Расчет надежности и прогнозирование долговечности деталей ГТУ на базе двигателя Д-336
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского ХАИ
Кафедра 203
РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ГТУ НА БАЗЕ ДВИГАТЕЛЯ Д - 336
Расчетно-пояснительная записка к курсовой работе по диiиплине
Надежность, динамика и диагностика ГТУ
Содержание
Введение
1.Краткие сведения о конструкции турбин, двигателя
2.Задание на курсовое проектирование
.Расчет надежности лопатки турбины с учетом внезапных отказов
.Расчет надежности лопатки турбины при повторно-статических нагружениях
5.Расчет надежности лопатки турбины с учетом длительной прочности
.Оценка долговечности с учетом внезапных и постепенных отказов
Заключение
ВВЕДЕНИЕ
Надежность- это один из основных показателей качества изделия, проявляется во времени и отражающий изменения, происходящие в двигателе на протяжении всего периода его эксплуатации. Надежность как свойство изделия закладывается на этапе проектирования, реализуется при изготовлении и поддерживается в процессе эксплуатации. Следует всегда иметь в виду, что качественно проработанный проект является основой надежности будущего изделия.
Поведение реальных конструкций обусловлено взаимодействием целого ряда факторов, имеющих явно выраженный случайный характер. В связи с этим определение надежности конструкций невозможно без применения методов теории вероятностей и математической статистики.
На основе физики возникновения отказы деталей двигателя могут быть разбиты на две группы:
1 .Внезапные отказы, показывающие характер случайного выброса:
-хрупкое разрушение;
-превышение предела текучести, в какой либо точке детали, для которой остаточные деформации недопустимы;
-возникновение слишком больших упругих деформаций.
2. Постепенные отказы, возникающие в результате необратимого накопления повреждений в детали:
-пластические деформации (деформации ползучести);
-усталостные повреждения, ведущие к развитию усталостных трещин.
Таким образом, при оценке надежности деталей стационарных двигателей необходимо учитывать, внезапные и постепенные отказы.
Эти два вида разрушений в первом приближении можно считать независимыми друг от друга.
Изложенные выше допущения позволяют принимать в качестве основного показателя надежности детали вероятность безотказной работы (вероятность не разрушения), формула, для определения которой будет иметь вид:
P(t)=[ PB(t)]* [ PП(t)];
где [Pв(t )], [Pn(t)] - вероятность безотказной работы с учетом внезапных и постоянных отказов.
1. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О КОНСТРУКЦИИ ТУРБИНЫ, ДВИГАТЕЛЯ Д --336
Турбина двигателя - осевая, реактивная, четырёхступенчатая, преобразует энергию газового потока в механическую энергию вращения компрессоров двигателя, приводов агрегата и трансмиссии. Турбина расположена непосредственно за камерой сгорания. К турбине крепятся выхлопное устройство, служащее для снижения скорости газового потока за турбиной и отвода его в атмосферу. Сама турбина состоит из одноступенчатой турбины высокого давления (ТВД), одноступенчатой турбины низкого давления (ТНД), каждая из которых включает статор и ротор, и двухступенчатой свободной турбины, которая состоит из статора, ротора и корпуса опор ротора свободной турбины . Ротор ТВД и ротор КВД образуют ротор высокого давления (ротор ВД). Ротор ТНД и ротор КНД образуют ротор низкого давления (ротор НД). Ротор свободной турбины соединён с трансмиссией. Опорами ротора ТВД и ТНД, являющимися задними опорами роторов ВД и НД, служат роликоподшипники; опорами ротора свободной турбины - шарикоподшипник и роликоподшипник. Все подшипники охлаждаются маслом под давлением. Для предотвращения нагрева подшипников горячими газами их масляные полости изолированы радиально-торцовыми контактными уплотнениями.
Все опоры роторов турбин имеют устройства для гашения колебаний роторов возникающие при работе двигателя - масляные демпферы опор роторов . ТВД - осевая, реактивная, одноступенчатая, предназначена для преобразования части энергии газового потока, поступающего из камеры сгорания, в механическую энергию, используемую для вращения ротора компрессора высокого давления и всех приводных агрегатов двигателя. ТВД расположена за камерой сгорания, её статор крепится к корпусу к конической балке корпуса камеры сгорания, опора ротора смонтирована в статоре турбины низкого давления.
Статор - соплового аппарата ТВД включает наружный корпус и сектора сопловых лопаток между ними. Наружный корпус имеет проставки с сотовыми элементами лабиринтного уплотнения. Сектор сопловых лопаток состоит из лопаток, охлаждаемых воздухом, отбираемым из полости вторичного потока камеры сгорания, наружной и внутренней полок и имеет выступ для фиксации сектора в окружном направлении, в осевом направлении сектор фиксируется буртиком, а в радиальном - пояском . Бурт и поясок входят в соответствующие пазы во внутреннем и наружном корпусах. Ротор ТВД включает рабочее колесо и задний вал.
Рабочее колесо состоит из диска, имеющего на ободе ёлочные пазы, в каждом из которых крепятся левая и правая рабочие лопатки, образующие лопаточный венец и зафиксированные контровками, а также гребешок лабиринтных уплотнений. Лопатки охлаждаются воздухом, подводимым из-за компрессора высокого давления. Каж