Прочностной раiет компрессора
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
очередь, от толщины диска и способа соединения дисков между собой и с валом (и проявляются, как следствие, в относительно тонких дисках).
компрессор диск лопатка прочность
Рисунок 3.1 - Раiетная схема диска компрессора
При раiете на прочность принимаются следующие допущения:
диск iитается симметричным относительно срединной плоскости, перпендикулярной к оси вращения;
диск находится в плосконапряженном состоянии;
напряжение на любом радиусе не меняется по толщине;
наличие отверстий и бобышек на полотне диска, отдельных выступов и проточек не принимается во внимание.
Исходные данные:
материал лопатки - ВТ-3 (, );
число лопаток рабочего колеса ;
частота вращения ротора ;
напряжение в корневом сечении пера лопатки ;
площадь корневого сечения лопатки ;
площадь радиального сечения разрезной части обода ;
центр тяжести размерной части обода
Раiет контурной нагрузки:
В данном раiете не будут учитываться температурные напряжения диска, поскольку диски компрессора работают в значительно меньшем диапазоне температур, нежели диски турбин, а градиент температуры по радиусу диска - незначителен.
Геометрические размеры диска в раiетных сечениях и радиусы этих сечений принимаем согласно раiетной схеме (рисунок 3.1).
Раiет диска на прочность выполнен с помощью кафедральной программы DISK_112.exe. Результаты раiета заносятся в файл RESULT.dsk (таблица 3.1)
Таблица 3.1 - Результаты раiета диска на прочность
РАCЧЕТ НА ПРОЧНОCТЬ ДИCКОВ
КОМПРЕССОРОВ И ТУРБИН
ВЫПОЛНИЛ(А) : Koshkina 242
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:= 0 DT= 0
Частота вращения = 19718.2 об/мин
Количество раiетных сечений = 13
Количество скачков на контуре = 1
Контурная нагрузка = 42.270 МПа= 0 BZ= 0 NZ= 1 QZ= 0
Коэффициент Пуассона = .30
R( 1)= .0530 R( 2)= .0566 R( 3)= .0598 R( 4)= .0598
R( 5)= .0621 R( 6)= .0644 R( 7)= .0669 R( 8)= .0689( 9)= .0715 R(10)= .0735 R(11)= .0760 R(12)= .0787(13)= .0814( 1)= .0226 B( 2)= .0226 B( 3)= .0226 B( 4)= .0123( 5)= .0123 B( 6)= .0123 B( 7)= .0123 B( 8)= .0123( 9)= .0141 B(10)= .0173 B(11)= .0214 B(12)= .0264(13)= .0264
NRS(Z)= 3
Плотность материала = 4530.00
Предел длит. прочности материала= 950.0
РЕЗУЛЬТАТЫ РАiЕТА:
I R(I),M B(I),M SR,МПА ST,МПА SEK,МПА ZAP
1 .0530 .0226 .00 345.88 345.88 2.7
.0566 .0226 19.68 321.24 311.87 3.0
.0598 .0226 33.14 303.11 287.98 3.3
.0598 .0123 60.88 311.44 285.90 3.3
.0621 .0123 67.81 300.99 273.46 3.5
.0644 .0123 73.64 291.51 262.55 3.6
.0669 .0123 78.93 282.10 252.08 3.8
.0689 .0123 82.38 275.24 244.68 3.9
.0715 .0141 74.07 263.29 235.17 4.0
.0735 .0173 59.76 252.11 228.18 4.2
.0760 .0214 48.53 240.24 220.03 4.3
.0787 .0264 39.97 228.82 211.68 4.5
.0814 .0264 42.27 221.08 203.27 4.7
На основании полученных раiетных данных построим графические зависимости, отображающие распределение радиальной и окружной нагрузки, а также коэффициента запаса прочности по сечениям исследуемого диска (рисунки 3.2-3.3)
Рисунок 2.2 - Распределение напряжений по сечениям диска
Рисунок 2.3 - Распределение коэффициента запаса прочности по сечениям
Полученные графические зависимости соответствуют теоретическому распределению радиального и окружного напряжения. Наличие скачка (резкого увеличения толщины) на ободе диска отмечено характерными скачками на эпюрах напряжений. Во всех сечениях диска имеется достаточный запас прочности (соблюдается условие, согласно которому коэффициент запаса прочности для диска должен быть не менее 1.5).
4. Раiет на прочность замка лопатки первой ступени компрессора
Одним из основных видов крепления лопаток компрессора являются замки типа ласточкин хвост. От осевого перемещения лопатки крепятся в пазах. Лопатки могут садиться с натягом до 0,05 мм и с зазором (0,03..0,06) мм. Обычно посадку производят с зазором.
4.1 Нагрузки, действующие на замок
Замковое соединение передает на диск нагрузки, действующие на рабочую лопатку, и нагружает диск центробежной силой собственной массы. Различие в температуре и коэффициентах линейного расширения материалов сочленяемых лопаток и дисков, а также неравномерность температуры по радиусу диска обуславливают появление в ряде случаев значительных термических сил, сжимающих соединения в тангенциальном направлении. Наибольшую нагрузку для замкового соединения составляет центробежная сила рабочей лопатки. У подавляющего большинства выполненных ГТД напряжения растяжения в корневых сечениях лопаток от центробежных сил собственных масс составляют 60-70% суммарных напряжений. Поэтому их в основном и принимают во внимание при конструировании и раiете на прочность замков лопаток.
4.2 Допущения, принимаемые при раiете
Методика упрощенных раiетов замковых соединений предполагает следующие допущения:
)на замок действует только центробежная сила лопатки;
)центробежные силы пера и хвостовика лопатки направлены по одному радиусу, проходящему через центр массы хвостовика;
)центробежная сила лопатки распределяется между опорными площадями замкового соединения равномерно и пропорционально величинам контактирующих поверхностей;
)диск имеет достаточно большой диаметр, поэтому можно iитать, что замки расположены не по окружности диска, а в одной плоскости.
4.3 Методика раiета
Данный тип замкового соединения отличается высокой прочностью, конструктивной простотой и хорошей технологичностью.
На замковое соединение действуют центробежная сила от массы лопатки, изгибающие моменты от газовых сил, температурные и вибрационные нагрузки.
Но основной нагрузкой, действующей на замок лопатки, является центробежная сила все