Турбина ТВаД мощностью 10000 кВт
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?ого (поршневого) кольца с внутренним корпусом задней опоры.
2.1.6 Ведущий вал
Ведущий вал предназначен для передачи крутящего момента от свободной турбины к нагнетателю, при этом ведущий вал компенсирует несоосность и перекос ротора нагнетателя и вала турбины. Ступица не имеет осевой фиксации на валу турбины, что позволяет компенсировать термическое расширение деталей турбины и вала. На валу имеется две дисковые гибкие муфты. Все соединения вала выполняются призонными болтами.
2.1.7 Крепление двигателя
Двигатель устанавливается на раму, на которой расположены часть агрегатов двигателя, и крепится к раме в двух поясах .В заднем поясе крепления на корпусе свободной турбины установлены две цапфы - в горизонтальной плоскости, и штырь - внизу. Штырь входит в гнездо с шарнирным подшипником, установленным на раме и воспринимает осевую и боковую силы. Вес двигателя воспринимают подкосы, соединяющие цапфы двигателя с рамой.
В переднем поясе крепления на промежуточном корпусе двигателя установлены два кронштейна крепления. Двигатель крепится к раме двумя подкосами с шарнирными подшипниками, компенсирующими температурное удлинение двигателя.
Для проведения такелажных работ на двигателе и раме выполнены такелажные узлы.
.2 РАСЧЁТ НА ПРОЧНОСТЬ ПЕРА РАБОЧЕЙ ЛОПАТКИ ТУРБИНЫ
В данном разделе осуществлен расчёт на прочность пера лопатки от действия статических нагрузок. К ним относятся центробежные силы масс лопаток, которые появляются при вращении ротора, и газовые силы, возникающие при обтекании газом профиля пера лопатки и в связи с наличием разности давлений газа перед и за лопаткой.
При расчёте лопатки на прочность принимаем следующие допущения:
лопатку рассматриваем как консольную балку, жестко заделанную в ободе диска;
напряжения определяем по каждому виду деформации отдельно;
температуру в рассматриваемом сечении пера лопатки считаем одинаковой, т.е. температурные напряжения отсутствуют;
лопатку считаем жесткой, а деформацией лопатки под действием сил и моментов пренебрегаем;
предполагаем, что деформации лопатки протекают в упругой зоне, т.е. напряжения в пере лопатки не превышают предел пропорциональности.
Цель расчёта на прочность - определение напряжений и запасов прочности в различных сечениях по длине пера лопатки.
Исходные данные
Для расчета на прочность лопатки турбины из газодинамического расчёта берем следующие данные:
радиус корневого сечения
радиус периферийного сечения
длина лопатки L = 0,042
давление газа перед и за лопаткой соответственно
осевые составляющие скорости газа перед и за лопаткой
число лопаток на рабочем колесе z = 75.
частота вращения ротора n = 14619 об/мин.
Параметры профиля в трёх сечениях занесены в таблицу 2.1.
Таблица 2.1- Параметры профиля турбины в трёх сечениях.
КорневоесреднеепериферийноеХорда b, м0,03010,03010,0301Макс. толщина профиля, м0,0050,00390,00274
Таблица 2.1 - Параметры профиля турбины в трёх сечениях.(продолжение)
Макс. стрела прогиба ср. линии, м0,0100,0080,007Угол установки профиля, рад1,16691,0190,7976
9. плотность конструкционного материала лопаток (ЖС - 6К)
Определение интенсивности нагрузки от газовых сил
Газовые силы, действующие на единицу длины рабочей лопатки (интенсивность нагрузки), находим по формулам:
в окружном направлении (для среднего сечения):
;
в осевом направлении (в корневом сечении):
;
в осевом направлении (в периферийном сечении):
Расчёт на прочность пера рабочей лопатки
Вычисления выполняем с помощью программы statlop.exe.
Результаты расчёта сведены в таблицу 2.2. графики распределения суммарных напряжений и коэффициента запаса прочности по длине пера лопатки представлены на рисунок 2.3. и 2.4.
Таблица 2.2 - Расчет на прочность пера рабочей лопатки турбины
РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ПЕРА
РАБОЧЕЙ ЛОПАТКИ КОМПРЕССОРА (ТУРБИНЫ)
-------------------------------------------------------------------------------
ВЫПОЛНИЛ(А) : GORBENKO
УЗЕЛ ДВИГАТЕЛЯ: турбина МАТЕРИАЛ: gs6k
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:= 2.000000 CL= 4.600000E-02 RK= 2.790000E-01 RP= 3.250000E-01
VP= 3.000000E-07 UPP= 0.000000E+00 APP= 0.000000E+00= 14619.000000 AA= 0.000000E+00 AU= 0.000000E+00 PU= 6263.000000= 7602.000000 PAP= 8855.000000 RO= 8250.000000= 3.010000E-02 3.010000E-02 3.010000E-02= 5.000000E-03 3.900000E-03 2.740000E-03= 1.000000E-02 8.000000E-03 7.000000E-03= 1.166900 1.019000 7.976000E-01
SPT= 950.000000 940.000000 920.000000 860.000000
.000000 860.000000 860.000000 860.000000
.000000 860.000000 860.000000
Результаты расчета на прочноcть пера лопаткиX F Jmin Spakt SизгA SизгB SизгCm^2 m^4 МПа МПа МПа МПа
1 .00000 .104E-03 .771E-09 225.579 109.331 76.528 -57.638
.00460 .100E-03 .616E-09 209.738 99.647 72.575 -53.975
.00920 .954E-04 .541E-09 193.694 86.750 65.237 -47.437
.01380 .908E-04 .480E-09 177.093 73.075 56.658 -40.184
.01840 .861E-04 .428E-09 159.800 59.148 47.231 -32.614
.02300 .814E-04 .381E-09 141.693 45.378 37.280 -25.019
.02760 .766E-04 .338E-09 122.638 32.209 27.196 -17.705
.03220 .718E-04 .298E-09 102.475 20.196 17.508 -11.030
.03680 .669E-04 .261E-09 81.001 10.071 8.954 -5.442
.04140 .620E-04 .225E-09 57.954 2.848 2.594 -1.515
.04600 .572E-04 .191E-09 32.984 .000 .000 .000SсумA SсумB SсумC Ka Kb Kc
[МПa] [МПa] [МПa]
334.910 302.107 26.073 2.837 3.145 5.657
309.385 282.313 155.763 3.038 3.330 6.035
280.444 258.931 146.257 3.281 3.553 6.290
250.168 233.752 136.910 3.438 3.679 6.282
218.948 207.032 127.187 3.928 4.154 6.762
187.071 178.973 116.674 4.597 4.805 7.371
154.847 149.834 104.933 5.554 5.740 8.196
122.671 119.982 91.445 7.011 7.168 9.405
91.072 89.955 75.559 9.443 9.560 11.382
60.803 60.549 56.439 14.144 14.203 15.238
32.984 32.984 32.984 26.073 26.073 26.073
ВЫВОД
Так как минимальный запас прочности лопатки (у корня) превышает допустимый (2,837>1,3), то условие запаса статической прочности выполняется, что доказывает соответствие нормам прочности.
2.