Скручивающими моментами

Из опытов ЦКТИ известно, что скрепляющая проволока заметно снижает к. п. д. ступени. Поэтому в отдельных машинах применяются связи обтекаемого (каплевидного) сечения и наблюдается тенденция к полному отказу от скрепляющей проволоки, создающей сопротивление в проточной части. Так, на рис. 29 приведена последняя ступень турбины фирмы Сименс-Шуккерт, где удалось отстроиться от опасных колебаний без применения проволочных связей.

Аналогично для скрепляющей проволоки (см. рис. 59)

для скрепляющей проволоки, действие которой аналогично действию бандажа, Нб — 0,3 ч- 1,4.

Если лопатки связаны, кроме бандажа (или скрепляющей проволоки на периферии, влияние которой учитывается таким же образом), еще одним или несколькими рядами скрепляющей проволоки, то схема нагружения лопатки принимает вид, показанный на рис. 77 (для двух рядов проволоки). Для части лопатки от корня до первого ряда проволоки уравнение (54) принимает вид

При наличии скрепляющей проволоки в средней части лопаток (кроме бандажа на головках) колебания типа Во становятся невозможными, а частота колебаний типа Л0 повышается. Скрепляющая проволока изменяет также частоту колебаний типов AI, BI. Опасными считают обычно лишь три типа колебаний пакета: А0, В0 и А\.

Для бандажа и скрепляющей проволоки в современных советских турбинах применяется почти исключительно сталь 1X13.

Прогиб скрепляющей проволоки при колебаниях определяется по формуле, аналогичной указанной выше для лопатки:

где 2Гб — сумма кинетических энергий бандажа и скрепляющей проволоки.

Практический интерес представляют исследования ЛМЗ [39] по установлению влияния положения проволоки на частотах колебаний пакета типов АО, В0 и А\. На рис. 13 представлена зависимость поправочного коэффициента ijji от относительной длины лопатки постоянного сечения при заданных значениях kc и vc. Как видно из указанного рисунка, максимальное значение частоты получается при перемещении скрепляющей проволоки на высоте, равной (0,5-*-0,6)/. Ниже приведены результаты исследования автора о влиянии расположения проволоки по высоте для лопаток постоянного и переменного сечений на их декремент колебаний и пока-

2. Рассеяние энергии колебаний при различных положениях скрепляющей проволоки

До настоящего времени при разработке конструкций лопаток место установки скрепляющей проволоки диктуется соображениями, основанными на свойствах частотных характеристик пакетов [39]. Соответствующим расположением проволок можно ликвидировать внутри-пакетные тангенциальные колебания, в той или иной степени воздействовать на частоту колебаний пакета. Поскольку для длинных лопаток основную роль в рассеянии энергии колебаний играют связи [24], рациональный выбор .положения проволоки в пакете может существенно повысить его демпфирующую способность.

Кручением называется такой вид нагружения бруса, при котором в его поперечных сечениях возникает только один внутренний силовой фактор •— крутящий момент. Чтобы получить такой вид нагружения в простейшем случае:, брус необходимо нагрузить действующими в плоскостях, перпендикулярных его оси, и в противоположных направлениях двумя парами сил (2.40, а), моменты Mi и Mi которых называются внешними скручивающими моментами. Для упрощения дальнейшего изложения считаем, что алгебраическая сумма внешних моментов, приложенных к брусу,

На рис. 2.41, е результаты вычислений изображены в виде эпюры. На любом участке между сечениями бруса, нагруженными скручивающими моментами, крутящие моменты остаются постоянными. При переходе от одного участка к другому на эпюре возникают скачки, численно равные моментам внешних скручивающих пар.

Решение. 1. При передаче заданной мощности вал нагружен двумя скручивающими моментами, каждый из которых определяют по формуле (2.52): Mt— = Л12=Р/о>. Так как со=яп/30 и Р=5(Ы03 Вт, то

Рис. 51. Цилиндрическая оболочка, нагруженная скручивающими моментами

Цилиндрическая оболочка, нагруженная скручивающими моментами М (рис, 51).

сколькими парами сил (скручивающими моментами). При этом ал-, гебраическая сумма моментов этих пар (активных и реактивных) равна нулю.

Как известно из предыдущего (см. стр. 208), этот внутренний момент называют крутящим моментом и обозначают Mg или Мк. Для бруса, изображенного на рис. 277, очевидно, крутящий момент во всех поперечных сечениях одинаков. При нагружении бруса несколькими скручивающими моментами в различных поперечных сечениях возникают неодинаковые крутящие моменты. Обычно закон их изменения по длине бруса представляют в виде графика (диаграммы) — эпюры крутящих моментов. Построение этой эпюры аналогично построению эпюры продольных сил для растягиваемого или сжимаемого бруса (см. стр. 211). Для оп-

Рассмотрим характер деформации, вызываемой скручивающими моментами. Сечение CD повернется относительно сечения АВ вокруг оси z на некоторый угол ср, а образующая АС обратится в винтовую линию АС1 с очень большим шагом.

Брус испытывает кручение в тех случаях, когда в его поперечных сечениях возникает только один внутренний силовой фактор — крутящий момент. Это возможно лишь при условии, что нагрузка, действующая на брус, представляет собой пары сил, лежащие в плоскостях, перпендикулярных его продольной оси (рис. 2.60, а). Моменты этих пар сил называют скручивающими моментами и часто изображают так, как показано на рис. 2.60, б. Для валов различных машин скручивающие моменты равны вращающим, передаваемым насаженны-^ ми на вал деталями — зубча-

Рис. 51. Цилиндрическая оболочка, нагруженная скручивающими моментами

Цилиндрическая оболочка, нагруженная скручивающими моментами М (рис. 51).