Конструкции соединений лопаток с дисками

Конструкции соединений лопаток с дисками [c.73]

Замковые соединения лопаток с диском являются одними из наиболее напряженных и ответственных узлов турбомашин. Наряду с основной нагрузкой — центробежными усилиями пера лопатки и собственно замка — рассматриваемые конструкции испытывают силовые воздействия [611 от газовых усилий в осевом направлении и в плоскости вращения ротора, от колебаний лопатки в неравномерном газовом потоке, от момента, возникающего вследствие смещения центра тяжести поперечных сечений по отношению к радиусу диска. Кроме того, на опорных площадках замка возникают силы трения, противодействующие взаимному смещению деталей друг относительно Друга. [c.182]

На фиг. 85 приведена конструкция сварного соединения лопаток с диском на фиг. 86 цельнолитое колесо турбины. Выбор типа соединения определяется нижеследующими соображениями. Для лопаток турбин, работающих при высоких температурах, применяются дорогостоящие сплавы, часто плохо свариваемые в этом случае применяются составные колеса. Для тем- [c.368]

В компрессоре наибольшее распространение получило соединение лопаток с дисками типа ласточкин хвост . В данной конструкции хвостовик лопатки и паз в диске в сечении, перпендикулярном оси паза, имеют трапециевидный профиль (рис. 3.12, 3.15). Угол при вершине трапециевидного профиля равен 30. .. 40°. [c.73]

Еще одним видом соединения лопаток с диском является шарнирное крепление (рис. 3.20). Конструкция данного соединения предусматривает установку лопатки 4 с зазором относительно щти а 2 и обода диска 1. От осевого перемещения штифт фиксируется втулкой 5 и заклепкой 3, развальцованной на втулку 5. Наличие зазоров позволяет лопатке под действием изгибающих моментов от газовых и центробежных сил поворачиваться относительно штифта, установленного в диске с натягом. При этом осуществляется практически полное взаимное уравновешивание действующих изгибающих моментов, т. е. напряжения изгиба в лопатке при оценке ее прочности можно не учитывать. [c.77]

Рис. 4.9. Конструкция и размеры соединения лопаток с диском елочного типа с пятью парами зубьев

В настоящей главе рассмотрены некоторые прикладные контактные задачи для реальных машиностроительных конструкций. Ряд задач (замковые соединения лопаток турбомашин, диск на валу с натягом) решен двумя методами МКЭ н МГЭ, что, с одной стороны, повышает достоверность полученных решений, а с другой — демонстрирует их возможности. Хорошее совпадение результатов расчета замкового соединения елочного типа с экспериментом, проведенным поляризационно-оптическим методом, позволяет судить о качестве используемой расчетной модели. [c.182]

Соединение рабочих лопаток с диском может быть разъемным пли неразъемным. Разъемное соединение осуществляется с помощью замков различной конструкции. В турбокомпрессорах для наддува дизелей применяют следующие основные типы замков [c.101]

Соединение рабочих лопаток с диском елочного типа— весьма напряженное и ответственное место в конструкции газовых турбин. Конструктивная форма и размеры (в буквенном обозначении) показаны на рис. 4.9. [c.145]

Для соединения лопаток турбин с диском служат различные конструкции, из которых наибольшее распространение в настоящее время имеет так называемый елочный замок. Этот замок представляет собой статически неопределимую конструкцию, работающую в начальный момент времени в условиях упругой или упругопластической деформации, а затем при достаточно высоких температурах — в условиях ползучести металла диска, а иногда и металла лопаток. В течение известного периода времени ползучесть носит неустановившийся характер, переходя постепенно в установившееся состояние. [c.3]

К Знакопеременные усилия, даже небольшие, но повторяющиеся с большей частотой, приводят к ослаблению посадки дисков, износу резьбы кольцевых гаек, нарушению соединений составных роторов. Конструкция и выполнение закрепления лопаток должны обеспечивать надежное и жесткое соединение их с ротором. [c.227]

Лопатки компрессоров и турбин работают в сложных силовых и температурных условиях и относятся к числу наиболее ответственных деталей газотурбинного двигателя. Соединяются лопатки с дисками с помощью замков различных конструкций, из которых наиболее распространены елочные замки для лопаток турбин, соединения типа ласточкин хвост и штифтовые для компрессорных лопаток. [c.97]

На практике диски компрессоров и турбин имеют сложную форму, которая определяется общей компоновкой ротора двигателя, способами соединения дисков с валом и между собой, технологичностью конструкции и другими причинами. Для турбинных дисков большое значение имеет характер распределения температур вдоль радиуса диска, который зависит от условий его работы, способа охлаждения турбинных дисков и лопаток. С этим непосредственно связаны свойства материалов дисков — зависимость их модуля упругости, коэффициентов линейного расширения от температур. [c.302]

Особенности газовых турбин. По принципу действия газовые турбины не отличаются от паровых. При освоенных в настоящее время температурах начальное давление и срабатываемый в газовой турбине перепад энтальпий в несколько раз меньше, чем в паровой. В результате для получения требуемой мощности необходимо, чтобы расход рабочего тела через газовую турбину был большим. Высокие температуры, относительно малые давления и перепады энтальпий, а также большие расходы обусловливают следующие особенности судовых ГТД малое число ступеней (2—8) и малую массу ротора большую длину лопаток (степень парциальности е == 1) применение диффузора на выходе из турбины применение тонкостенной составной конструкции корпуса с вертикальными разъемами широкое использование подшипников качения соединение элементов турбины, обеспечивающее тепловые расширения воздушное охлаждение подшипников, дисков, а иногда и лопаток турбин. [c.242]

Паровая турбина выполнена двухцилиндровой с небольшим числом ступеней. При этом были решены такие сложнейшие задачи, как выполнение ротора низкого давления сварной конструкции и создание последней ступени с уникальными размерами лопаток (длина рабочей части лопаток составляет 780 мм при среднем диаметре 2 25 мм). Для крепления рабочих лопаток этой ступени в диске использовано разработанное ранее заводом при создании турбины типа ВКТ-100 хвостовое соединение елочного типа с осевой заводкой. [c.28]

Ротор газовой турбины — основной элемент ее проточной части. Его конструкция определяется конструктивной схемой ГТУ (см. рис. 4.3). Он состоит из вала, опирающегося на подшипники скольжения или качения, дисков, насажанных на вал и стянутых сквозными болтовыми соединениями (12—16 шт.), и лопаток, укрепленных в дисках. Частота вращения ротора совпадает с частотой энергосистемы, если он через муфту непосредственно присоединен к электрогенератору. Она может быть значительно выше при наличии редуктора или при использовании более сложной конструктивной схемы ГТУ. Ротор газовой турбины может быть сконструирован по одной из схем (рис. 4.17). Преимуществом обладает ротор, в котором на основной вал [c.97]

Нафиг. 82 приведена конструкция мельницы-вентилятора фирмы КСГ, а на фиг. 83 — ее ротора. Последний состоит из особой формы диска и кольца, соединенных между собой лопатками, на которых укреплены била. Для быстрой смены лопаток предусмотрена возможность быстрого съема ротора вентилятора с вала. Ротор насажен консольно на вал, лежащий на двух роликовых подшипниках, и вращается в бронированном кожухе со скоростью 1500 об/мин. [c.158]

При проектировании соединения выбираемые конструктивные размеры хвостовиков лопаток и пазов в дисках должны удовлетворять требованиям прочности. С этой целью определяется напряженное состояние элементов соединения, которое зависит от конструкции и действующих сил. [c.78]

При соединении секций радиальными штифтами бурт, барабанный участок, одного диска запрессовывается в обод другого. Перед напрессовкой охватывающий диск нагревается до температуры примерно на 50 °С выше рабочей на максимальном режиме в полете. Это делается для того, чтобы сохранить натяг в месте соединения дисков в любых условиях эксплуатации. Для запрессовки штифтов в каждой паре сочленяющихся дисков сверлят и развертывают в пазах для лопаток глухие, если нельзя удалить стружку, или сквозные отверстия. В случае установки штифтов в глухие отверстия для их разгрузки из полости под штифтами удаляется воздух. Для этого штифты выполняются полыми при диаметре более 5 мм или со срезанной фаской при диаметре менее 5 мм (см. рис. 3.31). В роторе подобной конструкции штифты передают крутящий момент и обеспечивают, благодаря радиальному расположению, сохранение центровки секций в случае ее нарушения по цилиндрическим пояскам (потери натяга в эксплуатации при выполнении секций из материалов с различными коэффициентами линейного удлинения). Возможность расположения барабанных участков на большом радиусе (исходя из условия прочности) позволяет получить прочный и очень жесткий ротор, а также разместить большое число штифтов малого диаметра. Толщина стенок барабанных выступов и дисков получается небольшой даже при больших диаметрах ротора, и поэтому масса его практически не превышает массу барабанного ротора, но т уд получается существенно меньше. [c.94]

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]

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 связи с задачами о термонапряженности с учетом температурных зависимостей упругих и дилатометрических свойств, а также пластических деформаций, развиваюш ихся во времени, была разработана их трактовка в интегральных уравнениях, позволившая использовать методы итерации (повторения) и средства вычислительной техники и тем самым получить решения при сложных конструктивно заданных граничных условиях и экспериментально определенных уравнениях состояния. На этой основе были разработаны способы расчета на прочность и ползучесть с учетом температурных градиентов дисков и лопаток газовых и паровых турбин, трубопроводов и фланцевых соединений, толстостенных корпусов и несущих оболочек и других неравномерно нагретых конструкций. [c.40]

Крепление лопаток. Важным вопросом является крепление лопаток на роторе. Требования к закреплению сводятся к его достаточной прочности н к плотности заделки. Последнее необходимо для получения возможно меньшего разброса частот лопаток и пакетов. Конструкция хвостового соединения должна быть технологичной, т. е. способствовать получению хвостов лопаток и пазов в роторе с необходимой точностью при наименьших затратах труда. Желательно, чтобы конструкция допускала легкую замену всех или отдельных лопаток. Важно, чтобы соединение не давало дополнительных нагрузок на диск и позволяло иметь минимальную осевую ширину облопаченного диска. [c.235]

Соединение с пазом в лопатке (фиг. 82, д) представляет собой обращенный Т-образный хвост. Изготовление его более сложно, особенно при наличии захвата. Для создания плотности в месте захвата подчеканивать приходится диск. Заготовки лопаток более дорогие, так как лопатки могут быть выполнены только заодно с промежуточным телом. Преимуществами следует считать уменьшение толщины диска и то, что при осевых задеваниях страдает сменная лопатка, а не диск. Концевые замки простые. Сложность изготовления данной конструкции оправдывается только для сильно нагруженных лопаток. [c.237]

Несмотря на высокую начальную температуру, элементы роторов турбины, за исключением рабочих лопаток, выполнены из перлитной стали. Это естественно потребовало тщательной разработки системы воздушного охлаждения. На ХТГЗ им.С. М. Кирова применены оригинальные конструкции роторов турбин высокого и низкого давления с охлаждением высокотемпературных ступеней с помощью радиального обдува полотен дисков в сочетании с пропуском охлаждающего воздуха через монтажные зазоры хвостовых соединений. Такая комбинированная система охлаждений позволила [c.189]

Углепластик Хайфил , разработанный фирмой Роле Ройс (Англия) на основе угольных волокон и эпоксидных смол и применяемый для изготовления турбинных лопаток, дисков, ротора и статора компрессора, а также вентилятора, позволяет уменьшить массу некоторых конструкций двигателей компрессора на 35 /о [183, 185]. Как указывается в работе [224], создан материал Карб-и-текс, состоящий из углеграфитовых волокон, соединенных между собой углеродной или графитовой матрицей. Этот материал, способный выдерживать температуру выше 3000° С, предназначен для изготовления ракетных сопел, передних кромок крыльев, конструкций, подвергаемых абляции, высокотемпературных подшипников, тормозных дисков, прессформ, работающих при повышенных температурах. Весьма перспективным является использование угольных волокон в конструкциях турбогенераторов в этом случае мощность их может быть увеличена до 1300 Мет [225]. При изготовлении крышки турбогенератора с обмоткой из угольных волокон масса может быть снижена в 6 раз. [c.125]

Вал ротора 10 изготовлен из низколегированной стали. На него насажено колесо компрессора 15, имеющее девятнадцать радиальных лопаток и рабочее колесо 6 осевой турбины. Колесо компрессора (алюминиевый сплав) изготовляется совместно сВНА из штампованной заготовки механической обработкой. Диск турбпны и рабочие лопатки изготовляются из аустенитной стали. У турбокомпрессора серии 10 ротор состоит из четырех основных частей стального колеса компрессора, двух полувалов, соединенных с ним болтами, и диска турбины, насаженного на длинный полувал. Такая конструкция ротора продиктована требованиями прочности и объясняется тем, что при высокой степени повышения давления (порядка я, яа 3) трудно было бы обеспечить приемлемые напряжения в ступице колеса при насадке его па вал для обеспечения необходимой жесткости вала диаметр [c.49]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...