Расчет на длительную статическую прочность элементов авиационного турбореактивного двигателя р-95Ш. Расчет рабочей лопатки и диска первой ступени компрессора низкого давления на прочность. Обоснование конструкции на основании патентного исследования.
При проектировании двигателя необходимо учитывать особенности современной методологии разработки вновь создаваемого двигателя, основанной на рациональном сочетании организационных и технических принципов. Разработке отдельного узла двигателя предшествует решение вопросов компоновки. К числу таких вопросов относятся: - выбор конструктивной схемы двигателя, являющейся основой реализации выбранной газодинамической схемы с соблюдением условий прочности, виброустойчивости, надежности и условий эксплуатации; определение силовой схемы двигателя дополняющей конструктивную схему. В данной работе за основу берется конструкция компрессора низкого давления двигателя «прототипа» Р-95Ш.Турбореактивный двигатель Р-95Ш состоит из следующих основных узлов: компрессора низкого и высокого давления, корпуса приводов, камеры сгорания, турбины низкого и высокого давления, реактивного сопла и агрегатов. Он состоит из корпусов компрессора с входящими в них неподвижными лопатками спрямляющих аппаратов, заднего корпуса и двух роторов (трехступенчатого ротора низкого давления и пятиступенчатого ротора высокого давления). Камера сгорания - трубчато-кольцевая, состоящая из десяти жаровых труб прямоточного типа, расположенных в кольцевом пространстве, образованном корпусом камеры сгорания и передним и задним кожухами корпуса трансмиссии. Розжиг камеры сгорания осуществляется факелами пламени из двух пусковых воспламенителей, установленных между жаровыми трубами. Турбина изделия - двухступенчатая, осевая, реактивная, предназначена для привода во вращение роторов компрессора и вспомогательных агрегатов, обслуживающих изделие и объект.Компрессор (рис.1) предназначен для поджатия атмосферного воздуха и подачи его в основную камеру сгорания.2) входят перфорированная проставка I, корпус 41 I ступени, корпус 53 II ступени, корпус 58 III ступени, корпус 64 IV-V ступеней и корпус 69 VI-VII ступеней. 1 - проставка; 2 - ротор компрессора низкого давления; 3 - корпусы компрессора; 4 - ротор компрессора высокого давления; 5 - конус задней цапфы; 6 - уплотнительное кольцо; 7 - гайка конуса задней цапфы; 8 - кронштейн подвески; 9 - форсунка средней опоры; 10 - форсунка; 11 - ведущая коническая шестерня; 12 - гайка; 13 - корпус привода; 14 - задний корпус; 15 - задний конус; 16 - ведомая коническая шестерня; 17 - замок; 18 - шарикоподшипник средней опоры; 19 - внутреннее калибровое кольцо; 20 - наружное калибровое кольцо; 21 - корпус средней опоры; 22 - шарикоподшипник промежуточной опоры; 23 - уплотнительное кольцо; 24-шестерня; 25 - втулка; 26 - спрямляющая лопатка I ступени (полая); 27 - переходник; 28 - уплотнительное кольцо; 29 - роликоподшипник передней опо-крышка передней опоры; 35 - втулка подшипника; 38 - корпус передней опоры; 40 - спрямляющая лопатка I ступени (полая); 41 - корпус I ступени; 42 - лопатка перепуска; 43 - штифт; 44 - шпилька; 45, 46, 49, 55, 59, 60, 66 - болты; 47 - спрямляющая лопатка I ступени; 48 - заглушка; 50 - спрямляющая лопатка II ступени; 51,62 - заклепки; 52 - кольцо спрямляющего аппарата II ступени; 53 - корпус II ступени; 54 - кольцо; 56 - спрямляющая лопатка III ступени; 57 - стенка; 58 - корпус III ступени; 61 - спрямляющая лопатка IV ступени; 63 - кольцо; 64 - корпус IV-V ступеней; 65 - спрямляющая лопатка V ступени; 67 - спрямляющая лопатка VI ступени; 68 - спрямляющая лопатка VII ступени; 69 - корпус VI-VII ступеней; 70 - винт; 71 - замок; 72 - пружина; 73 - заглушка; 74 - стакан; 75 - винт; 76 - гайка; 77 - шпилька; 78 - заглушка. Корпус I ступени состоит из кольца 41.спрямляющих лопаток 40 и 47 (всего 36 штук), крепящихся к корпусу гайками за специальные резьбовые цапфы, и корпуса 38 передней опоры. Четыре другие полые лопатки 40 служат: одна лопатка - для подвода масла через сверления корпуса 38 к форсунке 31 передней опоры, вторая - для слива масла из полости передней опоры, третья - для подвода воздуха изза компрессора, обогревающего обтекатель (кок) и наддувающего лабиринтные полости Г и Д, и четвертая - для суфлирования масляной полости передней опоры. Корпус 58 III ступени служит для размещения спрямляющих лопаток 56 II ступени и образования разгрузочной полости В, уменьшающей осевую нагрузку, воспринимаемую шарикоподшипниками промежуточной 22 и средней 18 опор.Ротор низкого давления (рис.3) состоит из неразборного узла дисков II (поз.34) и III (поз.24) ступеней с лопатками 15 и 16 и съемного колеса 6 I ступени с обтекателем (коком) 1. Диск 34 II ступени посажен с натягом в диск 24 III ступени. На рисунке 3: а - шлиц; б - отверстия забора воздуха; 1 - кок; 2, 9,14, 20, 42 - болты; 3, 8,17,19, 33 - штифты; 4 - кольцо диска I ступени (переднее); 5,11,13, 21, 41 - контровочные шайбы; 6 - диск I ступени; 7 - лопатка I ступени; 10 - кольцо диска I ступени (заднее); 12 - кольцо II ступени; 15-лолатка II ступени; 16 - лопатка III ступени; 18 - кольцо III ступени; 22, 23 - балансировочные грузики; 24 - диск III ступени; 25 - вал; 26, 39 - стопоры; 27, 49 - гайки подшипников; 28, 35, 50 - кольцедержатели; 29-ша
План
Оглавление
Введение
1. Техническое описание турбореактивного двигателя Р-95Ш
1.1 Общие сведения
1.2 Описание конструкции компрессора двигателя Р-95Ш
1.2.1 Корпуса компрессора
1.2.2 Ротор низкого давления
2. Расчет рабочей лопатки первой ступени компрессора низкого давления двигателя Р-95Ш на прочность
2.1 Исходные данные и допущения
2.2 Определение площади поперечного сечения лопатки
2.3 Определение напряжений растяжения от инерционных сил
2.4 Определение суммарных напряжений
2.5 Распределение температуры в рабочих лопатках
2.6 Определение запаса прочности лопатки
3. Расчет диска первой ступени компрессора низкого давления двигателя Р-95Ш на прочность
3.1 Исходные данные и допущения
3.2 Проведение первого расчета
3.3 Проведение второй расчета
3.4 Определение радиальных напряжений в n-ом сечении
3.5 Определение коэффициента согласования напряжений
4.3 Патент №3 (2381388) Рабочая лопатка вентилятора или компрессора
4.4 Обоснование выбора изменения конструкции элементов ГТД на основании патентного исследования
Список использованной литературы
Введение
При проектировании двигателя необходимо учитывать особенности современной методологии разработки вновь создаваемого двигателя, основанной на рациональном сочетании организационных и технических принципов.
Создание эффективно и надежно работающих компрессоров - одна из сложных проблем развития авиационных газотурбинных двигателей. Важными элементами компрессора являются рабочие и сопловые лопатки.
Разработке отдельного узла двигателя предшествует решение вопросов компоновки. К числу таких вопросов относятся: - выбор конструктивной схемы двигателя, являющейся основой реализации выбранной газодинамической схемы с соблюдением условий прочности, виброустойчивости, надежности и условий эксплуатации;
- определение силовой схемы двигателя дополняющей конструктивную схему. В частности, уточнение способов передачи усилий от роторов к корпусу двигателя, условия сочленения его основных узлов;
- удовлетворение общих требований к двигателю с точки зрения возможности эксплуатации его по техническому состоянию.
В данной работе за основу берется конструкция компрессора низкого давления двигателя «прототипа» Р-95Ш. Назначенный гарантированный межремонтный ресурс изделия составляет 1000 часов.
Этот узел является одним из наиболее нагруженных и ответственных узлов газотурбинного двигателя, поэтому проблемы длительной прочности и надежности его элементов наиболее актуальны.
В курсовой работе производится расчет на длительную статическую прочность таких важнейших и специфических элементов авиационного двигателя как: рабочая лопатка и диск, на котором закреплена эта лопатка. Для диска расчеты носят проверочный характер. Это означает, что все геометрические размеры элементов берутся с чертежей прототипа. Для лопатки расчет является проектировочным - за исходные данные принимаются размеры с натурного образца. На основе полученных расчетов делаются выводы о спроектированной конструкции узла.
Производится анализ лопаток компрессора на основе патентной проработки данной темы. Исследуется возможность их конструктивного изменения.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
