Замковое соединение - лопатка
Cтраница 1
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 [61] 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. [1]
Замковые соединения лопаток находятся под воздействием следующих силовых факторов: а) центробежных сил лопаток и моментов от центробежных сил, возникающих при смещении ( выносах) центров тяжести поперечных сечений лопатки по отношению к радиусу диска; 6) момента газовых усилий в осевой плоскости и в плоскости вращения ротора. Замки газовых турбин, кроме того, работают в сложных температурных условиях, вызывающих в начальный момент упруго-пластические деформации, а затем и деформации ползучести материала. Еслинагрувкаи температура вамка не постоянны, то расчет обычно ведут при эквивалентных нагрузках и температурах. [2]
Поскольку замковые соединения лопаток турбины работают при высоком уровне напряжений и температур, то в них уже в начальный период работы могут развиваться упруго-пластические Деформации ползучести. [3]
 |
Схема электромагнитного возбуждения консольных лопаток. [4] |
Испытания на усталость замковых соединений лопаток турбин и компрессоров - необходимо проводить при совместном действии статического растяжения и переменного изгиба, сохраняя неравномерность распределения напряжений в замке и по ширине хвостовика и соблюдая условия контакта поверхностей при значительных статических нагрузках. Для этого используются также лопатки-модели, имеющие натурный хвостовик, переходную часть и часть профиля, а также головку ( в виду утолщения или второго хвостовика) для создания растяжения. Для испытания замковых соединений на усталость используются те же машины, что и для испытаний моделей профильной части лопатки. [5]
Распределение изолиний напряжений в замковом соединении лопатки компрессора ГТД учитывает комплексное воздействие на перо лопатки крутильных и изгибных моментов от действия газодинамических сил. [6]
 |
Зависимость аа и as от.| Зависимость а0 от г для елочного хвостовика лопатки ( в условиях упругости. [7] |
В дальнейшем изменение а незначительно и длительная прочность замкового соединения лопаток и дисков турбины при / 50 ч будет в большей степени зависеть от характеристик длительной прочности материала, чем от концентрации напряжений и деформаций. [8]
Выполненные исследования [50, 53] показали, что сопротивление усталости замковых соединений лопаток компрессоров зависит от. Большое влияние на сопротивление усталости оказывает соотношение жесткостей профильной и замковых частей лопатки. Для лопаток из материалов, особенно чувствительных к фреттингу-усталости ( титановых, алюминиевых сплавов и др.), жесткость хвостовиков в опасном сечении должна быть больше жесткости профильной части примерно в К раз. [9]
Для износа протяжек, используемых при обработке сопрягаемых поверхностей замкового соединения лопаток и дисков газовых турбин и компрессоров, характерны три периода. В начале резания износ нарастает интенсивно, достигая к концу первого периода величины h 0 10 мм. В течение второго периода износ нарастает значительно медленнее, причем в конце периода истирание по задним поверхностям составляет h - 0 15 - 0 18 мм. [10]
Таким образом, в результате проведенных расчетов по исследованию НДС замковых соединений лопаток турбомашин установлено, что учет реального температурного поля приводит к перераспределению усилий в сторону догружения верхних ( по радиусу) зубьев замка. При этом наиболее напряженным оказывается верхний зуб диска. Значения интенсивности напряжений возрастают здесь в 1 5 - 2 раза по сравнению с расчетными при нулевой температуре. [11]
Станки, приспособления, режущий и мерительный инструмент, применяемые при протягивании замковых соединений лопаток и дисков газовых турбин и осевых компрессоров турбореактивных двигателей, описаны в трудах Н. Ф. Пронкина [109] и др. Там же имеются сведения по фрезерованию замковых соединений. [12]
К наиболее распространенным малоподвижным соединениям относятся различные болтовые стыки, включая ушковые соединения, заклепочные соединения, участки прессовой посадки валов, шлицевые соединения, замковые соединения лопаток и др. При работе этих соединений в условиях циклических нагрузок соприкасающиеся поверхности деталей совершают повторные относительные перемещения. Для возникновения такого явления достаточны чрезвычайно малые перемещения - по данным разных авторов - от стотысячных долей миллиметра. [13]
С другой стороны, расчетные схемы осесимметричной и плоской задач теории упругости позволяют достаточно точно и эффективно описать взаимодействие ряда реальных машиностроительных конструкций, таких, как замковые соединения лопаток турбомашин, резьбовые и фланцевые соединения различных типов, многослойные контейнеры литья под давлением и др., в которых передача усилий осуществляется посредством контакта отдельных деталей. Контактные задачи в данной главе рассматриваются при процессах нагружения конструкций, близких к простым, без учета истории нагружения. Решения при этом получаются для наиболее опасных, максимальных нагрузок. В этом случае целесообразно использовать теории пластичности деформационного типа, наиболее простые и надежные в реализации, требующие минимальной трудоемкости вычислений на ЭВМ. Для линеаризации задачи термопластичности используется метод переменных параметров упругости, который естественно сочетается с алгоритмом поиска зон контактирования и проскальзывания, является довольно быстро-сходящимся и не требует хранения громоздкой информации о решении на предыдущей итерации. [14]
Замковые соединения лопатки ГТД, изготовленные из алюминиевых и титановых сплавов и сталей, наиболее подвержены повреждению фреттин-гом - именно фреттингом определяется несущая способность замковых соединений при действии знакопеременных и циклических изменяющихся нагрузок. [15]
Страницы: 1 2