Аксиальных уплотнений

Особенно важно соблюдать условия равнопрочности для дисковых деталей, вращающихся с большой частотой (роторов турбин, центробежных и аксиальных компрессоров). Центробежные силы, возникающие в таких Деталях, вызывают напряжения, возрастающие по направлению к ступице в результате суммирования ^центробежных сил кольцевых слоев металла по направлению от периферии к центру. Условие равнопрочностя в данном случае требует утонения диска к периферии. Эта мера уменьшает массу диска; удаление металла с периферии способствует снижению максимальных напряжений в ступице.

Сплавы типа АК применяют для ковки и штамповки деталей (шатунов быстроходных двигателей, дисков центробежных и аксиальных компрессоров и др.). Из жаропрочного сплава АК4 изготовляют поршни двигателей внутреннего сгорания и головки цилиндров двигателей воздушного охлаждения.

Сочетание прочности, легкости, термостабильности и коррозионной стойкости делает титановые сплавы превосходным конструкционным материалом, особенно когда конструкции работают в широком температурном диапазоне. В сверхзвуковой авиации, где вследствие аэродинамического нагрева температура оболочек достигает 500 —600°С, титановые сплавы используют для изготовления обшивок и силовых элементов. Благодаря малой плотности и хладостойкости ит широко применяют в космической технике. Из них изготовляют детали, подверженные высоким инерционным нагрузкам, в частности скоростные роторы, напряжения в которых прямо пропорциональны плотности материала. Температуро-стойкие титановые сплавы применяют для изготовления лопаток последних ступеней аксиальных компрессоров и паровых турбин. Высокая коррозионная стойкость при умеренных температурах обусловливает применение титановых сплавов в химической и пищевой промышленности.

При ограниченных осевых размерах болт устанавливают в концентричных втулках 2, 3 (см. рис. 236, в), из которых первая при затяжке' болта работает на сжатие, а вторая — на растяжение. Если сечения болта и втулок равны (с12 = ]Л/о + А\; с!3 = \/d$ + d\), то упругость системы повышается приблизительно в 3 раза по сравнению с упругостью собственно болта. Упругие элементы часто применяют для поглощения термических деформаций при установке на валу нескольких деталей, выполненных из сплавов с повышенным коэффициентом линейного расширения (например, роторов многоступенчатых аксиальных компрессоров). Для фиксации и затяжки таких деталей требуется значительная осевая сила. Поэтому упругие элементы в данном случае выполняют в виде набора многочисленных прочных и относительно жестких элементов (рис. 238), в сумме дающих необходимую упругость. Методика расчета упругих элементов приведена в разделе 10.

Дисковые детали, роторы. Термические напряжения играют значительную роль в прочности многооборотных роторов тепловых машин (турбин, центробежных и аксиальных компрессоров). Будучи подвержены разрывающим нагрузкам от центробежных сил, роторы вместе с тем испытывают термические напряжения, вызываемые неравномерной температурой тела ротора. Обычно температура выше у периферии ротора. Здесь возникают термические напряжения сжатия. У ступицы, т. е. там, где напряжения растяжения от центробежных сил имеют наибольшую величину, возникают термические напряжения растяжения. У насадных роторов к этому добавляются еще напряжения растяжения в сту- сжатие Растяжение пине из-за посадочного натяга. ' / ~

Особенно важно соблюдать условия равнопрочности для дисковых деталей, вращающихся с большой частотой (роторов турбин, центробежных и аксиальных компрессоров). Центробежные силы, возникающие в таких Деталях, вызывают напряжения, возрастающие по направлению к ступице в результате суммирования центробежных сил кольцевых слоев металла по направлению от периферии к центру. Условие равнопрочности в данном случае требует утонения диска к периферии. Эта мера уменьшает Массу диска; удаление металла с периферии способствует снижению максимальных напряжений в ступице.

Сплавы типа АК применяют для ковки и штамповки деталей (шатунов быстроходных двигателей, дисков центробежных и аксиальных компрессоров и др.). Из жаропрочного сплава АК4 изготовляют поршни двигателей внутреннего сгорания и головки цилиндров двигателей воздушного охлаждения. '

Сочетание прочности, легкости, термостабильности и коррозионной стойкости делает титановые сплавы превосходным конструкционным материалом, особенно'когда конструкции работают в широком температурном диапазоне. В сверхзвуковой авиации, где вследствие аэродинамического нагрева температура оболочек достигает 500—600°С, титановые сплавы используют для изготовления обшивок и силовых элементов. Благодаря малой плотности и хладостойкости их широко применяют в космической технике. Из них изготовляют детали, подверженные высоким инерционным нагрузкам, в частности скоростные роторы, напряжения в которых прямо пропорциональны плотности материала. Температуро-стойкие титановые сплавы применяют для изготовления лопаток последних ступеней аксиальных компрессоров и паровых турбин. Высокая коррозионная стойкость при умеренных температурах обусловливает применение титановых сплавов в химической и пищевой промышленности.

При ограниченных осевых размерах болт устанавливают в концентричных втулках 2, 3 (см. рис. 236, в), из которых первая при затяжке' болта •работает на сжатие, а вторая — на растяжение. Если сечения болта и втулок равны (d2 =]Л/о + А\; d3 = ydo + d%), то упругость системы повышается приблизительно в 3 раза по сравнению с упругостью собственно болта. Упругие элементы часто применяют для поглощения термических деформаций при установке на валу нескольких деталей, выполненных из сплавов с повышенным коэффициентом линейного расширения (например, роторов многоступенчатых аксиальных компрессоров). Для фиксации и затяжки таких деталей требуется значительная осевая сила. Поэтому упругие элементы в данном случае выполняют в виде набора многочисленных прочных и относительно жестких элементов (рис. 238), в сумме дающих необходимую упругость. Методика расчета упругих элементов приведена в разделе 10.

Дисковые детали, роторы. Термические напряжения играют значительную роль в прочности многооборотных роторов тепловых машин, (турбин, центробежных и аксиальных компрессоров). Будучи подвержены разрывающим нагрузкам от центробежных сил, роторы вместе с тем испытывают термические напряжения, вызываемые неравномерной температурой тела ротора. Обычно температура выше у периферии ротора. Здесь возникают термические напряжения сжатия. У ступицы, т. е. там, где напряжения растяжения от центробежных сил имеют наибольшую величину, возникают термические напряжения растяжения. У насадных роторов к этому добавляются еще напряжения растяжения в сту- сжатие Растяжение пице из-за посадочного натяга.

Из ДСП изготавливают лопасти вентиляторов, воздушных винтов, лопатки первых ступеней аксиальных компрессоров, а также подшипники, выдерживающие большие нагрузки при умеренных и средних окружных скоростях.

В верхней части ротора имеется фланец (рис.18, а), который к обшивке ротора не приваривают, а приваривают только к лопаткам аксиальных уплотнений. Фланец ротора в нижней части образуется ребрами съемных крышек, которые крепятся к радиальным перегородкам пригнанными болтами.

Корпус РВП является плотносварной конструкцией, которая охватывает ротор и состоит из кожуха (обшивки) двух порталов, верхней крышки и нижней крышки. Кожух состоит из подвальцованных листов, приваренных к уголкам — стойкам, установленным между верхней и нижней крышками (рис.21). С крышками корпус соединяется при помощи сварки. Порталы являются несущими рамами из сваренных двутавров и воспринимают основную часть нагрузки от верхней части РВП. В проемах порталов размещаются плиты аксиальных уплотнений. Порталы закрываются крышками, на которых устанавливаются точки для наблюдения за максимальным уплотнением и через

В режимах быстрого изменения температуры ротора установленное расчетное расстояние между плитами может увеличиться за счет срабатывания амортизационного электрораспорного устройства (рис.25) так, что заклинивание ротора исключено и в этом случае. При возвращении ротора в исходное положение плиты возвращаются в то же исходное положение в помощью электрораспорного устройства. С воздушной стороны с плитами соприкасаются гибкие уплотняющие пластины, установленные в два слоя по всей линии плит. С газовой стороны уплотняющие пластины отсутствуют. • Для механического отвода плит радиальных и аксиальных уплотнений предусмотрено электрораспорное устройство. Это устройство имеет эксцентриковый вал, на котором закреплена рычажная система плит и электромеханический привод, вращающий вал с малым числом оборотов. Поворотом эксцентрикового вала на половину оборота можно отвести плиты от ротора на 20—28 мм.

монтаж боковой обшивки ротора, кожуха и аксиальных уплотнений;

следует собирать целиком, при этом в блоки крышек включают патрубки в сборе, периферийные уплотнения и другие детали. Верхняя крышка монтируется после установки корпуса, пакетов поверхностей нагрева и аксиальных уплотнений, при этом проверяют соосность крышек с ротором, после чего ее закрепляют к щитам корпуса.

Монтаж боковой обшивки ротора (рис.43) выполняют после механической обработки фланцев ротора. К ребрам ротора приваривают угольники, выставленные заподлицо с боковой поверхностью верхнего и нижнего фланцев. Затем к верхнему и среднему фланцам и угольникам приваривают по всему периметру кромку обшивочного листа. После этого монтируют все секции обшивки и установку полос аксиальных уплотнений.

После контрольной сборки уплотнения вместе с крышками поступают на монтаж. Полосы радиальных уплотнений устанавливают заподлицо с уплотнительными поверхностями фланцев и ступицы ротора, образуя с ними одну горизонтальную плоскость. Полосы аксиальных уплотнений устанавливаются заподлицо с фланцами ротора в одной образующей плоскости.

монтаж боковой обшивки ротора, крышек корпуса и кожуха, аксиальных уплотнений;

Проверить, чтобы пружинные уплотнительные листы вплотную подходили к плитам радиальных и аксиальных уплотнений с незначительным натягом.

прошприцевать все шарнирные соединения радиальных и аксиальных уплотнений, а также электротранспортного устройства;

возможность подвода плит радиальных и аксиальных уплотнений к вращающемуся ротору;