Пакетирование лопаток и установка проволочных связей

Собственные колебания пакетов лопаток рассмотрены в разд. 2.2.

При пакетировании рабочих лопаток вершины нескольких лопаток,

входящих в состав пакета скрепляют бандажной лентой. Лента имеет про-

сечки и надевается на шипы верхней части лопаток, затем шипы расклё-пываются, фиксируя ленту. Пакеты могут содержать от двух до двадцати лопаток и более. Количество лопаток в пакете обусловлено обеспечением максимальной вибрационной надёжности.

Пакетирование повышает вибрационную надёжность за счёт: 1) огра-ничения перемещений концов лопаток; 2) формы и частоты свободных колебаний колебаний отдельных лопаток в ступени взаимосвязанными; 3) в пакете нарушается синфазность воздействия возмущающих сил на каждую лопатку, что препятствует развитию резонансных колебаний как отдельных лопаток, так и их пакетов. Как следует из разд. 2.3.1 газодина-мические возмущения, действующие на венец рабочих лопаток имеют ло-кальный характер и бандажная связь перераспределяет эти усилия равно-мерно между всеми лопатками пакета. В результате распределяющего дей-ствия бандажа возмущающее усилие, на отдельную лопатку в пакете, будет меньше, чем при изолированном расположении лопатки. Отношение

максимальных сил для этих двух случаев и представляет собой т.н. пакетный множитель, который определяется зависимостью

где z_р – количество рабочих лопаток в венце; m_л – количество рабочих лопаток пакете; k – резонирующая кратность возмущающих сил (кратность резонанса).

Пакетный множитель изменяется в пределах и показывает какую долю от динамических напряжений в одиночной лопатке составля-ют динамические напряжения в лопатке, находящейся в составе пакета. Желательно иметь его значение, равное нулю, так как при этом возмущаю-щая сила на лопатку в условиях резонанса будет нулевой и ссответствую-щие резонансные колебания не возникнут.

Суммарное усилие, действующее на пакет из m_л лопаток, будет рав-ным нулю, если на протяжении одного пакета располагается целое число

волн гармоник возмущающих сил. Вследствие фактического разброса соб-

ственных частот колебаний пакетов, расположенных на одном венце, крат-

ность резонанса, рассчитанная как k = f_дин/n также различна для пакетов в

данном венце, а значит и значения пакетных множителей (при любом выб-ранном количестве лопаток в пакете) для разных пакетов не будут совпа-дать. Число лопаток в пакете выбирают по значению кратности k для паке-

та со средним значением собственной частоты. «Настройка» пакетного множителя относится только к конкретной кратности возмущающей силы.

Следует отметить, что пакетирование является эффективной мерой для снижения динамических напряжений в лопатках только при синхрон-но-синфазных колебаниях пакетов, соответствующих формам А₀, А₁, …,

однако оно существенно меньше снижает возмущающие силы для внутри-

пакетных форм типа В₀, В₁, …, и при изгибно-крутильных колебаниях; в

эти случаях принимают χ = 1, т.е. эффект пакетирования не учитывается.

При внутрипакетных колебаниях типа В бандаж пакета почти непо-движен, а сечения лопаток, расположенные на одинаковых радиусах,

колеблются а разных фазах (см. рис.2.12, а). Поэтому для устранения форм колебаний типа В, для относительно длинных лопаток, используют про-шивку венца лопаток проволочными связями в зонах максимальных амп-литуд форм колебаний (см. рис.2.12, б). Таким образом, становятся невоз-можными, признанные опасными, колебания типа В₀, а собственная часто-та типа А₀ увеличивается. При этом, если проволока свободно проходит

сквозь отверстия, выполненные в профильных частях лопаток венца (не припаивается к лопаткам), то она совмещает функции пакетной связи и демпфера вследствие наличия трения, которое в существенной степени обеспечивается действием центробежных сил на связь. Проволочные связи устанавливаются в один или два ряда. Следует иметь ввиду, что их нали-чие в проточной части снижает внутренний КПД ступеней.

Рис. 2.12 Внутрипакетная форма колебаний типа В₀ (а) и её устранение проволочной связью (б).

Дата добавления: 2015-08-05