У перерізі 1 (кореневе переріз)

Мал. 4.5.2. Трикутники швидкостей та робоча лопатка

у перерізі 2 (середньо-кореневе переріз).

Мал. 4.5.3. Трикутники швидкостей та робоча лопатка

у перерізі 3 (середній переріз).

Мал. 4.5.4. Трикутники швидкостей та робоча лопатка

у перерізі 4 (середньо-периферійний переріз).

Мал. 4.5.5. Трикутники швидкостей та робоча лопатка

у перерізі 5 (периферійний переріз).

Параметри спрофільованої робочої лопатки запишемо в табл. 4.5.3. Характер змін величин висотою лопатки проілюструємо з допомогою графіків (див. рис. 4.5.6 – 4.5.7).

макс товщина профілю

площа плоского перерізу

5. Розрахунки на міцність.

5.1. Розрахунок на міцність робочої лопатки другого ступеня вільної турбіни.

Лопатки піддаються дії відцентрової сили власної маси і маси бандажу, а також тиск газу, що протікає через лопаткові канали.

Профільна частина лопатки повинна бути розрахована на розрив під дією вищезгаданої відцентрової сили і на вигин як тиском газу, так і відцентровою силою, якщо радіус, проведений через точку її застосування, не проходить через центр тяжкості поперечного перерізу, що розраховується.

Напруженнями кручення, які можуть виникнути в лопатці, знехтуємо.

На ті ж зусилля, що і профільна частина повинен бути розрахований хвіст лопатки, причому в залежності від конструкції хвоста в ньому можуть з'явитися, крім розтягуючих і згинальних напруг, також напруги зрізу і зминання.

Бандаж лопаток розраховується на вигин відцентровою силою власної маси та відрив його від лопатки.

Повинна бути перевірена частота власних коливань облапачування, щоб уникнути резонансу з вимушеними коливаннями лопаток і оцінити напруги, що виникають у лопатках при вібрації.

5.1.1. Розрахунок профільної частини лопатки на розтяг та вигин.

Відповідно до результатів профілювання (див. разд. 4.5) робоча лопатка має змінну за висотою площу перерізу. Для розрахунку такої лопатки скористаємося методикою, наведеною на стор. 35 [7].

Відповідно до [7] відцентрова сила профільної частини лопатки:

,

де

- щільність матеріалу лопатки;- кутова швидкість обертання;

- довжина лопатки;

- площа поперечного перерізу на довільному радіусі ();- величина радіуса до кореневого перерізу;- координата, що відраховується від кореневого перерізу в радіальному напрямку.

Напруга, викликана відцентровою силою власної маси лопатки змінного профілю в будь-якому перерізі на відстані від кореня, дорівнює:

.

Значення площ на відповідних радіусах отримані у п'яти перерізах під час профілювання лопатки. Припустимо, характер зміни площі поперечного перерізу між відомими площами підпорядковується лінійному закону. Так, наприклад, для перерізу 1а, який рівновіддалений у радіальному напрямку від перерізів 1 і 2, площа обчислюється за формулою:

.

Результати розрахунку представлені у табл. 5.1.1.

---