Условия работы дисков ГТД

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]

Это позволяет найти запас диска по разрушающей частоте вращения как отношение разрушающей частоты к максимальной рабочей, возможной в условиях работы диска, [c.128]

Резание Диск или лента Сталь Толщина от 0.1 до 6 мм в зависимости от условий работы Диск для резки сечений не выше 300 X 300 лента для любых Сечений [c.173]

Основным элементом дисковых муфт являются диски, на боковых поверхностях которых возбуждаются силы трения. На рис. 24.20 изображены наиболее распространенные конструкции дисков. Отверстия, пазы и прорези способствуют лучшей смазке, охлаждению, уменьшению коробления дисков при нагреве и наиболее плавному включению муфты. При малой частоте включений и сравнительно легких условиях работы диски изготовляют гладкими стальными 1. В муфтах с частым и длительным проскальзыванием применяют диски с металлокерамическими накладками и радиальными прорезями 2. [c.412]

Условия работы дисков ГТД [c.282]

Условия работы дисков сложные и весьма тяжелые. Диски находятся под воздействием огромных радиальных инерционных сил, возникающих при вращении от лопаток и собственной масс дисков. Достаточно сказать, что каждая лопатка, закрепленная на диске, при окружной скорости на среднем радиусе лопаточной части в 300. .. 400 м/с создает растягивающую диск силу, в (20. .. 30)-10 раз превышающую ее собственную массу. Например, лопатка, обладающая массой в 0,5 кг, создает радиальную силу в 100. .. 150 кН или 10. .. 15 т. На диске обычно размещается несколько десятков лопаток, таким образом, общая радиальная нагрузка на диски достигает нескольких сотен тонн. [c.282]

Особые условия работы дисков возникают вследствие вибраций. Вибрации вызываются двумя причинами неоднородностью и пульсациями воздушного и газового потоков, действуюш,их на лопатки и диск, и механическими воздействиями со стороны смежных валов и корпусов, передающимися на диски через опоры. Вибрации становятся особенно опасными, если при определенных частотах вращения роторов возникают резонансные явления. Тогда в дисках появляются большие дополнительные динамические напряжения, которые с течением времени могут привести к появлению трещин и других дефектов на дисках, а в отдельных случаях — к немедленному разрушению дисков. [c.283]

Диски турбин работают при большой неравномерности нагрева. Из-за этого возникают большие температурные напряжения, которые обязательно должны учитываться при определении общего напряженного состояния диска, его запасов прочности и надежности. Температурные напряжения зависят не только от степени неравномерности нагрева диска, но и от его конструктивной формы. Само собой разумеется, что для снижения температурных напряжений необходимо создавать такие условия работы диска, чтобы неравномерность нагрева была минимальной. Вместе с тем, подбирая конфигурацию диска, можно при возникшей неравномерности нагрева получить более благоприятное по запасам прочности общее распределение напряжений в диске. [c.298]

Рассмотрим напряженно-деформированное состояние диска, работающего в условиях пластичности и ползучести. Выбор расчетной схемы зависит от условий работы диска, нагрузок и поля темпера- [c.367]

На рис. 54, а показан ручной привод распределительных кранов. По условиям работы требуется, чтобы каждый из кранов мог быть повернут лишь при вполне определенном положении другого крана. Эта задача решается установкой фиксатора 1, управляемого дисками 2, жестко связанными с приводными рукоятками. Поворот рукоятки 3 запирает через фиксатор рукоятку 4. Поворот рукоятки 4 возможен только при вполне определенном положении рукоятки 3. [c.49]

Рабочие лопатки и диски ГТД авиационных двигателей во время эксплуатации периодически нагреваются и длительное время работают при высоких температурах 900 - 1000°С. По условиям работы необходимо, чтобы применяемый сплав для литья лопаток был жаропрочным. [c.103]

В гидродинамических передачах При некоторых условиях работы, в частности при больших скоростях вращения турбины, могут возникнуть давления, меньшие давления парообразования р , в зазорах между вращающимися дисками. В этом случае нет необходимости добиваться повышения давления, так как явления, наблюдавшиеся в проточной части, здесь не возникают. Это объясняется тем, что создавшееся состояние на данном режиме работы будет ста-бильным а при постепенном переходе от режима к режиму будет изменяться сравнительно медленно. Поэтому не будет мгновенной конденсации образовавшихся паров, не произойдет гидравлического удара, а следовательно, связанного с ним разрушения материала дисков. Характеристики гидропередачи при этом улучшатся за счет некоторого уменьшения дискового трения часть дисков будет омываться не самой жидкостью, а ее парами. [c.41]

При изменении условий работы характеристики тягодутьевых машин также меняются. Уменьшение плотности и повышение температуры снижает производительность и располагаемый напор тягодутьевой машины. Аналогичные результаты получаются при увеличении запыленности потока. Характеристики тягодутьевых машин зависят также от качества их выполнения и монтажа. Большое влияние оказывает состояние поверхности и зазор б между выходной частью всасывающего патрубка и рабочим колесом (рис. 90, а) При ухудшении качества поверхности лопаток и диска рабочего колеса возрастают гидравлические потери трения. Наличие значительных зазоров б ведет к перетеканию части потока и возникновению циркуляционных вихрей, которые приводят к дополнительной потере мощности, снижению КПД и производительности. Зазоры должны составлять 4—20 мм или соединение (особенно для лопаток загнутых назад) должно быть выполнено по схеме (рис. 90, б). [c.136]

Зная работу сил трения различных пар дисков [равенства (25.25) 1, заметим, что наиболее неблагоприятны условия работы второго диска, испытывающего двусторонний нагрев при наибольших величинах работы сил трения А 2 н 23 Если полагать, что соответствующее количество теплоты поровну распределяется между соприкасающимися дисками, то на второй диск приходится Q = 1/2 А-12 + /I23) теплоты. [c.442]

Итак, первая серия проведенных экспериментов показала, что технология производства титановых дисков допускает возможность получения даже в пределах одной плавки материала, обладающего разной чувствительностью к условиям нагружения. Причем параметры структуры и механические характеристики у материалов с разной чувствительностью к условиям нагружения находятся в допустимых пределах по Техническим условиям изготовления дисков компрессоров ГТД и могут быть практически одинаковыми. Следует подчеркнуть, что применительно к исследованным дискам работа разрушения, являющаяся одной из основных характеристик, по которой судят о чувствительности материала к хрупкому разрушению, составляла от 10,2 до 19,5 Дж/см , что существенно превышает минимально рекомендуемое значение КСТ, равное 8,0 Дж/см . Причем у всех трех исследованных дисков значения КСТ были близкими. В связи с этим есть основания предполагать, что работа разрушения образца с трещиной не позволяет гарантированно выявлять склонность материала к разрушению по границам фаз. [c.372]

На основе анализа условий работы разрушенного диска и дисков такой же конструкции в эксплуатации определяют коэффициент пцн- учитывающий степень повреждения материала разрушенного диска в одном цикле его нагружения за ПЦН и равный обратной величине числа актов повреждения материала за полет. Далее определяют отношение повреждения в цикле нагружения разрушенного диска к повреждению диска в наиболее тяжелых ПЦН, имеющих место в эксплуатации. Если условия нагружения разрушенного диска не имели этапов его выдержки под нагрузкой, то определяют также коэффициент Апер> учитывающий увеличение СРТ и шага бороздок при переходе к нагружению с выдержкой под нагрузкой и численно равный обратной величине этого увеличения. Также необходимо установить факт увеличения СРТ за счет вибраций или его отсутствия. [c.470]

Итак, эквивалент повреждающего действия нагрузок может составлять от одного до несколь- i ких актов продвижения трещины за ПЦН, что со- j ответствует формированию от одной до несколь- j ких усталостных бороздок за каждый ПЦН в зави- симости от его вида, соответствующего условиям работы двигателя. В связи с этим живучесть разрушенного диска, выраженную в ПЦН, рассчитывают по формуле [И] [c.473]

При определении запасов прочности возникает вопрос об отыскании предельного цикла, соответствующего рассматриваемому рабочему циклу. Пусть, например, при нарушении нормальных условий работы турбины вследствие выхода из строя системы автоматического регулирования или по другой причине максимальные скорости вращения и температурные перепады в диске изменяются таким образом, что Р. Т. перемещается в направлении ае в2 (рис. 71). Тогда для расчетного режима запасы прочности могут быть определены как отношения соответствующих координат предельных точек е , в2 и рабочей точки. [c.157]

СХОДСТВО условий работы, определяемое целевым назначением соответствующих двигателей. Был выполнен также расчет дисков двигателя, условия работы которого характеризуются большей по сравнению с другими конструкциями нестационарно-стью. Для одной из ступеней турбины запасы прочности определялись как по расчетным температурным условиям стационарного режима (строка 15), так и по результатам экспериментального исследования температурных полей на режимах ну. ка и прогрева (строка 15 ). [c.160]

Приведем некоторые результаты исследования. Измерения температур производились при испытаниях на специальном стенде. Температурное поле диска при нагреве (запуске) в различные моменты времени представлено на рис. 80, при охлаж -дении — на рис. 81. Здесь сплошными линиями показаны значения температуры со стороны лопаток, пунктирными — с обратной стороны диска. С целью приближения к реальным условиям работы, когда охлаждение диска может быть более интенсивным (например, зимой) на стенде было исследовано, распределение температур при охлаждении, сопровождаемом впрыском воды в газовый тракт. Соответствующие температурные поля показаны на рис. 82. В этом случае наблюдались значительные обратные (по отношению к тем, которые имели место при запуске) температурные перепады по радиусу. Специальные испытания подтвердили, что тепловые режимы, осуществляющиеся на стенде, близки к реальным. [c.170]

Задвижки в энергетике применяются в широком интервале Dy для различных линий и условий работы. Как правило, используются клиновые двухдисковые задвижки с выдвижным шпинделем (рис. 2.1). Двухдисковый клин обеспечивает достаточную герметичность запорного органа благодаря самоустанавливае-мости дисков по седлам корпуса. Большая чем цельного податливость двухдискового клина создает меньшую опасность заклинивания его при перепадах температур. Задвижки с цельным клином используются только при постоянном тепловом режиме и относительно невысоких температурах. В последние годы применяются задвижки с упругим клином, образуемым из двух дисков, отлитых заодно или скрепленных между собой без шарнирного соединения. Такая конструкция по жесткости и эксплуатационным свойствам занимает промежуточное место между задвижками с двухдисковым и цельным клином. [c.38]

На рис. 35 показаны схемы двух коаксиальных машин. В установке для испытания муфт сцепления автомобилей корзина испытуемой муфты закреплена на маховике, жестко связанном с вращающимся барабаном, привод которого рассчитан на частоту вращения 2500 об/мин. Диск сцепления насажен на вал ротора поворотного гидроцилиндра, имеющий динамометрическую вставку. Статор поворотного цилиндра закреплен на торце вращающегося барабана. Поскольку нажимной подшипник сцепления отпущен, диск сцепления находится в зацеплении с нажимным диском корзины и маховиком, испытывая действие центробежных сил от вращения барабана. Крутящий момент, создаваемый поворотным цилиндром, имитирует нагрузки на сцепление от эксплуатационных условий работы трансмиссии автомобиля. [c.178]

Материал в состоянии I разрушается хрупко по границам фаз с формированием фасеточного рельефа излома при треугольной и трапецеидальной форме цикла его нагружения в малоцикловой области неизменно. Материал в состоянии II проявляет чувствительность к условиям нагружения, и переход от его нагружения по треугольной форме цикла к нагружению (типичному для условий работы дисков двигателя в эксплуатации) с выдержкой под максимальной нагрузкой вызывает смену механизма его разрушения с вязкого внутризерен-ного на хрупкий межсубзеренный. Материал в состоянии III при обеих формах цикла нагружения неизменно разрушается вязко внутризеренно с формированием в изломе преимущественно бороздчатого рельефа. [c.373]

Многолетний опыт эксплуатации авиационных ГТД показывает, что усталостные повреждения титановых дисков вплоть до разрушения различных ступеней компрессоров разных типов двигателей происходят в различных зонах дисков и при разной их наработке (табл. 9.1). Причины появления и распространения усталостных трещин в дисках различны и могут быть связаны с исчерпанием их циклической долговечности по критериям МНЦУ, МЦУ или МНЦУ/МЦУ в расчетных или нерасчетных условиях работы дисков и наличием или отсутствием факторов, снижающих усталостную прочность дисков и имеющих производственную или эксплуатационную природу. Последствия от разрушения дисков таковы, что двигатель утрачивает полностью свою работоспособность (рис. 9.1). Поэтому при отказе двигателя в полете из-за разрушения диска возникает предпосылка к летному происшествию, в том числе и из-за титанового пожара двигателя. [c.464]

Нестационарные режимы работы, осуществляющиеся циклически в чередовании со стационарными, делают более сложными и напряженными условия работы дисков турбомашин [13, 31, 71]. На нестационарных режимах возникают значительные температурные напряжения, связанные с большими перепадами температур по радиусу и дополнительно нагружающие диск. На стационарных режимах ноле температуры и нагрузок сохраняется на постоянном, но достаточно высоком уровне, что приводит к полаучести и релаксации напряжений. [c.9]

Чередование нестационарных режимов работы со стационарными делает все более сложными и напряженными условия работы дисков турбомашин [22, 23, 44]. Мощные тепловые потоки в авиадвигателе вызывают в турбинных дисках высокие температуры (до 700° С) при значительных радиальных перепадах (до 300°С). Это определяет большие термические напряжения циклического характера [43, 70]. На стационарных режимах температуры и нагрузки сохраняются постоянными, но достаточно высокими, что приводит к ползучести и релаксации напряжений во время эксплуатации. Таким образом, в материале турбинного диска при многократном повторении нестационарного режима возникают циклически изменяющиеся пластические деформации, а их накопление от цикла к циклу в ряде случаев является причиной разрушения дисков [22, 43], особенно если пластичность материала снижается с увеличением выработки ресурса и пребывания материала в условиях высоких температур [10, 100]. В этом отношении характерны результаты теоретического и экспериментального исследования термопрочно- сти дисков турбомашин [43], приведенные на рис. 1.7. [c.15]

Увеличение ресурсов турбомашин привело к внедрению в практику ускоренных испытаний [62] — циклических испытаний, дисков, проводимых с целью выявления действительной долговечности конструкции. Эти испытания проводят на натурной машине или на разгонном стенде, позволяющем циклировать нагрузки, действующие на диск. Для установления эквивалентности испытаний, проводимых на стенде, по условиям работы диска в эксплуатации также необходимо осуществлять расчеты на долговечность в этих случаях рассматривают цикл нагружения диска при эксплуатации и испытаниях, проводят расчет прогнозируемых долговечностей Nj и Nf п и определяют коэффициент приведения [c.152]

На рис. 7.12, а представлено сечение диска турбины, спроектированного для заданных запасов статической прочности (Tmin шш = 1,66. Условия работы диска потребовали [c.218]

По условиям работы муфты бывают масляные (рис. 3.182) и сухие. Смазка служит для уменьшения износа и улучшения раснеп-ляемости дисков. В масляных муфтах диски изготовляют из комбинации материалов закаленная сталь по закаленной стали или по чугуну в сухих — асбестовые накладки или металлокерамические покрытия по стали или чугуну. Толщину стальных дисков принимают 1,5.. . 2,5 мм для масляных и 2,5.. . 5 мм для сухих муфт. Муфты с механическим приводомподбираютпо нормали МН5664—65. [c.438]

Несмотря на невысокую максимальную температуру газа, в этой установке применено охлаждение сегментов сопловых лопаток, корневых частей рабочих лопаток и дисков, что обеспечивает возможность применения материалов меньщей стоимости и повышение работоспособности блока подшипников 9, находящихся в тяжелых по температуре условиях работы (между ТВД и ТНД). [c.197]

Контактное усталостное выкрашивание с последующим развитием усталостного разрушения по сечению детали наблюдается в таких деталях, как подшипники качения и скольжения, на зубьях шестерен, в кулачковых шайбах, ушковых и замковых соединениях и пр. Одним из сложных по условиям работы узлов является замковое соединение лопаток с дисками в различных компрессорах и турбинах. Наблюдения показывают, что процессы коррозии трения существенно влияют на эксплуатационные повреждения и разрушения этих узлов. Коррозия трения зависит от многих факторов, в том числе конструктивных вида сопряжения выступа диска с замком лопатки, угла наклона контактной границы хвостовика лопатки, величины статической нагруа-ки и пр. [65, 66]. [c.140]

Важнейшей особенностью работы конструктивных элементов является циклический характер температурного поля, определяемый режимом работы изделия. Например, за двухчасовой полетный цикл транспортного газотурбинного двигателя (ГТД) температура выходной кромки лопатки существенно изменяется, при этом довольно значительно меняются и скорости нагрева при выходе на полетный режим [25]. Значительная неравномерность температурного поля свойственна охлаждаемым рабочим лапатка(М газовой турбины [71]. Менее опасные сочетания температур t и напряжений а реализуются в турбинном диске [71], однако для них свойственны высокие уровни температур и значительные градиенты. Из приведенных данных видно, что для температурного цикла нагрева элемента характерно чередование нестационарных и стационарных участков, причем последние занимают значительное время цикла. Высокие уровни температур, циклический характер температурного воздействия, чередование нестационарных и стационарных режимов создают е материале особые условия работы высокую термомеханическую напряженность, больщие уровни термических напряжений. Все это обусловливает в большинстве случаев работу материала конструктивного элемента за пределами упругости в наиболее напряженных точках наблюдается процесс циклического упругопластического деформирования, приводяший материал к разрушению за ограниченное число циклов (Ю —10 ). [c.8]

Оценки такого рода рационально использовать для конст-руктивных элементов, которые по условиям работы совершенно не допускают возникновения трещин или даже незначительной односторонней деформации. В этом отношении турбинный диск является одним из наиболее подходящих примеров. В отличие от элементов, работающих на изгиб (пластинки, оболочки), изменения Б геометрии не приводят в этом случае к увеличению. сопротивления деформированию. [c.246]

О работе внутренних сил при перемещении дисков кинематических систем конструкции. По условиям работы пластические шарниры можно разделить на два вида линейио-неподвижные и линейно-подвижные. К линейно-неподвижным пластическим шарнирам можно отнести такие, в которых в предельной стадии происходит только взаимный поворот смежных дисков без их перемещения в направлении действия внутренних нормальных сил. При этом может происходить не только поворот дисков в шарнире, но и перемещение шарнира в направлении, перпендикулярном к направлению внутренних нормальных сил. В таких шарнирах могут иметь место предельные моменты и нормальные силы. Однако пр перемещении дисков кинематической системы работу [c.177]

Задвижка с шарнирным клином для тяжёлых условий работы показана на фиг. 51 её преимущества 1) благодаря сужению прохода в корпусе уменьшается усилие, передаваемое на шпиндель, и исключается необходимость в обводе 2) небольшие размеры шарнирных дисков позволяют изготовлять их полностью из азотированной стали высокой твёрдости в корпусе завальцо-вываются кольца [c.797]

Состав № 13 с повышенным содержанием хрома (до 0,7%) обладает твёрдостью по Бри-нелю 200—230 кг/мм на зеркале цилиндра (на фланце 240 кг1мм ), и потому изделия из этого состава хорошо сопротивляются износу в сложных рабочих условиях (тяжёлые грузовики, автобусы). Несколько затруднённая обрабатываемость отливок не имеет значения для крупносерийного производства. Состав № 11 с присадкой одного хрома до 0,4% и несколько увеличенным содержанием кремния характеризуется повышенной твёрдостью и износостойкостью при высоких нагревах и потому рекомендуется для тяжёлых условий работы. В заграничной практике этот состав широко применяется для блоков цилиндров (простой конфигурации), головок, тормозных барабанов, дисков сцепления, гильз автомоторов и дизелей. [c.49]

На скручивание работают различные части картера в зависимости от условий работы и конструкции. Если реактивный момент воспринимается рессорами, то при наличии тягового усилия на колесе на скручивание будет работать средняя часть моста до рессор, а при торможении — боковые части моста от креплеаия тормозных дисков до рессор. Если реактивный момент воспринимается карданной трубой, то при наличии тягового усилия на колесе картер ведущего моста работать на скручивание не будет, а при торможении будет скручиваться вся средняя часть моста между тормозными дисками. [c.97]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...