обода диска: Ц=Од.п/он.р^ 1,65.
Для вильчатых хвостовых соединений:
хвост лопатки: /г = од.п/оСуМ^ 1,70;
обод диска: и = од.п/он.р^ 1,65;
срез заклепок: п = одп/т^2,50.
ДЛЯ ОПОРНЫХ ПОВерХНОСТе
Й
Схема замковой лопатки
ПРИЛОЖЕНИЕ
Рекомендуемое
ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ С УЧЕТОМ КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ
КОЭФФИЦИЕНТЫ КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИИ ПРИ УПРУГОЙ ДЕФОРМАЦИИ
Т-образные хвостовые соединения (см. черт. 1 ОСТ)
Коэффициенты концентрации напряжений в сечении I—I хвоста лопатки (одноопорный грибок обода диска) определяются по экспериментальным графикам (черт. 1), полученным для плоского напряженного состояния (ПНС):
a — D/d=l,75; б — D/d-2,00; в — D/d=2,25; l — h/d=0,75; 2 — h/d-О.ЭО; 3 — hld=l,00;
4 — h/d-1,25; 5 — h/d~l,5O Черт. 1
3У
3lmax
где а^шах—максимальные растягивающие напряжения на контуре галтели в сечении I—I; онр— номинальные напряжения растяжения в сечении I—I.
дисков с Т-образными пазами Параметр |
Номер кривой |
||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 1 |
9 |
10 |
||
В>Ь |
1,33 |
1,40 |
1,50 |
1,60 |
1,80 |
2,00 |
1,33 |
1,40 |
1,50 |
1,60 |
|
hjb |
0,50 |
0,60 |
0,75 |
0,90 |
1,20 |
1,50 |
0,67 |
0,80 |
1,00 |
1,20 |
|
filb |
1,17 |
1,40 |
1,75 |
2,10 |
2,80 |
3,50 |
1,33 |
1,60 |
2,00 |
2,40 |
|
Пара- |
Номер кривой |
||||||||||
метр |
|
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
>7 |
18 |
19 |
20 |
|
в/ь |
1,80 |
2,00 |
1,33 |
1,40 |
1,50 |
1,60 |
1,80 |
2,00 |
1,33 |
1,40 |
|
hjb |
1,60 |
2,00 |
0,80 |
0,96 |
1,20 |
1,44 |
1,92 |
2,40 |
1,00 |
1,20 |
|
Hb |
3,20 |
4,00 |
1,47 |
1,76 |
2,20 |
2,63 |
3,52 |
4,40 |
1,67 |
2,00 |
|
Пара- |
Номер кривой |
||||||||||
метр |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
|
Bib |
1,50 |
1,60 |
1,80 |
2,00 |
1,33 |
1,40 |
1,50 |
1,60 |
1,80 |
2,00 |
|
hjb |
1,50 |
1,80 |
2,40 |
3,00 |
1,17 |
1,40 |
1,75 |
2,10 |
2,80 |
3,50 |
|
Н!Ь |
2,50 |
3,00 |
4,00 |
5,00 |
1,83 |
2,20 |
2,75 |
3,29 |
4,40 |
5,50 |
2 Заказ 230
Черт. 2
Для условий плоской деформации (ПД) коэффициент концентрации интенсивности напряжений а,, составляет I
аУ
і max
Ла. ~,
1 <Чн
где стУтах = 0,889а[тах— максимальная интенсивность напряжений на контуре галтели; оцн = 0,85(Тн.р— номинальная интенсивность напряжений в сечении I—I.
Коэффициенты концентрации напряжений в сечении I—I осесимметричного обода диска с заплечиками при зазоре 6 = 0
а3 = 0,86Яа ,
JOC ’ vап.н’
где imax—коэффициент концентрации напряжений; определяется по экспериментальным гра-
JH.n
фикам (черт. 2), полученным для ПНС; онр — номинальное напряжение растяжения в сечении I—I.
Коэффициент концентрации интенсивности напряжений в осесимметричном ободе диска
а3. = 0,57а1пн,
при этом номинальная интенсивность напряжений <т1Н= 1,32опр.
Напряжения в сечении I—I при наличии зазоров 6 в сопряжении заплечиков корректируются коэффициентами, приведенными в табл. 1 и 2.
Таблица 1
Коэффициенты для корректировки напряжений в сечении I—I при наличии зазоров б в сопряжении заплечиков обода диска при г,/б = 0,057=0,091; В/Ь = 1,28=1,38; hx/b = 0,86= 1,04; H/b = 1,40= 1,87;
аУ ~ 0 6аУ опахзапл ’ гтах
Напряжение |
б, мм |
||||
0 |
0,020 |
0,030 |
0,035 |
со |
|
а? zmax |
1 |
1,09 |
1,13 |
1,15 |
1,34 |
3У 1тах |
1 |
1,09 |
1,13 |
1,15 |
1,34 |
3«н |
1 |
1,04 |
1,06 |
1,07 |
1,25 |
Зн.р |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
"■/тахзапл |
1 |
0,80 |
0,72 |
0,63 |
0,29 |
Таблица 2
Коэффициенты для корректировки напряжений в сечении I—I при наличии зазоров б в сопряжении заплечиков обода диска при г,/6 = 0,104=0,143; В/b = 1,37=1,44; ht/b = 0,79= 1,08; H/b = 1,51 = 1,98;
аУ к 0 8гУ гтахзапл ’ /max
Напряжение -У Zmax 3У Im ах О/Н °н.р аУ zmax запл |
б, мм |
||||||
0 |
0,020 |
0,030 |
0,035 |
СО 1,41 1,41 1,32 1 0,27 |
|||
1 1 1 1 1 |
1,10 1,10 1,05 1 0,81 |
1,14 1,14 1,07 1 0,74 |
1,16 1,16 1,09 1 0,68 |
||||
Номинальные напряжения изгиба он.п номинальным напряжениям растяжения он.Р |
в сечении 1-І (аУах=а,пн<Тн |
р = а3аСум) определяются по |
ан.и 1) ан.р,
где т — масштаб коэффициента концентрации суммарного напряжения (а,=та,пн) по отношению к коэффициенту концентрации напряжения а3пн на графиках (см. черт. 2).Значения масштаба т приведены в табл. S.
Номер кривой |
т |
Номер кривой |
т |
Номер кривой |
т |
Номер кривой |
т |
Номер кривой |
т |
1 |
0,281 |
7 |
0,302 |
13 |
0,316 |
19 |
0,334 |
25 |
0,345 |
2 |
0,293 |
8 |
0,316 |
14 |
0,331 |
20 |
0,350 |
26 |
0,361 |
3 |
0,303 |
9 |
0,328 |
15 |
0,34'5 |
21 |
0,365 |
27 |
0,377 |
4 |
0,307 |
10 |
0,334 |
16 |
0,351 |
22 |
0,372 |
28 |
0,385 |
О |
0,303 |
11 |
0,332 |
17 |
0,351 |
23 |
0,374 |
29 |
0,389 |
6 |
0,292 |
12 |
0,332 |
18 |
0,342 |
24 |
0,367 |
30 |
0,384 |
Значение масштаба т
Таблица 3
Многоопорные грибовидные хвостовые соединения (см. черт. 2 и 3 ОСТ)
К
(СП-104) при A Id = 2,6
„
3lmax . n -Ч.н = -^— н.р
(СП-125) при A/d = 2,6
оэффициенты концентрации напряжений в сечениях III—III или IV—IV хвоста лопатки, определенные экспериментально при ПНС и равномерном распределении центробежной нагрузки по опорам, составляют:для двухопорного профиля № 1701
для двухопорного профиля № 1702
Я:
н.р
(
для трехопорного профиля № 1802
а.
СП-304) при Ald= 1,96 31шах (г, -где ст{тэх—максимальные растягивающие напряжения на контуре галтели в сечении III—III или IV-—IV; Он.р — номинальные напряжения растяжения в сечении III—III или IV—IV. Для условий ПД коэффициент концентрации интенсивности напряжений
Зйпах 1-1Н
где <Т-П1.Х = 0,889о{тах—максимальная интенсивность напряжений на контуре галтели в сечении III—III
или IV—IV; огн=1,2он.р — номинальная интенсивность напряжений в сечении III—III или IV—IV.
Коэффициенты концентрации напряжений в сечении II—II осесимметричного обода при равномерном распределении центробежной нагрузки по опорам составляют:
для двухопорного профиля № 1701 (СП-104) при rdd = 0,046
3“ звітах r- f f- rmax -
a3 = a3. = 0,60;
oc Vp ' 3.H
для двухопорного профиля № 1702 (СП-125) при rjd = 0,032
'Imax - ос 3lmax r ,
a, = = 0,35; a3. = — 5,8U;
ocЗн.р 1 aiH
для трехопорного профиля № 1802 (СП-304) при rxld = 0,029
а ^21^ = 5 05; аа. =ДШ«_ = 5 45. 00 Зн.р ’ ’ ' ’<н
Номинальная интенсивность напряжений в сечении II—II
о. г^;0,8о
IH ’ н.р‘
Заплечики
Напряжение о^ах в плоском сечении заплечиков хвостового соединения определяется по формуле
аУ = а а max г н.п’где (черт. 3) при г3//г3 = 0,204-0,70 и /г3/63 = 0,384- 1,00
формуле (3), или (16), или (17).
' 3 °* — ”з
6RlCt
< і 0,15^з і 2,2Z>3I
Здесь R = R/Ci рассчитывается согласно
Вильчатые хвостовые соединения
Коэффициент концентрации напряжений в сечении I—I хвоста лопатки при распределении нагрузки между заклепками пропорционально толщинам вилки для d/t = 0,33 (см. черт. 4 ОСТ)
у
clmax n t-
а = = 3,5,
з а - ’ ’
н.р
где —максимальное растягивающее напряжение на контуре отверстия в сечении I—I; онр — номинальное напряжение растяжения в сечении I—I.
Коэффициент концентрации интенсивности напряжений в сечении I—I при тех же условиях для d// = 0,33 (см. черт. 4 ОСТ) где о]тах—максимальная интенсивность напряжений на контуре отверстия в сечении I—I; ой= = 0,97он.р — номинальная интенсивность напряжений в сечении I—I.
Коэффициент концентрации интенсивности напряжений в сечении II—II обода диска при распределении нагрузки между заклепками, пропорционально толщинам вилки для /?и=-=500 мм и d= 154-20 мм (см. черт. 4 ОСТ)
= = 2 2,
‘ 4н
где о7шах —максимальная интенсивность напряжений на контуре отверстия в сечении II—II; о1Н — номинальная интенсивность напряжений в сечении II—II.
В сечении II—II оУ-цу и (Ьн~0,88он.р. 4 111 d Л ППаЛ *
Расчетные методы
Допускается расчетное определение коэффициентов концентрации напряжений в опасных сечениях численными методами.
КОЭФФИЦИЕНТЫ КОНЦЕНТРАЦИЙ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИ ПОЛЗУЧЕСТИ И ДЛИТЕЛЬНАЯ ПРОЧНОСТЬ
Общие положения
За критерий длительного разрушения принимается максимальная интенсивность напряжений.
Для поверочного расчета предлагаются два подхода — в зависимости от экспериментальных данных по типу хвостового соединения.
Роторы с Т-образными и вильчатыми хвостовыми соединениями рабочих лопаток изготавливаются из стали 25Х1М1Ф (Р2М) по ТУ 108.1029—81, для которой получены изохронные кривые ползучести на базе испытаний 100 тыс. ч. Поэтому для таких ободов дисков на графиках приведены расчетные коэффициенты концентрации напряжений ап_ при ползучести в зависимости от геометрических параметров и температуры металла. Эти коэффициенты определялись как
ап = а /а, ,
а W in*
6
где аэ= l/Ofoiтах*Й; Оін — номинальная интенсивность напряжений, которая на графиках (черт. 4 и 5) б
выражена через номинальное напряжение растяжения он.р.
Роторы с многоопорными грибовидными хвостовыми соединениями рабочих лопаток изготавливаются из стали 20ХНЗМВФ (ЭИ415) по ТУ 108.1029—81, для которой изохронные кривые ползучести получены только на базе испытаний от 5 до 10 тыс. ч. Поэтому для этих ободов дисков на графиках приведены экспериментальные значения несущей способности в зависимости от расчетных ресурсов и температуры металла.