Краткие сведения о конструкции турбин и двигателя. Расчет надежности лопатки турбины с учетом внезапных отказов или длительной прочности, а также при повторно-статических нагружениях. Оценка долговечности с учетом внезапных и постепенных отказов.
При низкой оригинальности работы "Расчет надежности и прогнозирование долговечности деталей ГТУ на базе двигателя Д-336", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
К турбине крепятся выхлопное устройство, служащее для снижения скорости газового потока за турбиной и отвода его в атмосферу. Сама турбина состоит из одноступенчатой турбины высокого давления (ТВД), одноступенчатой турбины низкого давления (ТНД), каждая из которых включает статор и ротор, и двухступенчатой свободной турбины, которая состоит из статора, ротора и корпуса опор ротора свободной турбины . Ротор ТВД и ротор КВД образуют ротор высокого давления (ротор ВД). Ротор ТНД и ротор КНД образуют ротор низкого давления (ротор НД). Все опоры роторов турбин имеют устройства для гашения колебаний роторов возникающие при работе двигателя - масляные демпферы опор роторов .1.Оценить надежность и долговечность лопатки первой ступени турбины, спроектированной в процессе выполнения курсового проекта по дисциплине «Проектирование энергоустановок» и «Газотурбинные установки, компрессорные станции и магистрали». 2.Выполнить расчеты: Расчет надежности лопатки с учетом внезапных отказов.При помощи программы кафедры 203 n_lop.exe и методических пособий [1,2] проводим расчет для всех сечений лопатки, в результате, которого получаем распределение прочностных характеристик и вероятностей не разрушения лопатки за 1 секунду по сечениям. Значение предела длительной прочности изменяется в зависимости от температуры пера лопатки. В сечениях 1-3 SPT изменяется от 550,5 до 444 МПА, а в сечениях 4-11 SPT=443 МПА. Осевые скорости С1А=193м/сек, С2А=200м/сек и отклонение В результате расчета получены напряжения, коэффициенты запаса, коэффициенты вариации и вероятность не разрушения в 10-ти сечениях в самых опасных точках сечения пера лопатки, исходя из полученных результатов минимальный запас оказался на втором сечение в точке В и составляет-1,97 соответственно суммарное напряжение в этом сечении равно 240,63 МПА.Количество приемистостей за ресурс складывается из: проверки перед запуском n1=nn, пробы перед запуском n2=nn, запуск n3=nn,( n1=n2=n3=nn=604,167), проверки после регламентных работ n5= /1000=14500/1000=14,5; количества прерванных работ n6=0,005* nn=3,021. Если считать, что на основе центральной предельной теоремы теории вероятности, что (Nmax) описывается нормальным законом, то Определяем среднее напряжение и амплитудное пульсирующего цикла = =0,5* =0.5*240,63=120.315МПА, где максимальное напряжение в лопатке (из расчета на прочность таблица 1). Эффективный коэффициент концентрации напряжений: , где - коэффициент чувствительности материала к концентрации напряжений литые жаропрочные сплавы - 0,1…0,4, принимаем=0,4 [3]. Рассчитываем коэффициент ,учитывающий влияние состояния поверхности и упрочнения: Коэффициент зависит от 3-х факторов[3]: шероховатость, коррозийные повреждения, упрочняющее покрытие. значение коэффициента, определяем как отношение пределов выносливости деталей, изготовленных по действующей технологии, к пределу выносливости аналогичного образца (детали) ,выполненного по «стандартной технологии», принимаем = 1. коэффициент характеризующий снижение пределов выносливости в результате коррозионного повреждения поверхностного слоя, при условии пресная вода (образец без концентрации напряжений, а также с концентрацией напряжений в морской воде),принимаем =0.23 равен отношению предела выносливости деталей при упрочняющей технологии и деталей, изготовленных без ее применения. Вычисляем величину Б: Где коэффициент, характеризующий чувствительность материала к асимметрии цикла, для сталей принимаем=0,1 приложение [3] таблица3,1: Вычисляем параметры кривой выносливости: Вычисляем математическое ожидание числа циклов до разрушения детали на максимальном режиме : Среднеквадратическое отклонение числа циклов до разрушения определяем по формуле: Принимаем коэффициент вариации =0,23Данная долговечность определяется на основе долговечности с учетом постепенных отказов (=34376 ч) и внезапных отказов (Тв=66.6 ч). Время, при котором становится равным 1, где суммарное среднестатистическое отклонение, Определим коэффициент запаса прочности: Найдем вероятность безотказной работы Для определения интенсивности отказов () необходимо определить вероятность отказов детали в данном режиме работы двигателя: Определим интенсивность отказов двигателя за время работы: ; Определим вероятность не разрушения лопатки рабочего колеса: ,-вероятность не разрушения с учетом внезапных отказов лопатки за время эксплуатации.В ходе выполнения данного курсового проекта были проведены основные расчеты лопатки первой ступени турбины, целью которых являлось определение надежности этой значимой детали двигателя.
План
Содержание
Введение
1. Краткие сведения о конструкции турбин, двигателя
2. Задание на курсовое проектирование
3. Расчет надежности лопатки турбины с учетом внезапных отказов
4. Расчет надежности лопатки турбины при повторно-статических нагружениях
5. Расчет надежности лопатки турбины с учетом длительной прочности
6. Оценка долговечности с учетом внезапных и постепенных отказов
Заключение
Вывод
В ходе выполнения данного курсового проекта были проведены основные расчеты лопатки первой ступени турбины, целью которых являлось определение надежности этой значимой детали двигателя. Вероятность не разрушения лопатки проверялась при различных условиях нагружения.
Полученные результаты показали, что спроектированная ранее лопатка турбины сможет исправно работать до первого капитального ремонта. Назначенный мной ресурс 14500 часов в настоящее время является недостаточно высоким и, по возможности, его надо повышать за счет применения более новых жаропрочных сплавов или применять лопатки с направленной кристаллизацией.
В целом надежность лопатки удовлетворяет поставленным требованиям для данного ресурса и условий эксплуатации.
