Колебания тангенциальные лопаток турбин

Надежность работы облопачивания зависит в первую очередь даже не от величины механических напряжений, а от так называемой вибрационной прочности. Лопатки турбин, являясь упругими телами, способны колебаться с некоторыми определенными так называемыми собственными частотами (тангенциальные колебания лопаток). При совпадении этих собственных частот с частотой возмущающих усилий, т. е. действующих на лопатку периодических импульсов парового потока, получается явление резонанса, при котором даже небольшие по величине воз- [c.310]

При работе турбины ленточный бандаж нагружен не только центробежными силами, вызывающими стационарный изгиб бандажа и стремящимися сорвать лопатки с шипов, но и вибрационными изгибающими нагрузками. При тангенциальных формах колебаний (см. рис. 16.7) изгиб бандажа происходит вокруг оси минимальной жесткости поперечного сечения, а при изгибно-крутильных формах — вокруг максимальной. Как правило, отрыву бандажа предшествует появление трещин усталости в отверстиях под шипы (рис. 16.45). [c.473]

Пример 16.11. В ЧНД мощной паровой турбины неоднократно наблюдались поломки второй ступени ЦНД. Установлено, что наиболее вероятной причиной поломок является обрыв ленточного бандажа с последующим попаданием одиночной лопатки в резонанс 8-кратности по первому тону тангенциальных колебаний. [c.475]

Пример 2. ТАНГЕНЦИАЛЬНЫЕ КОЛЕБАНИЯ ЛОПАТОК ТУРБИНЫ, СВЯЗАННЫХ БАНДАЖОМ. Свободная лопатка с жестко заделанным в ободе диска хвостом колеблется, поворачиваясь каждым сечением вокруг главной оси АВ сечения, соответствующей минимальному поперечному моменту (рис. 71), Мы предположим, что лопатка не закручена и что площадь поперечного сечения и погонная масса по всей ее длине одинаковы. В таком случае ось лопатки О при колебаниях будет изгибаться в одной плоскости, именно в плоскости МК, образующей некоторый угол у с срединной плоскостью диска КЬ. Тангенциальными колебаниями лопаток называются составляющие колебаний лопаток в направлении КЬ, т. е. в направлении, параллельном срединной плоскости диска . [c.283]

Пример. Рассмотрим расчет частоты первого тона тангенциальных колебаний отдельной лопатки второй ступени цилиндра низкого давления турбины ВКТ-100 (ХТГЗ). [c.175]

Жесткая связь лопаток центростремительных турбин с дисками и большие градиенты температур (до 125° С) на коротких участках перехода лопаток в диск играют большую роль. В отличие от осевых, в центростремительных турбинах напряженное состояние лопаток тесно связано с напряженным состоянием диска [9]. Необходимо отметить, что наличие асимметрии диска с лопатками. устанавливаемыми только на одной его стороне, приводит к увеличению доли изгибающих усилий в балансе нагрузок на рабочее колесо центростремительной турбины, а значит и на ее лопатки. Расчеты, проведенные на предприятиях Средне-Уральского совнархоза [9], показали, что пренебрежение учетом влияния изгиба приводит к существенному уменьшению расчетных максимальных напряжений и, следовательно, к ослаблению конструкции (в частности, расчеты турбокомпрессора ТКР-23 показали, что если не учитывать изгиб, то уменьшаются радиальные и тангенциальные напряжения диска около втулки примерно в 1,5 раза). Однако роль изгиба нельзя и преувеличивать. Несомненно, более важным является то, что вследствие многообразия форм и частот собственных колебаний лопаток центростремительных турбин очень трудно в рабочем диапазоне турбокомпрессора исключить приближение частоты возмущающей силы к частоте какой-либо из форм собственных колебаний. При совпадении этих частот возникает, как известно, резонанс. Если при этом переменные напряжения превысят допустимый уровень, то разрушения лопаток неизбежны. Они имели место, например, при испытаниях турбокомпрессора ТКР-23, а также опытной центростремительной турбины турбокомпрессора Моссовнархоза, у которой усталостные трещины появились на входных кромках радиальных лопаток у галтели (3—4 мм от места перехода лопатки в диск). Тензометрированием в рабочих условиях было установлено, что причиной появления трещин являются переменные напряжения от вибрации, которые достигали а =< 20 кПмм и превысили допустимые в 3—4 раза. Резонанс наступал при совпадении частоты собственных колебаний лопаток турбины с частотой возмущающих сил (кратность колебаний совпадала с количеством сопловых лопаток). Создать условия, при которых напряжения от вибраций в рабочем диапазоне не превышали бы уровень, допустимый для выбранного материала, оказалось весьма трудным. По-видимому, эти трудности сдерживают широкое [c.103]

Опыт эксплуатации турбин показывает, что рабочие лопатки со связями, имеющие собственную частоту основного тона тангенциальных колебаний выше шестой кратности по отношению к частрт вращения, могут работать в резонансе с возмущающими силами перного типа. Кроме того, практика изготовления лопаток и облопачивания колес и роторов показывает, что лопатки с такой частотой невозможно отстроить от резонанса, так как разброс частот на колесе или роторе больше или того же порядка, что и возможный максимальный запас от резонанса. [c.124]

Как показала практика эксплуатации турбинных установок, надежность работы облопачивания зависит не только от механических напряжений, а и от вибрационной прочности. Дело в том, что отдельные лопатки или пакет лопаток представляют собой упругую систему, способную совершать колебания с определенной собственной частотой /,,, зависящей в основном от размеров лопаток и характера их крепления. Под воздействием парового потока из сопел лопатки могут совершать вынужденные колебания как в плоскости вращения (тангенци-.альные колебания), так и в плоскости, перпендикулярной вращению (осевые или аксиальные колебания). Аксиальные колебания лопаток практически встречаются весьма редко и связаны в основном с вибрацией рабочих дисков и легко устраняются соответствующей настройкой дисков путем их механической обработки. Тангенциальные колебания вызываются неравномерностью парового потока, проходящего через рабочую решетку. Причины неравномерности парового потока следующие [c.160]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...