМ невозможна. Поэтому была разработана система методик, рабочих алгоритмов и программ [1], которые за счет применения ЭВМ позволяют на несколько порядков сократить число технологических испытаний на усталость, необходимых для отыскания области оптимума методов изготовления деталей, а главное строить математические модели зависимости показателей прочности и долговечности типовых опасных зон деталей от обобщенных технологических факторов для определенных классов операций с общим механизмом процессов в поверхностном слое. Накапливая в магнитной памяти ЭВМ эти модели, можно применять их для прогнозирования наивыгоднейших режимов обработки новых деталей, которые в авиадвигателестроении часто меняются без трудоемких испытаний на усталость. Построение [c.392]

Технические требования. Муфты должны изготовляться в соответствии с требованиями ГОСТ 21.574—76, ГОСТ 21.573—76 и по рабочим чертежам, утвержденным в установленном порядке. Технические данные муфт приведены в табл. 32. Муфты ЭТМ...2, ЭТМ...4, ЭТМ...6, ЭТМ...8 должны применяться для работы в условиях, обеспечивающих смазку фрпкцнонньгх дисков минеральным маслом с кинематической вязкостью 17—23 сСт при температуре 50° С. Муфты пе должны применяться в среде взрывоопасной или содержащей агрессивные пары п газы в концентрациях, могущнх привести к повреждению деталей муфты или изыенешно свойства смазки. Ресурс (число циклов tV), который должна отработать каждая муфта, должен быть для номинального режима ие менее приведенного в табл. 33. [c.239]

Проведенные исследования показали, что лазерная обработка чугунных деталей зерноуборочных комбайнов позволяет в 2-3 раза, и более увели-1шть их ресурс. Например, упрочненная лазером ступица среднего диска вариатора хода прошла стендовые, полигонные и полевые испытания, показавшие значительное (до 10 раз) увеличение износостойкости. [c.23]

Для влажного пара рационально выполнять дополнительные канавки, расположенные под некоторым углом к оси вращения ротора и отводящие отсепарированную влагу к боковым кром- кам РК. Образование такой рифленой поверхности лопасти рабочей решетки, по-видимому, малоэффективно, металл будет подвержен эрозии и ресурс увеличится незначительно. Наплавки эрозионно-стойких материалов являются возможным альтернативным решением для наборных решеток. Решетки РК ДРОС, цельнофрезерованные в дисках, должны быть защищены от эрозии более надежно с возможностью смены защитного элемента. [c.88]

Особенностью режимов нагружения деталей авиационных ГТД является высокая температура основных деталей — рабочих и сопловых лопаток турбины, дисков, элементов проточной части газового тракта. По данным зарубежных исследователей [7, 8 и др.], температура газа перед турбиной в транспортных ГТД за последние 10—15 лет выросла на 300° С и достигает 1300° С и более, что вызвано требованиями снижения удельного веса двигателей и повышения их мощности и экономичности. Эти требования в наибольшей степени относятся к авиационным двигателям, в особенности из-за общей тенденции экономии топлива. По данным работы [7], в которой приведен обзор направлений развития зарубежных ГТД, рост температуры газа перед турбиной будет продолжаться, к 1985—1990 гг. может быть достигнут уровень 1700° С. Охлаждаемые конструкции лопаток допускают эту возможность, если учесть, что жаропрочность обычных литых материалов увеличивается в среднем на 10° в год кроме того, разрабатываются новые высокожапропрочные сплавы — композиционные, эвтектические и др. [9]. Следовательно, теплонапря-женность деталей авиационных двигателей будет увеличиваться. Высокий уровень температур объясняет и следующую особенность этих конструкций — применение высокожаропрочных сплавов, которые часто не имеют большого ресурса пластичности, свойственного ряду конструкционных материалов, используемых в тех же деталях 10—15 лет назад. В табл. 4.1 приведены для сравнения некоторые характеристики жаропрочных лопаточных сплавов, расположенных в хронологическом порядке их применения в промышленности. Каждый из четырех приведенных материалов является базовым для ряда других, созданных на его основе, и представляет, таким образом, группу сплавов. [c.77]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...