БАНДАЖИРОВАННЫЕ ЛОПАТКИ

С целью повышения вибрационной прочности и уменьшения газодинамических потерь лопатки газовых турбин делают иногда с бандажными полками (рис. 33). Полка создает дополнительную центробежную нагрузку

где — объем полки; — радиус расположения полки.

Напряжения в пере бандажированной лопатки

Полку рассчитывают на нзгнб от центробежных сил как консольную балку переменного сечения, заделанную в сечении, прнмыкаюшем к перу. Изгибающий момент в сеченни х (рис. 34)

или

Рис. 33. Лопатки с бандажными полками

Рис. 34. Иэгиб бандажной полки центробежными силами

где

Напряжения нзгнба

где

Во избежание перегрузки периферийных сечений полку следует хорошо центрировать относительно пера лопаткн, а переход полки в перо делать плавным.

Бандажнрованные лопаткн обычно ставят на колесо с некоторым натягом. Если — жесткость бандажной полкн на сжатие (включая смятие по контактным поверхностям), а — жесткость лопаткн на кручение, то из рис. 35 следует, что для ступени с бандажнрованнымн лопатками в собранном состоянии должны удовлетворяться следующие соотношечня:

где — шаг лопаток на радиусе расположения полок; и — расстояния между контактными поверхностями соответственно до и после сборки; — угол наклона контактных поверхностей к окружному направлению до и после сборки, Р — сила контактного давления между бандажными полками.

Если задана геометрия полкн в собранном состоянии и выбрана сила Р, то по формулам (130) определяют значения для отдельной лопаткн:

Рис. 35. К расчету натяга по бандажным полкам

Если известны размеры и форма полкн отдельной лопатки то, считая угол упругой закрутки лопаткн при сборке малой величиной, т. е.

получаем третьего уравнения (130)

откуда

Тогда, подставив в первое уравнение (130) значения и получим

откуда приближенно

Жесткость полкн на сжатие обычно гораздо больше, чем жесткость лопаткн на крученне так что первым членом в знаменателе формулы (132) можно пренебрегать.

Значение угла можно найтн как по формуле (131) через Р, так и

непосредственно по приближенной формуле

Величину находят по формулам.

для незакрученной лопаткн

для закрученной лопатки

Мерой натяга по бандажным полкам служит контактное давление

где — площадь поверхности контакта. Обычноаконт — .

Иногда натяг характеризуют величинами или которые могут достигать значений мм и являются показательными лишь при сопоставлении однотипных лопаток

В рабочих условиях натяг по бандажным полкам меняется, так как меняются все параметры, влияющие согласно формуле (132) на силу Р.

Шаг увеличивается из-за нагрева диска и лопаток и гчстяження их центробежными силами. Изменение шага связано с радиальным перемещением диска на наружном радиусе и (см. с. 317) и с удлинением пера лопатки (см. с. 273) формулой

Размер полки увеличивается из-за ее нагрева на величину

где — изменение температуры полки.

Угол увеличивается (по абсолютной величине) из-за раскрутки пера лопатки в поле центробежных (см. с. 294) на величину

Жесткости уменьшаются пропорционально изменению модуля упругости материала лопаткн с повышением температуры.

Увеличение шага и уменьшение жесткостей снижает натяг, увеличение размера полки и раскрутка пера лопатки при положении контактных площадок для турбин правого и левого вращения, показанном на рис. 35, ведут к усилению натяга.