Рабочее колесо радиально-осевой гидромашины Советский патент 1977 года по МПК F03B3/12 

1

Изобретение относится к гидромашиностроению -и может использоваться в радиально-осевых гидротурбинах.

Известны рабочие колеса радиально-осевых гидротурбин, содержащие верхний и нижний обеды и размещенные между иими лопасти, боковые поверхности которых сопрягаются с поверхностями ободов посредством галтельных переходов. Галтельные переходы облицованы слоем высокопрочного материала.

Известны также рабочие колеса радиальноосевых гидромашин, содержащее лопасти, закрепленные в ободах, 1Причем верхний о-бод выполнен в виде фланца с приваренными к нему верхней и нижней оболочками. При этом задается определенное соотношение толшины обода и ширины его поперечного сечения.

Однако в указанных к,онструкциях в месте сопряжения лопастей с верхним ободом -в зоне выходных кромок возникают трещины, в связи с концентрацией напряжений в этой зоне при изгибе лопасти.

Цель изобретения - повышение прочности и Надежности -колеса путем уменьщения напряжений в зоне сопряжения выходных кроMOIK лопастей с верхним ободом.

Это достигается тем, что в предлагаемом рабочем колесе выходные кромки лопастей в

зоне, прилегающей к верхнему ободу, выполнены в соответствии с соотношениями

а (0,20-0,30) /о;

Ь (0,13-0,18)4;

R (0,30-0,55) /о; .

г (0,08-0,10)/о,

где /о - длина хорды профиля лопасти в плоскости, перпендикулярной к оси ра бочего колеса на расстоянии а от линии сопряжения выходной кромки с верхним ободом;

а - длина зоны закругления выходной кромки;

b-ширина зоны закругления выходной кромки;

R, г -соответственно большой и малый радиусы закругления выходной кромки.

На фиг. 1 изображено предлагаемое рабочее Колесо радиально-осевой гидромашины, разрез; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3-узел I на фиг. 1.

Рабочее колесо содержит верхний 1 и нижний 2 несущие ободья и жестко связанные с ними лопасти 3 с входной 4 и выходной . 5 кромками. Дромки 5 в зоне 6, прилегающей к верхнему ободу 1, выполнены в соответствии с приведенными выше соотношениями.

При воздействии на рабочее колесо гидравлических и центробежных нагрузок происходит деформация лопастей и возникает изгибающий момент, вызывающий большие иза

Гибные найрйжения относительно поперечной оси -инерции сечения лопасти. Предлагаемая конструкция рабочего колеса существенно снижает концентрацию напряжений и соответственно (в 2,5-4 раза) уменьшает изгибные напряжения относительно поперечной оси инерции сечения лопасти. Уровень суммарных напряжений в этой зоне лопасти снижается в 2-3 раза.

Формула изобретения

Рабочее колесо радиально-осевой гидромашины, содержаш,ее верхний и нижний ободы и жестко соединенные с ними лопасти, отлич.ающееся тем, что, с целью повышения прочности, размеры выходных кромок лопастей и Зоне, прилегающей к верхнему oбoдyj выбраны |В соответствии с соотнощеяиями

а (0,20-0,30) /о;

6 (0,,18)/о;

R (0,30-0,55) /о;

г(0,08-0,10)/о,

где /о -длина хорды профиля лопасти в .плоскости, перпендикулярной к оси рабочего колеса на расстоянии а от линии сопряжения выходной «ромки с верхним ободом;

а -длина зоны закругления выходной кромки;

6 -ширина зоны закругления выходной кромки;

R, г - соответственно большой и малый радиусы закругления выходной кромки.

fPue.t

(Риг 2

i/je/fl

СОца.З