Проект паровой турбины: Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине "Энергетические машины", страница 22

1	2	3	4	5
15	Центробежная сила бандажа		Н	п. 6, табл. 8.2
16	Центробежная сила части хвостовика		Н
17	Напряжение растяжения в сечении АВ		Па
18	Центробежная сила участка АВСD		Н
19	Напряжение среза в сечении ВС или AD		Па
20	Полная центробежная сила хвостовика		Н
21	Напряжения смятия		Па

9. Расчет критической частоты вращения вала

При проектировании паровой турбины необходимо определить критическую частоту вращения вала и сравнить ее с рабочей частотой вращения. Работа турбины на критической частоте вращения или близких к ней частотах недопустима, так как при этом наблюдается резкое усиление вибрации турбины, возможны задевания деталей ротора за статорные элементы, выход из строя подшипников, уплотнений и даже разрушение вала.

Существует несколько методов определения критических частот вращения, наиболее распространенным является энергетический метод. Эти методы требуют предварительного выполнения конструктивного чертежа вала; но если окажется, что найденное расчетом критическое число оборотов незначительно отличается от рабочего, то и чертеж, и трудоемкий расчет необходимо будет переделывать. Поэтому целесообразно в процессе проектирования производить оценку критической частоты вращения с помощью приближенных методов. Один из таких методов предложен инженером В.В.Звягинцевым.

Для многоступенчатого ротора с дисками на двух опорах им рекомендована следующая формула:

                                             (9.1)

где d- максимальный диаметр вала, мм;   расстояние между опорами, м;      G- сила тяжести ротора, Н (в табл. 9.1 приведены для сравнения массы роторов ЦВД отечественных паровых турбин).

При этом предположено, что вал имеет наибольший диаметр посредине, откуда по направлению к подшипникам диаметр вала постепенно уменьшается.

Погрешность определения  по этой формуле составляет ±3,5% по сравнению с энергетическим методом.

По величине  определяют тип вала и опасную зону его работы. Валы паровых турбин могут иметь критическую частоту вращения как больше, так и меньше рабочей. В первом случае вал называют жестким. Обычно требуется, чтобы критическая частота вращения жесткого ротора не менее чем на 20-25% превышала рабочую. Для гибких валов нормальная частота вращения должна быть на 30-40% выше критической. Так как вторая критическая частота вращения для распространенных конструкций дисковых роторов на двух опорах приблизительно в 2,8 раза больше первой критической частоты, то рабочее число оборотов гибкого вала должно быть сопоставлено с обеими критическими частотами.

Обычно требуют, чтобы

                                         (9.2)

Если величина  попадает в опасную зону работы, то необходимо изменить величину  в формуле (9.1).

Таблица 9.1

Массы роторов ЦВД турбин

Тип турбины	Длина ротора ,м	Масса ротора ,кг
К-800-240	5,57	13.800
К-500-240	5,35	12.000
К-300-240-ЛМЗ	5,44	9.790
К-300-240-ХТГЗ	5,53	9.470
К-200-130	4,72	8.000
Т-100-130	3,704	4.670

ПРОЕКТ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ

Составители:        Урьев Евгений Вениаминович

Жуков Сергей Викторович

Редактор               Л.Ю. Козяйчева

Подписано в печать 3.05.2000                              Формат 80х64           1/16

Бумага писчая      Офсетная печать                      Усл. печ. л. 3,49

Издательство УГТУ

620002, Екатеринбург, Мира, 19