Влияние силовой схемы

Масса конструкции во многом зависит от силовой схемы, т. е. от способа восприятия и замыкания главных действующих в конструкции нагрузок. Силовая схема рациональна, если силы замыкаются на корот­ком участке элементами, работающими предпочтительно на растяжение или сжатие. Целесообразно использовать имеющиеся элементы конструк­ции, так как введение специальных элементов увеличивает массу.

В двигателях внутреннего сгорания с отъемным блоком цилиндров восприятие сил от давления в цилиндре возможно тремя основными способами: по схеме несущих шпилек 5, притягивающих блок к картеру (рис. 63,в), по схеме несущих рубашек, притягиваемых к картеру шпильками 6(рис. 63,г), по схеме несущих цилиндров, притягиваемых к картеру гайками 7 (рис. 63, д).

По второй схеме силы давления воспринимаются литыми стенками рубашек, обладающими пониженной прочностью, что требует увеличения сечения стенок.

В третьей схеме усилия вспышки воспринимаются стойками стальных цилиндров. Так как стенки цилиндров по технологическим условиям нельзя выполнить тоньше определенного минимума, они, как правило, обладают резервом прочности против действия газовых сил. Следовательно, их можно нагружать затяжкой без дополнительного увеличения сечений. Это делает схему несущих цилиндров принципиально наиболее легкой.

Конструкция в сложнее остальных из-за стяжных шпилек, роль которых в других случаях выполняют неизбежные в конструкции двигателя эле­менты (в конструкции г – рубашка, в конструкции д –цилиндры).

На рис. 64 приведены примеры уравновешивания внутренних сил в меха­низмах. В центробежном ком­прессоре с открытой крыльчаткой (и) подшипники испытывают большое давление, действующее на спинку крыльчатки. В закрытой крыльчатке (к) эта сила уравновешивается действующим в обратном направлении давлением на крышечный диск. Полностью разгружена от осевых сил крыльчатка с двусторонним входом (л).

На рис. 65 показаны силовые схемы роторов турбин с наборными лопатками. Цельнокованый ротор 1 невыгоден по массе.

Несколько лучше конструкция 2 с облегчающими выборками по торцам. Барабанный пустотелый ротор 3 имеет малую массу, но недостаточно прочен и жесток против действия центробежных сил лопаток. В конструкциях 4-6 бара­бан усилен внутренними кольцевыми ребрами.

В наиболее прочных и легких дисковых конструкциях 7–12 центробежные силы лопаток воспринимаются дисками, работающими на растяжение. Диски соединяют затяжкой на центральном валу (роторы 7–9) или пери­ферийными болтами (ротор 10). В конструкции 7 диски затянуты на центральном валу по ступице, вследствие чего в них создаются неже­лательные напряжения изгиба. Этот недостаток устранен в конструкции 8, где диски затянуты по ободам. В конструкции 9 диски расположены между лопатками, что облегчает изготовление пазов и монтаж лопаток.

Сварные конструкции представлены в двух разновидностях. В роторе 11диски при сварке центрируют один относительно другого фальшивой оправкой, вводимой в центральные отверстия, которые ослабляют диски. В конструкции 12 диски фиксируются центральными шипами, что позво­ляет сделать их сплошными.

Дата добавления: 2014-12-26