Подготовка производства шестерней для двигателя
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Т-8);- площадь радиального сечения разрезной части обода;f - радиус центра тяжести площади f;k - наружный радиус неразрезанного обода диска;k - ширина обода диска на радиусе Rk.
Исходные данные.
1.Частота вращения диска =7067 об/мин;
.Материал диска - титановый сплав ВТ3;
.Плотность материала = 4500 кг/м;
.Напряжение в корневом сечении пера лопатки от растяжения центробежными силами на раiетном режиме = 152.430 МПа;
.Площадь корневого сечения лопатки = 0.322E-09 м;
.Число лопаток на рабочем колесе = 37;
Ниже приведены результаты раiета диска на ЭВМ (см. Табл.4) и изменение радиального и окружного напряжения, и запасов прочности по сечениям диска.
Рисунок 1.3.2.2 - Изменение напряжений по сечениям
Рисунок 1.3.2.3 - Изменение запасов прочности по сечениям
В данной раiетной работе был проведен раiет диска первой ступени компрессора высокого давления АД. Были получены значения радиального, окружного и эквивалентного напряжений в различных радиальных сечениях диска. Также были поiитаны значения запасов прочности в радиальных сечениях диска.
Значения запасов прочности по сечениям диска удовлетворяют нормам прочности, по которым запас прочности должен быть не менее 1,3тАж. 1,5. В нашем случае минимальный запас прочности 8.048, что обеспечивает безопасную работу диска, компрессора и двигателя в целом.
1.3.3 Раiет динамической частоты первой формы изгибных колебаний лопатки компрессора и построение частотной диаграммы
При работе авиационного газотурбинного двигателя на рабочие лопатки компрессора действуют периодически изменяющиеся газовые силы, что связанно с неравномерностью газовоздушного потока по окружности в проточной части двигателя. Эти силы вызывают вынужденные колебания лопаток. При совпадении частот собственных колебаний лопатки iастотами вынужденных колебаний наступают резонансные колебания, при которых амплитуда колебаний резко возрастает, что может привести к разрушению лопатки. Опасных резонансных колебаний можно избежать путем изменения частоты собственных колебаний лопаток или частоты и величины возбуждающей силы.
Колебания лопаток могут быть изгибными, крутильными, сложными (изгибно-крутильными) и высокочастотными пластиночными.
Особенно легко возбуждаются колебания по основной (первой) изгибной форме. Нередко возникают колебания по второй или третьей изгибной, первой или второй крутильной формам.
Целью данного раiета является определение частоты собственных изгибных колебаний рабочей лопатки первой ступени компрессора по первой форме, построение частотной диаграммы и нахождение резонансных режимов работы двигателя.
Для определения частоты собственных изгибных колебаний лопаток по первой форме воспользуемся энергетическим методом Релея, который основан на законе сохранения энергии свободно колеблющейся упругой системы. Согласно этому закону для свободных колебаний упругой системы без учета сил сопротивления сумма кинетической и потенциальной энергий сохраняется все время неизменной. Сущность метода состоит в том, что вычисляются максимальные значения потенциальной энергии лопатки в ее крайнем положении, а кинетической энергии в среднем.
Вращение лопатки совместно с диском, на котором она закреплена, оказывает влияние на ее колебания, так как центробежная сила стремится вернуть колеблющуюся лопатку в положение равновесия. Действие центробежной силы лопатки приводит к тому же результату, что и увеличение жесткости, поэтому частота собственных колебаний вращающейся лопатки (динамическая частота) повышается с увеличением частоты вращения ротора.
Динамическую частоту собственных изгибных колебаний вращающейся лопатки определяем по формуле:
,
где - собственная частота лопатки; - частота вращения ротора, об/c; - коэффициент пропорциональности, зависящий от геометрии лопатки и формы упругой линии.
Определив коэффициент и задавшись несколькими значениями частот в диапазоне рабочих частот вращения двигателя, находим соответствующие величины динамических частот собственных колебаний лопатки и строим зависимость
.
Построение частотной диаграммы.
Для построения частотной диаграммы необходимо нанести на график диапазон рабочих частот вращения двигателя от оборотов малого газа до максимальных оборотов.
Для определения резонансных режимов работы двигателя с учетом принятого масштаба нанести на график пучок прямых линий, выходящих из начала координат, которые представляют собой частоты колебания гармоник возбуждающих сил, описываемых уравнением
,
где - порядок гармоник возбуждающих сил; на графике он равен тангенсу угла наклона прямой. Для проектируемого двигателя= 22 - количество стоек; =36 - число лопаток направляющего аппарата.
Точки пересечения лучей с кривой изменения дадут резонансные частоты вращения двигателя.
Раiет проводим по методике [3]. Вычисления делаем по программе кафедры 203 Dinlop.exe. Результаты раiета приведены в таблице 5 и на рисунке 9.
По результатам раiёта строим частотную диаграмму.
Принимаем:
Проектируемый двигатель имеет 33 лопаток вентилятора, а также возбудителями вынужденных колебаний будут являться направляющие лопатки перед ступенью, то есть K1=22, k2=36.
Рисунок 1.3.2.3. - Частотная диаграмма
Первой формы изгиб