Расчет двухопорного ротора на критическое число оборотов (стр. 1 из 2)

Российский университет дружбы народов

Инженерный факультет

Кафедра теплотехники и тепловых двигателей

Курсовая работа № 3

Курс: Конструкция и расчет на прочность паровых и газовых турбин

Тема: Расчет двухопорного ротора на критическое число оборотов

Вариант № 6

Выполнил: Белозёров А.Н.

Группа: ИТБ-402

Руководитель: Власов Е.Н.

МОСКВА

2010

Исходные данные для расчета:

Тип ротора: цельнокованый;

Материал ротора: легированная сталь 34ХНМ;

L = 130 см – длина ротора;

D₀ = 50 см – наружный диаметр вала;

d₀ = 8 см – диаметр расточки вала;

Z = 6 – количество дисков;

I способ: графоаналитический (таблица 1)

Масштабные коэффициенты:

а = 5 мм/мм – масштабный коэффициент длин;

b = 10 кг/мм – масштабный коэффициент сил;

с = 3 см²/мм – масштабный коэффициент фиктивных сил.

Полюсные расстояния:

Н₁ = 120 мм – для многоугольника сил;

Н₂ = 120 мм – для многоугольника фиктивных сил .

Основной момент инерции:

Масштабный коэффициент прогиба:

Критическое число оборотов ротора:

Максимальный прогиб:

.

Максимальный изгибающий момент:

Опорные реакции:

.

II способ: аналитический (таблица 2)

Критическое число оборотов:

Максимальный прогиб:

Ошибка при расчетах

1) расхождение между результатами графоаналитического расчета и аналитического:

А) в определении :

Б) в определении

2) расхождение между результатами аналитического расчета и программного расчета на ПК:

А) в определении

Б) в определении

Вывод:

Коэффициент запаса получился очень большим. Для уменьшения металлоемкости ротора и габаритов турбины нужно уменьшить диаметр вала ротора до приемлемых значений коэффициента запаса.

№ участка	Исходные данные					Частные суммы сил		Длина участка в масштабе длин (a) , см	Граничные ординаты участка , см	Сумма граничных ординат участка , см	D4 – d4, см4		Поправка к отношению моментов инерции λ	Поправка E/E20=f(T)	Удвоенная площадь участка эпюры моментов		Частная сумма фиктивных нагрузок		Прогиб по чертежу	Квадрат прогиба по чертежу
	Длина участка l, см	Наружный диаметр вала D, см	Диаметр расточки вала d, см	Вес участка G, кг	Температура T, 0С	Действительные ∑G, кг	В масштабе сил (b) ∑G, мм											В масштабе фиктивных сил (с)
1	8,5	19	8	15,5	50	15,5	1,5	1,7	1,51	1,51	126225	49,48	1,0	0,99	2,57	128,30	128,30	42,77	0,95	0,90	14,73	13,99
2	8,0	30		41,0	100	56,5	5,6	1,6	2,89	4,40	805904	7,75	1,0	0,97	7,04	56,25	184,55	61,52	1,66	2,76	68,06	112,98
3	8,5	42		88,6	100	145,1	14,5	1,7	4,25	7,14	3107600	2,01	1,0	0,97	12,14	25,15	209,70	69,90	2,20	4,84	194,92	428,82
4	10	54		174,9	150	320,0	32,0	2,0	5,66	9,91	8498960	0,73	1,0	0,95	19,82	15,23	224,93	74,98	2,68	7,18	468,73	1256,20
5	7,0	50		245,2	380	565,2	56,5	1,4	6,35	12,01	6245904	1,0	0,73	0,88	16,81	13,95	238,88	79,63	3,04	9,24	745,41	2266,04
6	5,0	50		74,7	380	639,9	64,0	1,0	6,73	13,08			1,0	0,88	13,08	14,86	253,74	84,58	3,26	10,63	243,52	793,88
7	5,5	50		163,1	360	803,0	80,3	1,1	7,04	13,77			0,75	0,90	15,15	12,62	266,36	88,79	3,40	11,56	554,54	1885,44
8	5,0	50		74,7	350	877,7	87,8	1,0	7,23	14,27			1,0	0,90	14,27	15,86	282,22	94,07	3,51	12,32	262,20	920,31
9	5,5	50		163,1	330	1040,8	104,1	1,1	7,32	14,55			0,75	0,91	16,01	13,19	295,41	98,47	3,57	12,74	582,27	2078,69
10	5,0	50		74,7	320	1115,5	111,5	1,0	7,31	14,63			1,0	0,91	14,63	16,08	311,49	103,83	3,81	12,96	268,92	968,11
11	5,5	50		163,1	310	1278,6	127,9	1,1	7,19	14,50			0,75	0,91	15,95	13,15	324,63	108,21	3,57	12,74	582,27	2078,69
12	5,0	50		74,7	300	1353,3	135,3	1,0	6,98	14,17			1,0	0,92	14,17	15,40	340,03	113,34	3,51	12,32	262,20	920,31
13	5,5	50		163,1	300	1516,4	151,6	1,1	6,64	13,62			0,75	0,92	14,98	12,21	352,25	117,42	3,41	11,63	556,17	1896,54
14	5,0	50		74,7	280	1591,1	159,1	1,0	6,23	12,87			1,0	0,93	12,87	13,84	366,09	122,03	3,27	10,69	244,27	798,76
15	5,5	50		163,1	280	1754,2	175,4	1,1	5,67	11,90			0,75	0,93	13,09	10,56	376,64	125,55	3,08	9,49	502,35	1547,23
16	5,0	50		74,7	260	1828,9	182,9	1,0	5,06	10,73			1,0	0,94	10,73	11,41	388,06	129,35	2,87	8,24	214,39	615,30
17	5,5	50		163,1	260	1992,0	199,2	1,1	4,30	9,36			0,75	0,94	10,30	8,21	396,27	132,09	2,63	6,92	428,95	1128,15
18	8,5	42		88,6	100	2080,6	208,1	1,7	2,90	7,20	3107600	2,01	1,0	0,97	12,24	25,36	421,64	140,55	2,28	5,20	202,01	460,58
19	8,0	30		41,0	100	2121,6	212,2	1,6	1,52	4,42	805904	7,75	1,0	0,97	7,07	56,50	478,14	159,38	1,74	3,03	71,34	124,13
20	8,5	19		15,5	50	2137,1	213,7	1,7	0	1,52	126225	49,48	1,0	0,99	2,58	129,15	607,29	202,43	1,04	1,08	16,12	16,76
∑=																					6479,79	20304,98

Таблица 1: графоаналитический способ