Изгибающие моменты лопаток турбин

Однако кроме экономичности следует учитывать также и условия надежности работы турбины. В турбинах с сопловым парораспределением, как указывалось в 6.3, в лопатках регулирующей ступени возможно возникновение значительных динамических напряжений изгиба из-за парциального подвода пара. Чем больше мощность турбины и выше удельный объем свежего пара, тем больше изгибающий момент, вызывающий напряжение изгиба в лопатках. [c.189]

В процессе длительной эксплуатации ГТД на турбинные лопатки действуют осевая нагрузка, крутящий момент М р, который вызывает действующие силы на изгиб (Я з,.), и растягивающая нагрузка, возникающая в результате центробежной силы Яц (рис. 206). Таким образом, от действий трех сил Рос, изг и Рц возникают напряжения, которые вызывают усталостное разрушение лопатки. Типичные виды разрушившихся лопаток приведены на рис. 208. Поверхность излома, как правило, перпендикулярна к оси лопатки, т.е. разрушение происходит по поперечному сечению пера лопатки. [c.418]

Для экстренного торможения судна применяют режим контрпара, т. е. подают пар в турбину заднего хода, не ожидая остановки вала. При этом пар, расширяясь в соплах, поступает на рабочие лопатки, которые в начальный период с большой окружной скоростью движутся кромками вперед. Наиболее характерные особенности процесса контрпара большая сила изгиба лопаток ТЗХ, (в 1,5—2 раза больше, чем на расчетном режиме ТЗХ), большой момент, скручивающий вал турб шы, высокая температура и повышенное полное давление в ТЗХ. Для остановки вала с полного переднего хода при контрпаре требуется 20—50 с, затем винт начинает вращаться в обратную < торону, создавая отрицательный упор. Время остановки судна сокращается в четыре раза, а выбег— в 2,5 раза [20]. [c.329]

Окружная сила, создающая полезный крутящий момент на валу турбины, изгибает лопатку в плоскости диска. Дополнительно лопатка изгибается [c.65]

Рис. 9. Изгиб турбинной лопатки силами давления газов) о — эпюра изгибающих моментов б — распределение нормальных напряжений в опасном сечении

Рве. 10, Изгиб турбинной лопатки силами давления газов а — эпюра изгибающих моментов в — распределение нормальных напряжений в опасном [c.11]

Изгиб лопатки под действием центробежных сил возникает в том случае, когда центры масс отдельных сечений по ее длине не совпадают с осью R, которая проходит через центр масс корневого сечения (рис. 11.13). В этом случае при вращении турбины центробежные силы масс лопатки стремятся совместить линию ее центров масс с осью R, т.е. возникает изгибающий момент с составляющими и Му, изгибающими лопатку в плоскостях соответственно ROY и ROX. Особенностью изгибающего момента центробежных сил является то, что он приводит к изгибу в направлении, противоположном направлению изгиба под действием газодинамических сил. Поэтому изгиб лопатки от центробежных сил обычно рассматривается как полезный фактор, позволяющий уменьшить напряжения изгиба в ней от газодинамических сил. [c.279]

Обычно в турбинных лопатках главные моменты инерции сечений связаны соотношением (10...15) 7 ., в то время как значения изгибающих моментов имеют один и тот же порядок. Поэтому напряжение изгиба в произвольной точке можно приближенно определить по формуле [c.287]

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]

Соотношение между значениями указанных напряжений зависит от режима работы ТНА. В момент запуска ТНА на лопатках турбины действует в основном газовая сила, которая в общем случае вызывает изгиб и кручение лопатки. Обычно при определении напряжений принято рассматривать лопатку как консольный стержень, жестко заделанный в диске. При этой газовая сила рассматривается как распределенная по длине стержня поперечная сила. Наличие такой силы приводит к изгибу лопатки. Кручение лопатки под действием газодинамических сил возникает в том случае, если с центром жесткости С не совпадает центр парусности Е — точка приложения равнодействующей газодинамических сил (рис. 11.9). В выполненных конструкциях напряжения изгиба от газовых сил в корневых сечениях лопаток а = (2...6) Ю Па. Напряжения кручения от га-зовых сил значительно меньше, и их обьмно не учитывают при расчете лопатки. [c.277]

Кроме экономичности необ.ходимо также учитывать условия надежности работы турбии. В турбинах с сопловым парораспределением, как уже указывалось, в лопатках регулируюидей сту-ненн из-за парциального подвода пара возможно появление значительных динамических напряжений изгиба. Чем больше мощность турбины, тем больше изгибающий момент, вызыва-ГОП1ИЙ напряжения изгиба в лопатках. [c.84]

Еще одно обстоятельство, на которое необходимо обратить внимание, это величина момента инерции сечения диафрагмы. В расчете по методу А. М. Валя диафрагма рассматривается как кривой брус, нейтральная плоскость которого перпендикулярна к оси турбины. При этом наличие лопаток в расчет не принимается, т. е. лопатки считаются абсолютно жесткими. Очевидно, что для диафрагм высокого давления это допущение может считаться достаточно справедливым, так как высота лопаток в данном случае незначительная. Будучи, однако, расположены дискретно, лопатки не могут существенно увеличивать изгиб-ную жестксоть диафрагмы, поэтому их не следовало бы принимать в расчет при определении момента инерции сечения диафрагмы. [c.325]

Последнее условие выполняется вследствие того, что обод закреплен на разъеме от смещения в окружном направлении. Переходя к рассмотрению условий сопряжения лопатки с телом, необходимо обратить внимание на следующее. Так как тело не закреплено от перемещений в своей плоскости, то, очевидно, под действием усилий и моментов, передаваемых на тело со стороны лопаток в пдоскости tz оно может повернуться на некоторый угол вокруг центра диафрагмы, как абсолютно жесткое тело. Необходимо отметить, что поворот тела будет иметь место и в том случае, если окружные нагрузки на лопатку Qu отсутствуют, что объясняется наличием косого изгиба. Подобное обстоятельство наблюдается и при расчете других деталей турбин, где лопатки находятся в похожих условиях [85]. [c.350]

Лежащий на опорах вал (рис. 4) изгибается под действием веса закрепленного на нем диска. Деформацию изгиба испытывают также рельсы, балки, зубья шестерен, лопатки газовых турбин и многие другие детали. Для определения величины внутренних сил при изгибе также пользуются методом сечений. Найдя из условий равновесия вала (балки) в целом опорные реакции (на рис. 4 они равны 0,5 Р), проводят мысленно поперечное сечение, отбрасывают одну часть вала и рассматривают условия равновесия оставшейся части. Внутренние силы, действующие в плоскости поперечного сечения Л, сводятся к поперечной силе Q и иагибаюше.иу моменту М (в рассматриваемом [c.8]

Увеличением момента сопротивления корневых сечений лопатки. Наряду с уменьшением напряжений изгиба от вибрации одновременно увеличивается и частота собственных колебаний лопатки, т. е. меняется ее вибрационная характеристика. На фиг. 75 дана частотная диаграмма лопаток вращающегося спрямляющего аппарата радиальной турбины, а также значения переменных напряжений, которые при 8-й, 9-й, 10-й, 12-й и 24-й гармониках превышают а > ЪкПмл , а предельные значения их достигают почти о 10 кГ/лш . Через 300—600 ч работы лопатки этого аппарата, как правило, разрушались. Для уменьшения переменных напряжений от вибрации были увеличены толщины корневых сечений, вследствие чего момент сопротивления их увеличился приблизительно в 4 раза. После этого частота собственных колебаний (фиг. 75, б) увеличилась до 3400 гц (вместо 2500 гц). Напряжения от резонанса 10-й и 24-й гармоник снизились соответственно до 4,3 и 3,5 кПмм , а 8-я и 9-я гармоники оказались за пределами рабочих оборотов. Таким [c.100]

В работе автора исследована установившаяся ползучесть рабочих лопаток осевых трубомашин [96]. Лопатки рассчитаны на растяжение и изгиб, при этом принято, что нейтральная линия лежит вне сечения, т. е. напряжения, образовавшиеся в результате изгиба, меньше напряжения, вызванного растяжением, что часто имеет место в турбинных лопатках. В расчете использована степенная зависимость скорости деформации ползучести от напряжения. Разработаны два варианта расчета в зависимости от величины отношения максимального напряжения изгиба к напряжению растяжения для начального момента времени. [c.226]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...