4. Расчет элементов турбины на прочность

4.1. Расчет на прочность ленточного бандажа рабочих лопаток рс

 = 7 мм;

Материал бандажа: хромистая нержавеющая сталь 15Х11МФ

Радиус бандажа:

.

Ширина бандажа:

.

Постоянная:

.

,

Шаг:

.

Центробежная сила от бандажа:

4.2. Расчет рабочих лопаток регулирующей ступени на изгиб и растяжение при режиме первого полностью открытого клапана

Веерность рабочей ступени - следовательно, лопатка выполняется постоянного профиля.

Центробежная сила массы всей лопатки: ;

где: .

Масштабный коэффициент:

.

- из атласа профилей

Площадь лопатки с учетом масштабного коэффициента:

Центробежная сила от бандажа:

Напряжения растяжения в корне лопатки:

.

Лопатка выполнена из стали 15Х11МФ.

Расчет лопаток на изгиб от парового усилия.

Паровое усилие Р раскладывается на окружную и осевую составляющие:

Из предыдущих расчетов:

G = 90,39 кг/с; ; z_л =128; P₁ = 5,8 МПа;

Р₂ = 5,71 МПа; t_cp = 25,35 мм; l_л =31,123 мм.

Производим пересчёт скоростей пара:

м/с

м/с

м/с

м/с

Окружное и осевое усилие будут:

В проекциях на оси X,Y:

Изгибающие моменты в опасном корневом сечении:

Момент сопротивления изгибу в характерных точках (из атласа профилей):

Хорда и площадь сечения профиля Р-2617А: b_т = 25,7 мм, f_т = 2,07 см².

Момент сопротивления изгибу в характерных точках с учетом масштабного коэффициента:

Напряжения в характерных точках профиля:

Напряжения изгиба на входной кромке:

Напряжения изгиба на выходной кромке:

4.3. Расчет рабочих лопаток 1-ой не регулирующей ступени на изгиб и растяжение при режиме максимального пропуска пара.

Веерность рабочей ступени - следовательно, лопатка выполняется постоянного профиля.

Центробежная сила массы всей лопатки: ;

где: .

Масштабный коэффициент: .

Площадь лопатки с учетом масштабного коэффициента:

Центробежная сила от бандажа (из предыдущих расчетов):

Радиус бандажа: .

Ширина бандажа: .

Площадь сечения бандажа:

Шаг: .

Напряжения растяжения в корне лопатки:

.

Лопатка выполнена из стали 15Х11МФ.

Расчет лопаток на изгиб от парового усилия.

Паровое усилие Р раскладывается на составляющие:

Из предыдущих расчетов:

G = 164,175 кг/с; ; z_л =205; P₁ =8,91 МПа;

Р₂ = 8,77 МПа; t_cp = 14,61 мм; l_л =33,295 мм.

Производим пересчёт скоростей пара:

м/с

м/с

м/с

м/с

Окружное и осевое усилие будут:

В проекциях на оси X,Y:

Изгибающие моменты в опасном корневом сечении:

Момент сопротивления изгибу в характерных точках (из атласа профилей):

Напряжения в характерных точках профиля:

Напряжения изгиба на входной кромке:

Напряжения изгиба на выходной кромке:

По полученным значениям строим эпюру напряжений в корневом сечении.

4.4. Ориентировочный расчет первой критической частоты вращения ротора

Для двухопорного ротора переменного сечения с максимальным диаметром в середине пролета для определения первой критической частоты вращения можно воспользоваться формулой В.В.Звягинцева:

где D =490 мм – максимальный диаметр вала;

L = 4630 мм – расстояние между опорами;

 = 7,810³ кг/м³ – плотность материала ротора (сталь 20X3ВМФ) .

G – сила веса ротора;

=100 мм;

.