Прочность элементов соединения лопатка-диск

При проектировании соединения выбираемые конструк­тивные размеры хвостовиков лопаток и пазов в дисках должны удовлетворять требованиям прочности. С этой целью опреде­ляется напряженное состояние элементов соединения, которое зависит от конструкции и действующих сил.

Основные типы соединений – "ласточкин хвост", шарнирное соединение, "елочка". Для лопаток компрессора характерны первые два типа соединений, для лопаток турбин – "елочка".

6.1 Расчет соединения типа "ласточкин хвост"

Усилия, действующие на соединение лопатка-диск, определяются центробежными силами лопатки и газовыми силами (изгибающими моментами в корневом сечении).

Расчетные нагрузки зависят от конструктивного исполнения хвостовика лопатки и паза диска, в т.ч. и от углов:

-расположения паза ψ;

-наклона паза θ;

- наклона контактных поверхностей α;

(рисунки 6.1, 6.2)

Рисунок 6.1

Центробежная сила лопатки P_jл, которая представляет собой сумму центробежных сил пера и хвостовика, раскладывается на две силы P₁ и Р₂ (рисунок 6.1). Последняя (Р₂) нагружает элемент, фик­сирующий лопатку от перемещения вдоль паза.

Основное усилие, нагружающее элементы соединения

P₁= P_{j л} * cosψ

m – m

Рисунок 6.2

Сила Р₁ в плоскости m-m, перпендикулярной пазу, уравновешивается усилиями N, действующими нормально к боковым контактным поверхностям соединения. Из условия равновесия

N=P₁ /2sinα

При расчете соединения типа “ласточкин хвост” определяют следующие напряжения:

1) напряжения смятия σ_см на поверхностях контакта лопатки с диском (F_см);

2) напряжения среза τ_ср по сечениям лопатки (F_ср) и диска

(дорисовать);

3)напряжения растяжения в основании межпазового выступа диска от ЦБ сил массы лопатки и выступа диска (F_р).

Дата добавления: 2014-01-11