Расчет полки лопатки турбины.
Полка имеет толщину Δ,средний радиус Rср, ширину полки b, расстояние от центра тяжести до плоскости AB – h, угловую скорость лопатки – ω, плотность материала лопатки – ρ При вращении ротора турбины часть полки ABCD будет создавать центробежную силу P которая приложена в центре тяжести E. Центробежная сила будет равна:
P = ρ * VABCD * ω2 * Rср. Мизг = P * h.
Напряжение изгиба в сечении AB равняется:
δи = P * h / W, где W – момент сопротивления. W = b * Δ2 / 6. n = [δи] / δи – запас прочности.
Допустимое напряжение изгиба зависит от применяемого материала, температуры лопаток и условия предела текучести для данного материала при заданном ресурсе работы двигателя, например: для наиболее применяемых сплавов допускаемое напряжение изгибов 2500 MПа, для температуры 800 С0. Несмотря на то, что такие характеристики как ползучесть, усталость и термонапряжение хорошо известны, расчетные формулы дают возможность определить работоспособность турбинной лопатки. Полученная величина проверяется при испытании турбины в реальных условиях, а так же в процессе доводки двигателя. Кроме расчетов полки лопатки, пера лопатки, производятся расчеты на прочность замка лопатки. Известно, что лопатки соединяются с диском, у компрессоров соединение типа «ласточкин хвост», у турбины «елочный» замок. Напряжение в замке лопатки зависит от конструкции замка, действующих сил, характеризующих посадку ножки лопатки в пазу диска или на барабане. Обычно расчет замка лопатки ведут учитывая только центробежную силу, а составляющие от газодинамических нагрузок исключаются. При расчете замка определяется: 1. Номинальное напряжение растяжения от центробежной сил массы лопатки в перемычке диска. 2. Напряжение смятия на площадках контакта лопатки с диском от центробежных сил. 3. Напряжение изгиба от центробежных сил, в случае шарнирного соединения лопатки с диском, рассчитывается напряжение среза в штивке напряжение растяжения хвостовика лопатки.
|
