Колебания турбинных дисков

Приведенные выше формулы могут быть применены и для приближенной оценки частот свободных колебаний турбинных дисков, если последние имеют конусность не более 3—4° (в расчетах следует брать среднюю толщину h p) и короткие лопатки. При наличии обода диск следует рассматривать заделанным по внешнему контуру. Влияние обода на частоту колебаний диска может быть существенным только в том случае, если парциальные частоты обода и диска близки, т. е. отличаются на 1—2%. Обычно эти элементы имеют различные по величине частоты, причем низшая частота обода, как правило, выше, чем низшая частота диска. [c.10]

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСТОТ СВОБОДНЫХ КОЛЕБАНИЙ ТУРБИННОГО ДИСКА [c.15]

КОЛЕБАНИЯ ТУРБИННЫХ ДИСКОВ [c.439]

КОЛЕБАНИЯ ТУРБИННЫХ ДИСКОВ 441 [c.441]

В теории колебаний возмущающей называется сила, приложенная к материальной точке и заданная как функция времени. Эта сила большей частью является непрерывной функцией времени. (В некоторых технических задачах возмущающая сила бывает прерывистой и импульсивной.) В машинных агрегатах и механизмах возмущающая сила возникает в результате неточной балансировки вращающихся частей машин (турбинных дисков, роторов электромоторов, маховиков) либо при наличии периодически изменяющейся силы давления воды, газа или пара в цилиндрах двигателей и т. д. [c.96]

Для того чтобы избежать в турбине опасных колебаний, тонкие диски перед насадкой на вал ротора настраиваются в особой машине системы Кемпбелла [16]. [c.172]

При наличии остаточных пластических деформаций возрастает значение цикличности нагружения диска. Эти вопросы для диска произвольного профиля рассмотрены в работе [67], где выведены условия, определяющие допустимые колебания нагрузки. Использование электронных вычислительных машин для расчета разнородных дисков описано в работе [68 ]. Отметим также работу [69], посвященную преимущественно экспериментальному исследованию разнородных турбинных дисков. [c.68]

Рассмотрим колебания пакета, собранного на специальной колодке, представляющей собой часть турбинного диска и связанного на вершинах лопаток ленточным бандажом. Колебания пакета будем возбуждать таким же образом, как и отдельной лопатки. При постепенном повы- [c.120]

Вместе с вращающимся турбинным диском рабочие лопатки перемещаются в пространстве, где расположены направляющие лопатки, камера сгорания, система опор. В таких условиях результирующие усилия, приложенные к лопаткам, колеблются, и это может породить явления многоцикловой усталости. Чтобы их избежать, конструкторы придают лопаткам форму, исключающую, насколько возможно, резонанс этих колебаний с собственными колебаниями лопаток. Нередко оказывается невозможным избежать вибраций во всем диапазоне рабочих скоростей вращения, и конструкторы вынуждены применять виброгасящие устройства или ограничиваться предотвращением лишь наиболее опасных резонансных ситуаций. [c.60]

Гораздо большее значение имеют веерные колебания (рис. 17.18,6), при которых неподвижными (узловыми) являются диаметры, а соседние области колеблются в разных фазах. Опасными для турбинных дисков являются веерные колебания с числом узловых диаметров от двух до шести. [c.490]

КОЛЕБАНИЯ ТУРБИННЫХ И КОМПРЕССОРНЫХ ДИСКОВ [c.265]

Если угловая скорость вращения турбинного диска значительно больше его круговой частоты собственных колебаний, т.е. со> к, то O je оказывается весьма малой величиной. Например, при w = 6к получим ОС /е = = 0,029. (При этом следует иметь в виду, что при насадке турбинных дисков на вал эксцентриситет е измеряется микрометрами.) [c.319]

С увеличением размеров и скоростей современных машин становится все более важным при проектировании инженерных конструкций проводить исследования колебаний, возникающих в них. Хорошо известно, что решить имеющие большое практическое значение проблемы балансировки машин, крутильных колебаний в валах и зубчатых передачах, колебаний турбинных лопаток и дисков, выбора оптимальной частоты вращения валов, колебаний железнодорожных полотен и мостов, вибрации фундаментов и т. п. можно с помощью теории колебаний. Только используя эту теорию, можно определить наиболее благоприятные размеры конструкции, когда рабочие режимы машины отдалены, насколько это возможно, от критических режимов, при которых могут появиться опасные колебания. [c.14]

В гл. 4 приведена теория колебаний упругих тел. Рассмотрены следующие задачи продольные, крутильные и поперечные колебания стержней и балок, колебания стержней переменного поперечного сечения, колебания мостов, турбинных лопаток и корпусов судов, а также обсуждена теория колебаний тел круговой формы — колец, мембран, пластин и турбинных дисков. [c.15]

Для турбинных дисков в рабочих условиях имеет место одновременное воздействие угловой скорости и температур. Поэтому изменение собственных частот колебаний может выглядеть так, как это показано на рис. 6.36. При малых угловых скоростях основное влияние оказывают радиальные силы лопаток, а при максимальных скоростях из-за высокой температуры периферии диска — температурный фактор. В итоге для одних форм колебаний происходит увеличение частот с увеличением угловых скоростей, а для других, с большим числом узловых диаметров, — уменьшение. [c.333]

Излагаются основы общей теории колебаний. Ее приложения к решению технических задач иллюстрированы различными примерами, взятыми из практики наблюдения над колебаниями машин и сооружений в эксплуатации. Первая глава посвящена колебаниям систем с одной степенью свободы. Во второй главе рассматриваются системы с нелинейными и переменными упругими характеристиками. Третья глава посвящена системам с двумя степенями свободы, а четвертая—системам с несколькими степенями свободы. В пятой рассматриваются колебания упругих тел, в частности колебания мостов, судовых корпусов, турбинных дисков и т. д. [c.2]

В случае, когда форма колебаний имеет узловые диаметры, лля прогибов нужно использовать выражение (а") вместо (Ь). Потенциальная энергия найдется из выражения (193) нужно только учесть, что в турбинных дисках толщина и изгибная жесткость П меняются с радиальным расстоянием г, так что величина О должна быть оставлена под знаком интеграла. Затем можно найти выражения и Т и, в конце кон ЮВ, определить частоту из уравнения (g) точно таким же образом, как это пояснено выше лля случая симметричной формы колебаний ). [c.441]

Рост мощности турбоагрегатов привел к увеличению диаметра дисков. Чтобы уменьшить напряжения у ступицы диска и облегчить валы турбин, стремились делать диски по возможности более легкими. Их толщина определялась только статической прочностью материала. В больших по диаметру и относительно тонких дисках при определенных условиях, рассмотренных ниже, могут возникнуть значительные изгибные колебания, которые приводят к появлению в диске усталостных трещин и затем к его полному разрушению, сносу части облопатывания при задевании за выступы диафрагмы и др. Большое количество аварий, приводивших часто даже к разрушению всей установки, вызвали необходимость в проведении научно-исследовательских работ по изучению колебаний турбинных дисков, в результате которых были разработаны методы расчета дисков на вибрацию, обеспечивающие их надлежащую прочность. [c.5]

Колебания турбиниых дисков.— Общие замечания. Теперь с полной ясностью устаноблено, что поломки, которые происходят в турбинных дисках и которые нельзя объяснить дефектами материала или чрезмерными напряжениями, вызванными центробежными силами, следует отнести на счет изгибных колебаний этих дисков. В этом отношении можно отметить, что прямые эксперименты пона- [c.436]

Существуют различные причины, которые могут вызвать эги изгибные колебания турбинных дисков, но наиболее важной является неравномерность давления пара. Местное давление, действующее на периферии вращающегося диска, достаточно, чтобы при определенных скоростях потщерживать поперечные колебания диска эксперименты показывают, что приложение местной нагруики всего в несколько фунтов сбоку вращающегося диска (как, например, действия небольшого электромагнита) заставляет диск сильно колебатьсм при ряде критических скоростей. [c.437]

В турбинах с уравновешенными роторами аксиальные колебания системы диск---.топатки с одним узловым диаметром пе происходят. [c.68]

Таким образом, расчет диска на вибрацию (определение п р) сводится к определению частоты свободных изгибных колебаний вращающегося диска при п узловых диаметрах. Причем практическое значение, как показывает опыт, имеют колебания, происходящие без узловых окружностей и при двух, трех, иногда четырех узловых диаметрах. Методы определения частоты свободных колебаний облопаченных турбинных дисков переменной толщины рассмотрены в 3. [c.13]

Неравномерность потока пара по окружности колеса создает в работающей турбине усилия, вызывающие аксиальные колебания облопаченных дисков. [c.246]

Вращающиеся лопатки турбины служат для превращения кинетической энергии горячих газов, истекающих из сопла, в "лошадиные силы" рабочего вала, которые используются для привода компрессора и силовых устройств. Лопатки состоят из лопасти, располагающейся в газовом потоке, и доветале-вого замка ("ласточкиного хвоста"), закрепляющего лопатку на турбинном диске. Часто лопатка имеет еще и "голень", которая позволяет замковой части лопатки работать при температуре более низкой, чем корневая часть лопасти. В зоне голени происходит переход от формы корневой части к форме замковой части. Между голенями соседних лопаток помещают устройство для гашения механических колебаний. В некоторых конструкциях рабочие лопатки снабжены "вершин- [c.59]

На турбинные диски, к которым доветалевым замком прикреплены рабочие лопатки, действуют радиальные центробежные растягивающие усилия. В результате вращения диска они возникают в его теле и непосредственно, и путем передачи от лопаток. Дополнительные напряжения создаются из-за постоянно существующих колебаний температуры диска. Температурный режим последнего определяется действием охлаждающего воздуха и воздуха, движущегося в потоке рабочих газов, а также любыми утечками рабочего потока в пространство над и под дисковым ободом. В практических условиях температура диска близка, и если выше, то ненамного, к температуре на выходе компрессора. Поэтому для дисков выбирают в основном материалы, способные работать при температурах до 670 °С. В промышленных турбинах для этих целей обычно применяют легированные стали, а в авиадвигателях— сплавы типа IN-718. [c.62]

ЧТО пределы упругости не ниже 3200 кг/сл4 и временное сопротивление колеблется в пределах 65004-7500 /сг/сл4 . Что касается никелевой стали, то для нее предел упругости выше 4000 кг/сл4 и временное сопротивление колеблется обычно в пределах 7000- 9000 кг/см , хотя имеются и более прочные сорта стали с гораздо большим временным сопротивлением i). При назначении допускаемых напряжений весьма существенно оценить надлежащим образом необходимый коэффициент безопасности. В случае турбинных дисков и барабанов мы имеем дело со спокойной постоянной нагрузкой (центробежные силы), величина которой при нормальной работе может быть вычислена с большой точностью. Формулы, которыми пользуются при расчетах, также можно считатд> достаточно точными, и вычисляемые по ним напряжения близки к действительности, если только мы имеем дело с точками, удаленными от резких изменений толщины диска или барабана. В местах резких переходов мы будем, конечно, иметь дело со значительными перенапряжениями. Но если материал достаточно пластичен (для применяемой в дисках стали можно считать относительное удлинение 20%-ь25%, а для никелевой стали в среднем 20%), то местные напряжения при отсутствии колебаний в величине нагрузок не представляют непосредственной опасности. В перенапряженных местах появятся остаточные деформации и напряжения несколько выровняются. [c.253]

При самом тщательном изготовлении турбинных дисков все же не удается достигнуть полного совпадения центра тяжести дисков с геометрической осью вращения. Благодаря некоторому первоначальному эксцентриситету появляется центробежная сила, изгибающая вал. При некоторых значениях угловой скорости эта сила вызывает весьма значительные поперечные колебания вала. Определим величину этой, критической угловой скорости на простейшем примере. Предположим, что диск, массу которого сосредоточим в центре тяжести О (рис. 9, а, Ь), закреплен на валу с эксцентриситетом е, тогда при вращении вала появится центробежная сила, которая будет изгибать вал. Изгиб будет продолжаться до тех пор, пока не наступит равновесие между изгибающей ценробежной силой и упругим противодействием вала. Если через у обозначим прогиб вала в месте закрепления диска, то при расположении, указанном на рис. 9, а, центробежная сила будет равняться [c.256]

Следует иметь в виду, что возбуждение колебаний в упругих системах может иметь место и при отсутствии периодических возмущающих внешних сил. Постоянная по величине нагрузка, если она движется относительно упругой системы со скоростью, близкой к скорости распространения собственных колебаний в системе, также возбуждает вибрации последней. Именио таково происхождение осевых вибраций турбинных дисков. [c.206]

Применение метода Ритца, основанного на рассмотрении энергии системы (см. главу УП), позволяет расчетным путем определять частоты собственных колебаний не только пластин постоянной толщины, но и пластин переменной толщины, в частности турбинных дисков. [c.470]

С колебательными движениями более или менее сложных систем мы имеем дело в разнообразнейших областях техники. Все (или почти все) так называемые твердые тела в большей или меньшей степени обладают упругостью. Всякое такое тело, будз чи деформировано и затем предоставлено действию упругих сил, начинает вибрировать, причем отдельные его частицы совершают колебательные движения около своих равновесных положений. Отсюда понятна чрезвычайная распространенность колебательных движений в природе и их огромная важность в технических приложениях. С явлениями колебаний приходится считаться и в машиностроении, и в строительном деле, и в вопросах транспорта крутильные KO.ie-бания коленчатых валов двигателей, вибрации турбинных дисков и лопаток, вибрации машинных фундаментов и стен зданий, разнообразные явления вибраций в локомотивах, в кораблях, в автомобилях и самолетах — вот немногие относящиеся сюда примеры. Внимательное изучение явлений вибраций и овладение ими, борьба с вредными последствиями этих явлений и умелое их использование там, где это возможно, — таковы задачи, которые настойчиво выдвигаются перед инженерной мыслью в этой области. Вибротехника стала в наше время самостоятельной и важной отраслью инженерных знаний. [c.365]

С увеличением размеров н скоростей современных машин в инженерных расчетах становится все более и более важным решение задач, связанных с колебаниями. Хорошо известно, что только на основе теории колебаний могут быть полностью выяснены такие практически важные проблемы, как уравновешивание машин, крутильные колебания валов и зубчатых передач, колебания турбинных лопаток и турбинных Дисков, прецессия вращающихся валов, колебания рельсового пути и иостов под действием данжущяхся грузов, колебания фундаментов. Лишь при помощи этой теории можно установить нан более удачные пропорции конструкций, отодвигающие эксплуатацион ные условия работы машин возможно дальше от условий возникно веиня больших колебаний. [c.5]

Четвертая глава содержит теорию колебаний упругих тел. Рассмотрены задачи о продольных, крутильных и поперечных колебаниях призматических стержней, о колебаниях стержней переменного поперечного сечения, о колебаниях мостов, турбиниых лопаток и изложена теория колебаний круговых колец, мембран, пластин и турбинных дисков. [c.6]

В других случаях условия закрепления концов стержня выра-ясаются более сложным образом. Например, при упругом закреплении конца стержня соответствующее такому закреплению краевое условие должно учитывать характер возможных смещений конца и возникающих при этом упругих восстанавливающих сил. Так будет, например, в случае закрепления, упругого для поперечных смещений конца и жесткого для поворота или, наоборот, жесткого для поперечных смещений и упругого для поворота и т. д> С такими упругими закреплениями приходится встречаться при расчете на колебания турбинных лопаток, концы которых связаны бандажом, а также при учете упругой податливости заделки хвоста в ободе диска. С некоторыми видами упругих закреплений мы встретимся в разобранных дальше примерах. Отметим, что, оставаясь в пределах линейной теории, мы ограничиваемся рассмотрением краевых условий, выражающихся уравнениями, линейными относительно величин [c.275]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...