Диск турбомашины
Использование: во всех областях народного хозяйства при изготовлении и ремонте дисков турбин. Сущность изобретения: диск 1 турбомашины с Т-образным пазом 2 в ободе содержит верхние галтели радиусом RL Нижние галтели радиусом Рз и кольцевую канавку радиусом R2, выполненную в районе верхних галтелей. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
<я)5 F 01 О 5/32
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ г:цд
К ПАТЕНТУ
1 (21) 4699158/06 (22) 31.05,89 (46) 23.12.92. Бюл. М 47 (76) О,И. Довгаус (56) Мустафин Ч.Г. "Прогнозирование длительной прочности деталей с концентраторами напряжений на большой ресурс", Труды ЦКТИ, вып.184, 1981, с.133-134.. Ж, » 1784065 АЗ (54) ДИСК ТУРБОМАШИНЫ (57) Использование: во всех областях народного хозяйства при изготовлении и ремонте дисков турбин. Сущность изобретения: диск
1 турбомашины с Т-образным пазом 2 в ободе содержит верхние галтели радиусом R>.
Нижние галтели радиусом Рз и кольцевую канавку радиусом Rz, выполненную в районе верхних галтелей. 1 ил.
1784065
Изобретение относится к паровым турбинам и может быть использовано при изготовлении и ремонте дисков турбин во всех отраслях народного хозяйства.
Известен диск турбомашины с Т-образным пазом, содержащий расположенные на его ободе Т-образные пазы с верхней и нижней частями, причем в нижней части выполнены верхние и нижние галтели одинакового радиуса, Для снижения концентрации напряжений, возникающих в ободе диска при работе турбомашины, верхние и нижние галтели выполняют большего радиуса. При этом для того, чтобы напряжения снятия на опорной поверхности оставались на прежнем уровне, увеличение радиусов верхней и нижней галтелей достигают уменьшением толщины щеки обода путем снятия слоя металла по всей высоте боковой поверхности паза. При этом несколько возрастают номинальные напряжения в щеке обода, но уменьшаются местные напряжения в зоне галтелей. В итоге уменьшаются суммарные максимальные напряжения в ободе.
Цель изобретения — увеличение ресурса работы диска турбомашины, Указанная цель достигается тем, что в каждом пазу в районе верхних галтелей выполнена кольцевая канавка, верхние галтели выполнены радиусом, большим радиуса нижних галтелей, а толщина диска в районе кольцевой канавки больше или равна толщине диска в районе верхних галтелей, Выполнение кольцевой канавки — деконцентратора, расположенной рядом с верхней галтелью. существенно снижает в последней концентрацию напряжений, возникающих в ободе диска при работе турбины, сглаживая образующиеся при передаче усилий в металле силовые линии, предваряя их резкое искривление и несколько отводя силовые линии от основного концентратора напряжений — аерхней галтели паза обода диска. Профиль разгружающей канавки — деконцентратора, выполненной на сохраненном слое металла обода диска, представляет полукруг, часть круга или овала.
На чертеже изображен предлагаемый диск турбомашины.
На внутренней боковсй поверхности 3 щеки 4 обода диска 1 с Т-образным пазом в ободе выполнена верхняя галтель радиусом
R), разгружающая кольцевая канавка радиусом Rz, нижняя галтель радиусом Вз, В районе верхней галтели расположена опорная поверхность 5 паза обода диска, Контур ще5
55 ки обода прототипа показан на чертеже пунктиром, В верхней галтели радиусом R> паза
2 обода диска 1 снимают слой металла только в зоне этой галтели, при этом уменьшается толщина щеки 4 обода диска с Б до Б> только в зоне этой галтели, при этом ширина опорной поверхности 5 паза обода диска остается неизменной и напряжения смятия на ней остаются на прежнем уровне при работающей турбине. Боковая поверхность
3 и зона нижней галтели радиусом йз остаются также нетронутыми. Радиус верхней галтели RI будет больше радиуса Вз нижней галтели, При этом несколько возрастут номинальные напряжения в щеке обода(средние напряжения в сечении щеки обода диска шириной, равной Б ), но местные напряжения в зоне верхней галтели R> уменьшатся, таким образом уменьшатся суммарные максимальные напряжения в ободе диска. Толщина щеки обода при этом
Б2 отличается от прототипа на величину В, что дает возможность выполнить на боковой поверхности 3 паза обода, рядом с верхней. галтелью, разгружающую канавку-деконцентратор с радиусом Rz, дополнительно снижающую концентрацию напряжений в верхней галтели с радиусом Ri.
При этом толщина щеки обода диска в зоне разгружающей канавки Бз должна быть больше или равна толщине щеки в зоне верхней галтели Б, Профиль разгружающей канавки, выполненный на сохраненном слое металла обода диска, выполняется в виде полукруга, части круга или овала.
Выполнение в пазу обода диска на сохраненном слое металла обеих щек дополнительной разгружающей канавки — деконцентратора позволяет уменьшить напряжения в ободе диска, повысить его прочность и надежность, обеспечив увеличение ресурса работы диска ротора турбины.
Формула изобретения
Диск турбомашины, содержащий расположенные на его ободе Т-образные пазы с верхней и нижней частями и выполненные в последней верхние и нижние галтели, о тл и ча ю щи йся тем, что,с цельюувеличения ресурса работы, в каждом пазу в районе верхних галтелей выполнена кольцевая канавка, верхние галтели выполнены радиусом, большим радиуса нижних галтелей, а толщина диска в районе кольцевой канавки больше или равна толщине диска в районе верхних галтелей.
