Расчет замка крепления рабочей лопатки компрессора
Одним из основных видов крепления лопаток компрессора являются замки типа "ласточкин хвост". От осевого перемещения лопатки крепятся в пазах. Лопатки могут садиться с натягом до 0,05 мм и с зазором (0,03..0,06) мм. Обычно посадку производят с зазором.
При работе двигателя на лопатку компрессора действуют центробежные силы, газовые силы и вибрации лопатки, которые обычно определяются экспериментальным путем. В данном расчете замка лопатки, учитываем действие только центробежных сил, а коэффициент трения принимаем f = 0,2.
Расчетная схема замка лопатки представлена на рис. 4.1
Рис. 4.1 Расчетная схема замка лопатки
Центробежная сила лопатки
,
,
где - напряжение в корневом сечении лопатки от растяжения центробежными силами; Fк - площадь корневого сечения лопатки; центробежная сила от хвостовика лопатки.
где - масса хвостовика лопатки получена при твердотель-ном построении хвостовика в программе KOMPAS;
= 0,1251 м - радиус центра тяжести хвостовика лопатки;
угловая скорость рабочего колеса об/мин.
Таким образом, центробежная сила лопатки равна .
Напряжения смятия на гранях замка лопатки
Напряжение среза в сечении ІІ-ІІ замкового выступа диска
где - площадь среза диска;
Напряжение среза в сечении ІV-ІV замка лопатки
Напряжение изгиба в сечении ІІІ - ІІІ замка лопатки
Напряжение изгиба в сечении ІV - IV замка лопатки
Приведенные напряжения в сечении ІV - IV замка лопатки.
Напряжение изгиба в сечении І - І замкового выступа диска
Напряжение изгиба в сечении ІІ - ІІ замкового выступа диска
Приведенные напряжения в сечении ІІ - ІІ замкового выступа диска.
Напряжение растяжения в сечении V - V замка лопатки
Центробежная сила части лопатки выше сечения V - V.
,
где центробежная сила верхней части хвостовика лопатки.
где - масса хвостовика лопатки получена при твердотель-ном построении хвостовика в программе KOMPAS;
= 0,12724 м - радиус центра тяжести верхней части хвостовика лопатки;
Коэффициенты запаса прочности
Таблица 4.1 - Допускаемые напряжения.
|
Материал диска |
(МПа) |
(МПа) |
 (МПа) |
|
Алюминиевый сплав |
40-80 |
60-100 |
60-160 |
|
Сталь |
120-160 |
200-480 |
200-400 |
|
Титановый сплав |
80-160 |
150-330 |
120-280 |
В результате расчета замка лопатки были получены напряжение растяжения, смятия и изгибающие напряжения.
Максимальные напряжения замок испытывает от действия изгибающего момента. Полученные в результате расчета запасы прочности гарантируют надежное закрепление лопаток в диске с помощью замка типа ласточкин хвост в кольцевом пазу.
