Манушин Э.А., Суровцев И.Г.
Конструирование и расчет на прочность турбомашин газотурбинных и комбинированных установок: Учеб. пособие для студентов машиностроит. спец. вузов/ Под ред. Н.Н. Малинина. — М.: Машиностроение, 1990. -400 с.: ил.
ISBN 5-217-01096-7
Изложены основы конструирования узлов и деталей турбомашин: общие принципы конструирования, условия работы деталей, требования к конструкциям, их особенности, подход к выбору материалов, современные методы расчета на статическую и динамическую прочность.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.......................................... 5
Основные условные обозначения............................. 6
Введение..............,............................. 8
1. Особенности конструкций и условий работы основных узлов и деталей турбомашин ...............,...,..,.,................... И
1.1. Типовые конструктивные схемы стационарных и транспортных турбомашин .............................................. 17
1.2. Силы и моменты, действующие на элементы................... 24
1.3. Условия работы деталей................................ 27
1.4. Особенности прочностных расчетов деталей ГТУ................. 31
2. Конструкция и статическая прочность неохлаждаемых лопаток......... 41
2.1. Рабочие и направляющие лопатки осевых компрессоров и турбин...... 41
2.2. Силы и моменты, действующие в поперечных сечениях профильной части лопатки............................................. 51
2.3. Напряжения и деформации в профильной части лопатки............ 64
2.4. Расчет бандажных полок и замков лопаток.................... 79
2.5. Расчет лопаток с большой начальной закруткой ................. 85
3. Конструкция и статическая прочность охлаждаемых лопаток газовых турбин . 91
3.1. Особенности конструкций охлаждаемых турбин................. 92
3.2. Конструкции охлаждаемых лопаток........................ 99
3.3. Напряженно-деформированное состояние охлаждаемых лопаток....... 122
4. Конструкция и статическая прочность дисков, барабанов и валов турбомашин 149
4.1. Типовые конструкции роторов...................•......... 149
4.2. Расчет на прочность роторов барабанного типа.................. 168
4.3. Расчет напряженно-деформированного состояния дисков на основе теории пластин и оболочек...................................... 171
4.4. Расчет дисков на ползучесть.............................. 208
4.5. Запасы прочности дисков и барабанов компрессоров и турбин ........ 214
4.6. Расчет посадок дисков на валы............................ 219
4.7. Особенности расчета на прочность валов...................... 222
5. Колебания лопаток и дисков турбомашин...................... 228
5 1. Причины возбуждения колебаний лопаток и дисков. Формы колебаний . . 228
52. Собственные колебания лопаток........................... 236
5-3. Напряжения в лопатках при резонансных колебаниях и способы их уменьшения .............................................. 252
5 4. Веерные колебания дисков.............................. 260
"• Определение критической угловой скорости роторов............... 270
"•!• Понятие о критической угловой скорости вала.................. 270
°-2. Влияние гироскопического момента диска на критическую угловую
скорость...........,................................ 277
6.3. Влияние сил сопротивления и упругости опор .................. 282
6.4. Приближенные методы определения критической угловой скорости вала с несколькими дисками................................ 285
6.5. Уточненный расчет критической угловой скорости ротора........... 294
6.6. Меры предупреждения резонансных колебаний роторов............ 299
7. Конструкция и расчет корпусов и подшипниковых опор турбомашин..... 303
7.1. Конструктивные особенности корпусов турбомашин.............. 303
7.2. Расчет корпусов на прочность............................. 312
7.3. Конструирование и расчет опор с подшипниками скольжения......... 318
7.4. Конструирование и расчет опор с подшипниками качения........... 331
8. Материалы деталей компрессоров и турбин..................... 344
8.1. Материалы деталей компрессоров.......................... 345
8.2. Материалы деталей газовых и паровых турбин.................. 357
8.3. Перспективные высокопрочные жаростойкие и жаропрочные материалы . . 375
8.4. Конструкционные керамические материалы ................... 380
Приложения.......................................... 387
Список литературы...................................... 392
Предметный указатель ................................... 393
ПРЕДИСЛОВИЕ
Одной из актуальных проблем, с решением которых связан прогресс современного турбостроения, является проблема обеспечения прочности и надежности деталей и узлов турбомашин — компрессоров, паровых и газовых турбин — при снижении их материалоемкости. Эта проблема неразрывно связана с разработкой прогрессивных конструкций турбомашин на основе использования последних достижений науки и техники: применения высокопрочных материалов, прогрессивной технологии и новых методов расчета и конструирования.
При выборе материалов для деталей и узлов турбомашин должны учитываться напряжения, рабочая температура, срок службы, запасы прочности, перспективы применения новых композиционных и керамических материалов, а также технологические особенности материалов, оказывающие существенное влияние на формообразование заготовок.
Характерным для всех типов турбоустановок является существенное повышение параметров (температуры и давления) рабочей среды при удлинении срока службы и повышении надежности. Такая тенденция объясняется прежде всего широким использованием опыта конструирования турбомашин. Существенное значение имеют достижения в разработке новых высокопрочных материалов и сплавов для турбостроения.
Особенностью создания конструкций современных турбомашин является связь конструирования с газодинамическими и прочностными расчетами. Конструктор должен хорошо знать теоретические основы и практические методы расчетов.
В учебниках, учебных пособиях и других литературных источниках достаточно полно представлен материал по газовой динамике и теплопередаче. Поэтому в настоящей книге рассмотрены лишь вопросы, непосредственно связанные с конструированием и прочностными расчетами узлов и деталей турбомашин стационарных и транспортных ГТ и КУ (лопаток, Дисков, валов, роторов и корпусов и их элементов), причем с учетом УСЛОВИЙ их работы. Приведены современные методы расчета на прочность и колебаний лопаток, дисков, валов и других деталей турбомашин; конкретные методики расчетов представлены в виде, удобном для их программирования на ЭВМ. В ряде случаев в качестве примеров расчета даны алгоритмы программ.
Учебное пособие является шестым в серии учебных пособий по курсам газотурбинных и комбинированных установок Москочского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана, создателем которых был В.В. Уваров.
данном учебном пособии разделы 3, 4, 7 и 8 написаны Э.А. Ману-, а 1,2,5 и 6 - И.Г. Суровцевым.
Цена: 150руб.
