Напряжения в лопатках при воздействии центробежных сил

Для лопатки с постоянным по высоте профилем (F_(x) = const) наиболь-шее растягивающее усилие действует в корневом сечении и определяется

по формуле

(н); (1.1)

где ℓ_л – высота пера лопатки, м;

F_р – площадь профиля, м²;

ρ_m – плотность материала лопатки, кг/м³;

ω = 2π·n – угловая скорость вращения ротора, 1/с;

u = r_ср·ω – окружная скорость на среднем радиусе, м/с;

r_ср = D_ср/2 – средний радиус облопатывания, м;

θ = D_ср/ℓ_л – обратная веерность венца рабочих лопаток.

Напряжение материала лопатки в корневом сечении составит

, н/м². (1.2)

Поскольку для стальных лопаток ρ_m ≈ 7750 кг/м³, то можно записать

, н/м². (1.3)

Распределение напряжений по высоте лопаток в этом случае при

θ = 3 (длинная лопатка) представлено на рис.1.3.

При наличии бандажа и проволочных связей необходимо учитывать дополнительные усилия, действующие на корневую часть от центробеж-ных сил, создаваемых этими конструкциями, т.е. C_б и C_пр, тогда напряже-ния в корневом сечении составят

, н/м². (1.4)

Величины C_б и C_пр выражаются зависимостями

;

,

где ρ_б и ρ_пр – плотности материала связей (соответственно бандажа и про-волоки); f_б и f_пр – площади поперечного сечения связей; t_б и t_пр – шаги по окружности связей; r_б и r_пр – радиусы центров поперечных сечений связей.

В хвостовиках лопаток различных конструкций центробежные силы вызывают напряжения растяжения, среза и смятия.

Дата добавления: 2015-08-05