РАБОЧАЯ ЛОПАТКА Советский патент 1973 года по МПК F01D5/16 

1

Изобретение относится к области турбостроения и касается рабочей лопатки преимущественно для последних ступеней паровой турбины.

Известные длинные рабочие лопатки паровых турбин имеют низкие частоты собственных колебаний, поэтому для отстройки от высоких кратностей по оборотам необходимо использовать бандажные связи, что не всегда обеспечивает необходимую надежность.

Цель изобретения - повышение надежности лонаток турбин нутем уменьшения статических и динамических напряжений изгиба.

Это достигается тем, что соединения частей лопаток выполнены шарнирными. Частоты собственных упругих колебаний лопатки повышаются, что обеспечивает вибрационную надежность лопатки. Такая лопатка не нуждается в демпферных связях.

Лопатка, состояш ая из нескольких частей, соединенных шарнирами, передает крутягций момент на вал турбины той же величины, что и сплошная, только этот момент, в основном, обеспечивается за счет усилия, растягиваюш,его шарнирно соединенные части лопаток (а не за счет перерезывающей силы и изгибающего момента). Каждая часть лопатки поворачивается на угол, соответствующий мощности парового (газового ) усилия. Перерезывающее усилие и изгибающий момент в корневом сечении невелики, а их величина зависит от расстояния между корневым сечением и ближайщим шарниром. С помощью шарниров можно соединять части лопаток, имеющие разные профили.

На фиг. 1 представлена предлагаемая рабочая лопатка; на фиг. 2 - трехвильчатое шарнирное соединение и разрез по А-А.

Лонатка состоит из профильных (одинаковых или разных) частей /, соединенных шарнирами 2 (количество шарниров произвольное).

Шар.ниры 1вы1пол,нбны, например, трех-вильчатыми и соединены заклепкой 3. Высоту и толщину зубцов, а также их количество определяют по условиям прочности шарнирного соединения и форме профиля лопатки. Зубцы 4 (в верхней части) и зубцы 5 (в нижней части) имеют соответствующие уклоны, ограничивающие необходимый угол поворота, т. е. являются упругими ограничителями угла поворота.

Для улучшения обтекания шарнира шарнирное соединение на обоих краях имеет соответствующее округление. Пекоторое возрастание аэродинамического сопротивления, обусловленное наличием шарниров, частично компенсируется отсутствием бандажных связей, без которых в большинстве случаев не используются длинные лопатки паровых турбин.

Во избежание значительных деформаций шарнирное соединение лопаток рекомендуется использовать при таких рабочих температурах, при которых не наблюдается ползучести материала лопаток. Для уменьшения величины изгибных напряжений в лопатке и шарнире соединение следует располагать перепендикулярно к плоскости действия изгибаюш,его момента, при этом напряжения будут минимальны. Наличие шарниров на профильной части рабочей-лопатки приводит к уменьшению статических и динамических изгибных напряжений

и одновременно позволяет отстроиться от высоких кратностей по оборотам без бандажных связей.

Предмет изобретения

Рабочая лопатка преимуш,ественно для последних ступеней паровых турбин, перо которой выполнено из нескольких расположенных по высоте частей, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, соединения частей пера выполнены шарнирными с упругими ограничителями по углу поворота.

иг.Л