Shpory_2010

21. Материалы деталей компрессоров (требования, классификация, основные марки, особенности титановых сплавов).

Деталь, изготовленная из выбранного материала, должна удовлетворять нормам прочности при заданных надежности и ресурсе.

Магниевые сплавы: корпусы агрегатов, компрессора и опор.

Алюминиевые сплавы:

АК2, АК4 – диски, проставки, лопатки; Д16 – элементы входных устройств;

АЛ4, АЛ5 – корпуса компрессоров и агрегатов.

Стали:

а) конструкционные. Валы и цапфы. 30ХГСА, 18Х2Н4МА;

б) коррозионностойкие, жаропрочные, жаростойкие.

Титановые сплавы:

ВТ1 – входные устройства; ОТ-4 – корпусные элементы;

ВТ3, ВТ5, ВТ6, ВТ18, ВТ20 – жаропрочные для лопаток и дисков.

+ титановых сплавов:

1)высокая удельная прочность;

2)низкая плотность;

3)высокая коррозионная стойкость.

- титановых сплавов:

1)высокая ползучесть;

2)низкий модуль упругости;

3)чувствительность к концентрации напряжений.

22. Устройства, обеспечивающие устойчивую работу компрессора.

1) ВНА переменной геометрии. 2) клапан перепуска

3) Поворотные направляющие аппараты

4) лента перепуска

5) Щелевая (перфорированная) проставка.

23. Особенности конструкции вентиляторных ступеней компрессоров.

При проектировании крупногабаритных лопаток вентилятора приходится решать ряд проблем:

1)трудность размещения необходимого числа лопаток из-за малой величины отношения диаметра диска к длине лопаток. Для крупногабаритных лопаток вентилятора чаще всего применяют крепление елочного типа с двумя зубьями вместо крепления типа «ласточкин хвост»;

2)трудность обеспечения допустимых вибронапряжений. Для демпфирования колебаний и снижения вибронапряжений лопатки вентилятора с большим удлинением выполняют с антивибрационными полками на одном или нескольких уровнях.

24.Центробежные компрессоры (классификация по

конструктивным признакам).

Классификация:

1)по числу входов а)с односторонним входом +небольшие размеры

-подшипник нагружен осевой силой б)с 2сторонним входом

+нет осевой силы, подшипник нет

нагрузки на подшипник -большие длинновые габариты; -большая масса 2)по конструкции лопаток

Напор	средний	min	max	используется при
КПД	средний	min	max	больших диам-х
3)по типу колеса
а)открытые,		б)полуоткрытые,		в)закрытые

+простота конструкции		+прочнее,жесткая	+нет перетеканий,
+меньше осевая сила		+меньшие утечки	+высокий КПД
-утечки м/у лопатками		- зазор нужно учит-ть	+зазор не регулируется
-возможен резонанс			–большая масса
колебаний лопаток			- сложнее изготовить
4)по числу ступеней
-1ступенчатый	-2ступенчатый

25. Требования, предъявляемые к турбинам. Классификация турбин.

Турбина предназначена для преобразования располагаемой энергии рабочего тела в мощность (крутящий момент на валу).

Требования к турбине: 1) обеспечение требуемой мощности; 2)возможно меньшие масса и габариты; 3) достаточная надежность в условиях тепловых и механических нагрузок.

Классификация:

I. По числу каскадов:

-одно; двух-; трех; -четырех (в перспективе).

II. По наличию внутреннего охлаждения лопаточных венцов: 1) охлаждаемые; 2) неохлаждаемые.

III. По наличию регулирования радиального зазора: 1) регулируемые; 2) нерегулируемые.

IV. По схеме ротора:

1)диски между опорами;

2)консольное расположение дисков

V. По направлению течения газа:

1) осевые; 2) радиальные (центробежные и центростремительные).

26. Рабочие лопатки турбин (условия работы, предъявляемые требования, конструкция).

Лопатки турбин испытывают высокие напряжения растяжения и несколько меньшие, но также опасные напряжения изгиба, переменные по времени и вызывающие усталость материала.

Условия работы: 1) центральные силы (растяжение, изгиб, кручение); 2) газовые силы; 3) вибрации; 4) агрессивная газовая среда; 5) высокая температура газа.

Лопатки турбины должны обладать высокой надежностью на всех возможных эксплуатационных режимах и обладать большим ресурсом, обладать возможностью работать длительное время в условиях высоких температур и в среде химически активных газов.

φ – угол закрутки профиля (≈30о)

27. Крепление рабочих лопаток турбин.

В турбинах применяется крепление лопаток елочного типа, поскольку этот тип крепления обладает достаточной прочностью и жесткостью при малых габаритах и массе хвостовика.

+:

1)относительно малая масса обода диска;

2)возможность размещения большого числа лопаток на диске;

3)возможность легкой замены лопаток;

4)демпфирование колебаний в кольце.

-:

1)затруднительный теплоотвод;

2)концентрация напряжений;

3)необходимость изготовления с высокой точностью.

28. Сопловые аппараты турбин – условия работы, требования, конструкция.

Условия работы:

1)бо’льшие допускаемые температуры лопаток (1000-1100 оС);

2)неравномерное температурное поле;

3)малоцикловая усталость лопаток.

Требования:

1)точность и идентичность установки в корпус;

2)исключение перегрева;

3)отсутствие значительных термических напряжений;

4)технологичность изготовления и сборки.

Сопловые лопатки чаще всего изготавливают блоками по 2..5 штук.

Крепление лопаток:

1) соединение типа 2)сварное соединение 3) шарнирное полка

29. Роторы турбин. Соединения дисков с валом и секций роторов друг с другом.

Требования к роторам:

1) надежная передача крутящих изгибающих сил и моментов через места соединений; 2) нераскрытие стыков под действием стыков и вибраций; 3) легкая сборка и разборка при ремонте; 4) сохранение за весь период эксплуатации: а) допускаемого дисбаланса, б) соосности деталей, в) характера сопряжения деталей, г) допускаемых по величине зазоров.

Роторы:
1) одноопорные	2) двухопорные	3) трехопорные

Для соединения дисков турбин с валами и дисков между собой используются следующие виды соединений:

1)стягивающими призонными болтами;

2)соединение по цилиндрическим пояскам с радиальными штифтами;

3)сварные соединения;

4)торцевыми треугольными шлицами и стягивающими болтами;

5)эвольвентными шлицами.

Стягивающий призонный болт

Радиальный штифт

30. Радиальные зазоры в проточной части турбин, способы их уменьшения.

∆r – зазор

1) использование металлокерамических вставок

2)сотовые вставки

3)Использование «гребенчатых» вставок.

4)подбор материалов по коэффициентам термического расширения;

5)регулирование ∆r.