Контактний вузол хвостового з’єднання робочої лопатки парової турбіни

Реферат: Контактний вузол хвостового з'єднання робочої лопатки парової турбіни містить опорні поверхні зубців хвостовика і грибка обода диска, сполучені по опорних поверхнях і утворюючі площадки контакту. Опорні поверхні хвостовика і грибка обода диска виконані з кутом схилу, збільшеним кутом бокових твірних та проміжною полицею 10÷15 мм. UA 77969 U (54) КОНТАКТНИЙ ВУЗОЛ ХВОСТОВОГО З'ЄДНАННЯ РОБОЧОЇ ЛОПАТКИ ПАРОВОЇ ТУРБІНИ UA 77969 U UA 77969 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі турбобудування (енергомашинобудування) і може бути використана для парових і газових турбін. Для високонавантажених робочих лопаток останніх ступенів циліндрів низького тиску широко застосовуються ялинкові хвостові з'єднання, що складаються з хвостовика лопатки та паза диска ротора. Навантаження від відцентрової сили профільної частини лопатки передається на диск через площадки контакту, утворені сполученням опорних поверхонь зубців хвостовика з опорними поверхнями зубців грибка обода диска. Недоліком цих з'єднань є нерівномірність розподілу напруг у конструкції, що визначається нерівномірністю розподілу навантажень по зубцях і високою концентрацією напруг у зонах кутових переходів. Найбільшу частку загального навантаження сприймає перша пара зубців хвостового з'єднання, що знижує його надійність [1]. Як найближчий аналог прийнятий профіль ялинкового хвостового з'єднання робочої лопатки парової турбіни [2]. Опорні поверхні хвостовика і грибка обода диска виконуються без схилу до бокової твірної хвостовика. Бокові твірні хвостовика утворюють кут клину 18°. Проміжок між профілем лопатки і хвостовика (проміжна полиця) виконується висотою у радіальному напрямку 10 мм. В основу корисної моделі поставлена задача зниження нерівномірності розподілу напруг в контактному вузлі хвостового з'єднання робочої лопатки парової турбіни і підвищення надійності та довговічності його роботи. Поставлена задача вирішується тим, що в контактному вузлі хвостового з'єднання робочої лопатки парової турбіни опорні поверхні зубців хвостовика і грибка обода диска виконані з кутом схилу, збільшеним кутом бокових твірних та проміжною полицею 10÷15 мм. При цьому зберігаються базові розміри конструкції. За рахунок збільшення кута клина =18÷24° та висотою проміжної полиці 10÷15 мм покращується розподіл силових ліній у з'єднанні. Виконання зубців зі схилом =0÷18° приводить до появи горизонтальної складової реактивного зусилля, яка має розвантажувальну дію. Крім того, схил а дозволить збільшити радіуси закруглень у кутових переходах зубців, що також сприяє зниженню концентрації напруг. Коефіцієнт концентрації при цьому зменшується щодо прототипу у 1,4 разу [3]. Суть корисної моделі пояснюють креслення. На фіг. 1 зображений контактний вузол хвостового з'єднання робочої лопатки парової турбіни, на фіг. 2 фрагмент, на якому зображені зубці хвостовика та грибка обода диска з опорними поверхнями зі схилом. На креслені наведено: 1 хвостовик; 2 - грибок обода диска; 3 - зубці хвостовика 1; 4 - зубці грибка обода диска 2; 5 - проміжна полиця; 6 - опорна поверхня зубця 3 хвостовика 1; 7 - опорна поверхня зубця 4 грибка обода диска 2. Запропонований контактний вузол хвостового з'єднання робочої лопатки парової турбіни містить хвостовик 1 і грибок обода диска 2 ротора. Зубці 3 хвостовика 1 і зубці 4 грибка обода диска 2 сполучуються по опорних поверхнях 6 і 7, які виконані під кутом схилу . Під час роботи турбіни відбувається передача відцентрових сил на зубці хвостового з'єднання. За рахунок виконаних схилів α зубців опорних поверхонь, збільшеного клина бокових твірних  і збільшеної висоти проміжної полиці перерозподіляються реактивні напруги по зубцях, що покращує загальний напружений стан й зменшується концентрація напруг. Використання запропонованого контактного вузла хвостового з'єднання робочої лопатки парової турбіни дозволяє, в порівнянні з існуючими з'єднаннями, покращити розподіл напруг, підвищити надійність і довговічність конструкції. Джерела інформації: 1. Шубенко-Шубин Л.А. Прочность элементов паровых турбин / Л.А. Шубенко-Шубин, Д.М. Гернер, В.П. Сухинин. – М.: Машгиз, 1962.-568 с. 2. РД 24. 260.09-87 Выбор конструкции и размеров профилей хвостовых соединений лопаток паровых и газовых турбин и осевых компрессоров при проектировании. - Ленинград: Из-во НПО ЦКТИ, 1987. 3. Шубенко А.Л. Бояршинов А.Ю. О влиянии угла скоса опорных поверхностей зубцов хвостовых соединений лопаток турбин на характер их напряженного состояния / А.Л. Шубенко, В.П. Сухинин, Т.Н. Фурсова, А.Ю. Бояршинов // Вісник Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут". - Харків: НТУ „ХШ", 2012. - № 7. – С. 112-116. 1 UA 77969 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Контактний вузол хвостового з'єднання робочої лопатки парової турбіни, що містить опорні поверхні зубців хвостовика і грибка обода диска, сполучені по опорних поверхнях і утворюючі площадки контакту, який відрізняється тим, що опорні поверхні хвостовика і грибка обода диска виконані з кутом схилу, збільшеним кутом бокових твірних та проміжною полицею 10÷15 мм. 2 UA 77969 U Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3