2.5 Радиальный зазор пятой лопатки

Расчет производится для зазора последней лопатки, в данном случае для пятой.

17. Упругая деформация диска

- наружный радиус обода диска берется c чертёжа компрессора в масштабе 1:1

- модуль упругости диска.

- коэффициент Пуассона.

(2.21)

2. Тепловое расширение диска

- температура воздуха.

- коэффициент линейного расширения.

(2.22)

3. Упругая вытяжка лопатки

- длина лопатки берется c чертёжа компрессора в масштабе 1:1

- модуль упругости лопатки.

(2.23)

4. Тепловое удлинение лопатки

- температура воздуха.

- коэффициент линейного расширения

(2.24)

5. Тепловое расширение корпуса турбокомпрессора

- радиус корпуса статора берется c чертёжа компрессора в масштабе 1:1

- коэффициент линейного расширения.

(2.25)

6. Упругое расширение статора, связанное с силовым воздействием рабочего тела на внутреннюю часть корпуса статора

- давление на входе, задается самостоятельно.

- толщина корпуса берется c чертёжа компрессора в масштабе 1:1

- модуль упругости корпуса.

(2.26)

7. Радиальный зазор в подшипниках

Примем:

17. Радиальный ход в демпферах

Примем:

Вычислим суммарное изменение радиального зазора у первой лопатки:

(2.27)

Тогда монтажный зазор равен:

(2.28)

Определим номинальные размеры валов:

(2.29)

Определим предельные отклонения диаметров:

(2.30)

Предельные размеры диаметров:

(2.31)

Минимальный и максимальный монтажный зазор:

(2.32)

2.6 Определение зазоров в промежуточных сечениях

Будем считать, что изменение максимального и минимального зазора по ступеням носит линейный характер.

Построим график изменения радиальных зазоров по вычисленным значениям радиальных зазоров для первой и пятой ступеней компрессора. Откладываем максимальные и минимальные значения зазоров по оси ординат. (Рис. 2.2)

Первая ступень:

Пятая ступень:

Рис.2.2. Изменение радиальных зазоров по ступеням

По графику определим радиальный зазор в ступенях 2,3 и 4,:

Вторая ступень:

Третья ступень:

Четвёртая ступень:

Для этого необходимо провести перпендикуляры от соответствующих ступеней компрессора на линейные зависимости и узнать числовое значение максимального и минимального радиального зазора для данной ступени.

2.7 Расчет непробиваемости корпуса

Для того чтобы выполнялось условие непробиваемости корпуса необходимо, чтобы кинетическая энергия оторвавшейся лопатки была меньше потенциальной энергии корпуса, то есть:

(2.33)

Расчёт проведём для первой лопатки, так как она наиболее массивная в КВД.

1. Оценим массу лопатки:

По чертежу определим её размеры:

Выбираем материал лопатки и определяем плотность .

Тогда:

(2.34)

2. Радиус центра тяжести лопатки определяется по чертежу: .

3. Угловая скорость вращения ротора КВД задается исходя из вида двигателя _вмостоятельно .

(2.35)

4. Кинетическая энергия лопатки:

(2.36)

5. Задаем параметры для корпуса, его предел прочности в зависимости от выбранного материала для корпуса :

Эмпирические коэффициенты:

Предел сопротивления срезу при ударе:

(2.37)

6. Периметр площадки соударения лопатки с корпусом:

Определяем ширину лопатки в верхней части и толщину корпуса (рис. 2.3)

Периметр:

(2.38)

7. Потенциальная энергия корпуса:

(2.39)

Сравниваем полученные значения, если W > E_k, то отсюда следует, что условие непробиваемости корпуса выполняется, если условие не выполняется, то условие непробиваемости корпуса не выполняется и необходимо ввести изменения в выбранных материалах для корпуса и лопатки компрессора.

Рис. 2.3. Геометрические параметры лопатки

Расчет осевых зазоров на примере двигателя М-53 представлен в приложении 4.