Каскад высокого давления приводного газотурбинного двигателя
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
Таблица исходных данных на соответствующих радиусах:
Таблица 2.2
Номер сеченияR, м b, мt,0CE/105, МПА/106, 1/0Сдл, МПА10,020,0366881,441,979020,0290,0366901,441,9579030,0370,0366931,4352,0177540,0520,0366981,4282,176850,0620,0367031,4252,1575460,0740,0367091,422,1974170,0890,0337191,4162,2572780,1070,037331,412,3712 90,1280,0277531,42,32688 100,1540,0247831,332,35656 11 0,1850,0188261,312,4618 120,2220,018871,32,5582
Напряжение ?Rл от центробежных сил лопаток и замковой части обода может быть определено для случая, когда лопатки и диск изготовлены из материала с одинаковой плотностью, по формуле:
где z - число лопаток на ободе диска;
?рк - напряжение в корневом сечении лопатки от растяжения центробежными силами;К - площадь корневого сечения лопатки;
? - плотность материла диска и лопатки;- площадь радиального сечения разрезной части обода диска;f - радиус центра тяжести площади f;K - наружный радиус неразрезного обода диска;К - ширина обода диска на радиусе RK.
Ниже приведены результаты расчета диска на ЭВМ (см. табл.2.3).
Таблица 2.3
РАCЧЕТ НА ПРОЧНОCТЬ ДИCКОВ КОМПРЕССОРОВ И ТУРБИН
*************************************************************
ВЫПОЛНИЛ(А) : Муженский А.В.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:= 0 DT= 1
Частота вращения = 13340.7 об/мин
Количество расчетных сечений = 12
Количество скачков на контуре = 0
Контурная нагрузка = 111.300 МПа= 1 BZ= 0 NZ= 1 QZ= 0
Коэффициент Пуассона = .30( 1)= .0200 R( 2)= .0290 R( 3)= .0370 R( 4)= .0520
R( 5)= .0620 R( 6)= .0740 R( 7)= .0890 R( 8)= .1070( 9)= .1280 R(10)= .1540 R(11)= .1850 R(12)= .2220( 1)= .0360 B( 2)= .0360 B( 3)= .0360 B( 4)= .0360
B( 5)= .0360 B( 6)= .0360 B( 7)= .0330 B( 8)= .0300( 9)= .0270 B(10)= .0240 B(11)= .0180 B(12)= .0100
Плотность материала = 8200.00
T( 1)= 688.0 T( 2)= 690.0 T( 3)= 693.0 T( 4)= 698.0( 5)= 703.0 T( 6)= 709.0 T( 7)= 719.0 T( 8)= 733.0( 9)= 753.0 T(10)= 783.0 T(11)= 826.0 T(12)= 887.0( 1)= 144000.0 E( 2)= 144000.0 E( 3)= 143500.0 E( 4)= 142800.0( 5)= 142500.0 E( 6)= 142000.0 E( 7)= 141600.0 E( 8)= 141000.0( 9)= 140000.0 E(10)= 133000.0 E(11)= 131000.0 E(12)= 130000.0(K)= 1.900000E-05 1.950000E-05 2.010000E-05 2.100000E-05
.150000E-05 2.190000E-05 2.250000E-05 2.300000E-05
.320000E-05 2.350000E-05 2.400000E-05 2.500000E-05( 1 )= 790.0 SDL( 2 )= 790.0 SDL( 3 )= 775.0( 4 )= 768.0 SDL( 5 )= 754.0 SDL( 6 )= 741.0( 7 )= 727.0 SDL( 8 )= 712.0 SDL( 9 )= 688.0
SDL(10 )= 656.0 SDL(11 )= 618.0 SDL(12 )= 582.0
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА:
I R(I),M B(I),M SR,МПА ST,МПА SEK,МПА ZAP
1 .0200 .0360 565.35 565.35 565.35 1.4
.0290 .0360 561.66 509.09 537.31 1.5
.0370 .0360 542.74 452.91 503.87 1.5
.0520 .0360 495.16 380.25 448.87 1.7
.0620 .0360 463.53 333.88 414.21 1.8
.0740 .0360 424.79 295.50 377.15 2.0
.0890 .0330 413.54 233.50 359.13 2.0
.1070 .0300 385.22 175.58 334.04 2.1
.1280 .0270 341.33 129.68 298.43 2.3
.1540 .0240 274.95 37.23 258.36 2.5
.1850 .0180 207.96 -107.88 278.07 2.2
.2220 .0100 111.30 -360.27 426.94 1.4
Рис.2.4 Изменение напряжений по сечениям
Рис.2.5 Изменение запасов прочности по сечениям
Из графиков видно, что значения запасов прочности по сечениям диска удовлетворяют нормам прочности, по которым запас прочности должен быть не менее 1,3….1,5. В нашем случае минимальный запас прочности 1,4 , а максимальный - 2,5, что обеспечивает безопасную работу диска, турбины и двигателя в целом.
.3 Выводы
Результатом выполнения конструкторской части данной работы является составление краткого технического описания узлов ГТД и расчет на прочность наиболее нагруженных деталей узла (диск РК первой ступени турбины, лопатка РК первой ступени турбины).
Из результатов расчета на прочность лопатки рабочего колеса турбины видно, что запас прочности лопатки в самом напряженном месте соответствует требованиям (для рабочих лопаток турбины K - не менее 1,5) K = 1,995.
Из результатов расчета на прочность диска турбины видно, что значения запасов прочности по сечениям диска удовлетворяют нормам прочности, по которым запас прочности должен быть не менее 1,3….1,5. В нашем случае минимальный запас прочности 1,4 , а максимальный - 2,5, что обеспечивает надежную работу диска, турбины и двигателя в целом. Ресурс данной установки составляет 2000 часов.
турбокомпрессор термогазодинамический расчет двигатель
3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
3.1 Анализ рабочего чертежа детали
3.1.1Назначение детали, условия работы
Для поддержания вращающихся деталей и для передачи вращающего момента от одной детали к другой (в осевом направлении) в конструкциях используют валы, устанавливаемые в подшипниковых опорах. Валы относятся к числу наиболее ответственных деталей машин. Существенное нарушение формы вала из-за высокой радиальной податливости или колебаний, а тем более разрушение вала влечёт за собой выход из строя всей конструкции. Поэтому к валам предъявляют высокие требования по точности изготовления, прочности, жёсткости, устойчивости и колебаниям.
Конструктивная форма зависит от нагрузок на вал и способа соединения вала с насаживаемыми деталями. При больших вращающих моментах и повышенных требованиях к центрированию валы соединяют с насаживаемыми деталями с помощью шлицевых соединений. При средних значениях вращающего момента и менее высоких требованиях к точности центрирования для посадки на валах деталей применяют шпоночные соединения.
Технические условия на изготовление валов зависят от требований к конструкции. Обработку валов производят обычно в центрах.
Шестерня предназначена для передачи вращательного движения от вала авиадвигателя к валу агрегата. Вал-шестерня является одной из основных деталей редуктора, служит для передачи большого крутящего момента, понижения скорости вращения промежуточного или выходного вала.
С точки зрения жесткости и прочности форма детали и соотношение размеров элементов достаточно рациональны.
Зубья детали работают в тяжелых условиях, под действием ударных и знакопеременных нагрузок, поэтому материал детали должен быть достаточно прочным, иметь пластическую, вязкую сердцевину и поверхностную твердость. Для достижения п