что такое осевое усилие
Осевые усилия и способы их уравновешивания
Пар, расширяясь в проточной части турбины, передает на ротор не только вращающий момент, определяемый окружными усилиями, действующими на рабочие лопатки, но
и осевые усилия, которые не создают полезной работы и воспринимаются упорным подшипником. Чаще всего эти усилия стремятся сдвинуть ротор в направлении потока пара, причем иногда они достигают большой величины. Для того чтобы обеспечить надежную работу турбины и, в частности, ее упорного подшипника, необходимо с достаточной точностью определить осевое усилие.
Для этого рассмотрим осевые усилия, действующие на одну из промежуточных ступеней многоступенчатой турбины, показанной на рис. 5.28. В увеличенном масштабе эта ступень изображена на рис. 5.29.
На венец рабочей решетки передается осевое усилие, которое было определено в § 3.1 и составляет для я-й ступени при
полном подводе пара
Если давления пара рп и р2п по обе стороны диска не равны между собой, то диск испытывает осевую нагрузку, равную
где йп—средний диаметр ступени; — диаметр втулки диска; /2п — высота рабочих лопаток. Если диаметры йХп и й1п промежуточных уплотнений по обе стороны диска не равны, как это, например, показано на рис, 5.29, то осевое усилие, передаваемое в пределах ступени на торцевую поверхность, определяемую разностью диаметров уплотнений, запишется так:
Наконец, если рассматривать уплотнение диафрагмы и предположить, что на роторе выполнены ступеньки, то возникнет осевое усилие из-за разности давлений по обе стороны каждой ступеньки. Полное усилие, передаваемое на уплотнение, составит
—средний диаметр уплотнения; Ау — высота ступеньки на валу.
Если во всех гребнях уплотнения зазоры одинаковы, то можно приближенно принять
Для того чтобы определить полное усилие на ротор турбины, надо просуммировать эти нагрузки по всем ступеням турбины и учесть также усилия, возникающие в области концевых уплотнений ротора. Прежде чем составлять эту сумму, обратим внимание на некоторые частные особенности.
1. Иногда оказывается возможным пренебречь составляющей осевого усилия, действующего на рабочие лопатки турбины, так как в частях высокого и среднего давлений в ступени
В последних ступенях конденсационных турбин из-за большого теплоперепада и значительной реактивности
При небольших теплоперепадах можно принять, что разность давлений рг—р2 пропорциональна степени реактивности ступени и разности давлений р0
следует рассматривать как величину отрицательную.
В свою очередь
— перепад
давления на лопатках.
количество пара, протекающего через разгрузочные отверстия, можно написать
Если выразить входящие в это равенство расходы через уравнения неразрывности, то можно после преобразований найти формулу для коэффициента:
— через разгрузочные отверстия диска; 2У — число гребней в лабиринтовом уплотнении диафрагмы.
—положительная величина, и отрицательные, если
направляется из дисковой камеры в рабочую решетку ступени.
Надежность расчета по указанной формуле зависит от того, насколько точно известны коэффициенты расхода |1К и |лр и величина зазоров. В качестве первого приближения можно принимать при отсутствии уплотнения зазора
— окружная скоройть на диаметре диска, где расположены отверстия; ср — скорость пара через отверстия,
здесь
—шаг между отверстиями.
Коэффициент расхода цк через корневой зазор приведен в зависимости от направления потока, величины зазора и числа
Если представленные на рис. 5.30 зависимости для коэффициентов выразить аналитически, то легко записать алгоритм для расчета осевого усилия в турбинной ступени и составить программу для его определения применительно к конкретной ЭВМ.
Следует учитывать, что, как было показано в § 3.3, степень реактивности и, следовательно, давления в ступени переменны по радиусу. Это также должно быть учтено при детальном расчете осевого усилия.
Необходимо подчеркнуть, что из-за больших поверхностей дисков даже незначительные разности давлений приводят
не
Для того чтобы уменьшить суммарное осевое усилие, передаваемое на упорный подшипник, в паровых турбинах стараются его уравновесить. Этого можно достичь, например, увеличив диаметр переднего концевого уплотнения (рис. 5.28) и соединив промежуточную полость А с конденсатором или с промежуточной ступенью, давление в которой невелико. Таким образом, создается уравновешивающее усилие, направленное навстречу потоку пара и уменьшающее нагрузку упорного подшипника.
Включенный между камерой первой ступени и концевым уплотнением участок ротора, уравновешивающий осевые усилия, действующие па ротор турбины, получил название уравновешивающего, или разгрузочного, диска.
Если воспользоваться обозначениями, приведенными на рис. 5.28, принять, что
обозначить реакцию упорного подшипника через Яу и предположить, что отвод пара из внешней камеры разгрузочного диска производится в промежуточную ступень, где при расчетной нагрузке давление равно рх, то сумма осевых проекций сил, действующих па ротор, составит: усилия, направленные влево:
Решая это уравнение относительно с1Х9 находим
Это равенство показывает, что с1х зависит от той нагрузки Лу, которая может быть допущена па упорный подшипник.
, так как увеличение диаметров ступеней почти целиком определяется разностями диаметров барабана.
, поскольку в реактивных ступенях значительны перепады давлений на рабочих решетках.
Для групп реактивных ступеней с одинаковым средним диаметром и мало меняющейся высотой рабочих лопаток, пренебрегая разностью количества движения в осевом направлении, можно написать
Чтобы уравновесить значительные осевые усилия, возникающие в реактивных турбинах, приходится применять разгрузочные диски очень большого диаметра, как это, например, видно на рис. 5.3. Если в реактивной турбине все рабочие лопатки расположены на цилиндрическом барабане, а давление рх равно давлению за последней ступенью, то полностью осевое усилие уравновешивается, если диаметр разгрузочного диска с1х равен среднему диаметру средней ступени.
В многоцилиндровых турбинах осевое усилие стараются уравновесить, направляя потоки пара в первом и втором цилиндрах во взаимно противоположные стороны, как это схематически показано на рис. 5.31. При этом осевые усилия каждого из цилиндров могут быть полностью взаимно уравновешены и разгрузочный диск становится излишним.
Современные мощные турбины выполняются с раздельными потоками в цилиндрах низкого давления (см. рис. 10.13) и даже в цилиндрах среднего и высокого давления (см. рис. 10.13 и 10.32). В этом случае ротор каждого цилиндра практически уравновешен.
Если уравновешивание достигается с помощью разгрузочного диска, то. найдя его диаметр и оцепив допустимые утечки пара через уплотнение разгрузочного диска, называемого д у м и с с о м. определяют, пользуясь формулами § 4.3, число гребней лабиринтового уплотнения
. В реактивных турбинах утечки
через думисс достигают значительной величины и вызывают снижение КПД, что особенно существенно сказывается в турбинах с небольшим объемным пропуском пара.
Для того чтобы обеспечить высокую экономичность турбины, следует стремиться выдерживать малые радиальные и осевые зазоры в проточной части турбины. Радиальные зазоры зависят не только от диаметра ротора, но и от точности изготовления турбины и ее монтажа. Современная технология изготовления, использующая станки с числовым программным управлением и обрабатывающие центры, позволяет уменьшить расчетные значения зазоров. Радиальные зазоры зависят также от жесткости ротора и корпуса. Для уменьшения осевых зазоров необходимо сократить осевые перемещения ротора относительно статорной части турбины, которые оказываются значительными в многоцилиндровых турбинах с расположением упорного подшипника у конца ротора. Поэтому, скажем, в двухцилиндровых турбинах направление потоков в цилиндрах выполняется противоположным, а упорный подшипник располагается между цилиндрами. В пятицилиндровых турбинах насыщенного пара К-550-6,4 и К-750-6,4 ХТЗ, К-1000-5,9/50 ЛМЗ первый цилиндр — ЦВД — располагается посередине турбины, рядом с ним — упорный подшипник, а четыре ЦНД — по два с каждой стороны ЦВД.
Следует иметь в виду, что неизбежные (в пределах допусков) отклонения в размерах облопачивания, несколько отличающиеся от расчетных зазоры в турбинах, что вызывается допусками при монтаже и воздействием условий эксплуатации, а также переменные и переходные режимы работы турбины приводят к изменению по сравнению с первоначальным расчетным значением усилия /?у, действующего на упорный подшипник. Все это должно учитываться при проектировании турбины. Детально вопрос об изменениях усилия Яу из-за упомянутых и ряда других причин рассматривается.
осевое усилие
Смотреть что такое «осевое усилие» в других словарях:
осевое усилие — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999] Тематики электротехника, основные понятия EN axial forcethrust force … Справочник технического переводчика
осевое усилие — [axial force] сила, действующая в процессе деформирования на изделие или технологический инструмент в направлении вдоль оси деформации. Смотри также: Усилие усилие прессования … Энциклопедический словарь по металлургии
осевое усилие вследствие несейсмических воздействий, входящих в комбинацию воздействий для сейсмической расчетной ситуации — Ned,G — [Англо русский словарь по проектированию строительных конструкций. МНТКС, Москва, 2011] Тематики строительные конструкции Синонимы Ned,G EN axial force due to the non seismic actions included in the combination of actions for the… … Справочник технического переводчика
осевое усилие вследствие сейсмической расчетной ситуации, нормированное по Acfcd — v — [Англо русский словарь по проектированию строительных конструкций. МНТКС, Москва, 2011] Тематики строительные конструкции Синонимы v EN axial force due in the seismic design situation, normalized to Acfcd … Справочник технического переводчика
осевое усилие из анализа только вследствие расчетного сейсмического воздействия — NEd,E — [Англо русский словарь по проектированию строительных конструкций. МНТКС, Москва, 2011] Тематики строительные конструкции Синонимы NEd,E EN axial force from the analysis due to the design seismic action alone … Справочник технического переводчика
результирующее осевое усилие — результирующее осевое давление — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом Синонимы результирующее осевое давление EN net thrust … Справочник технического переводчика
критическое осевое усилие в упругой стадии — Ncr — [Англо русский словарь по проектированию строительных конструкций. МНТКС, Москва, 2011] Тематики строительные конструкции Синонимы Ncr EN elastic critical normal force … Справочник технического переводчика
расчетное осевое усилие из анализа на сейсмическую расчетную ситуацию — NEd — [Англо русский словарь по проектированию строительных конструкций. МНТКС, Москва, 2011] Тематики строительные конструкции Синонимы NEd EN design axial force from the analysis for the seismic design situation … Справочник технического переводчика
Допускаемое осевое усилие, действующее на штуцер, Н — [F] Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Эффективное осевое усилие, действующее на штуцер, Н — Fe Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
усилие прессования — [extrusion force, compaction force] сила, необходимая для выдавливания металла через матрицу или для уплотнения порошковой прессовки. Смотри также: Усилие осевое усилие усилие волочения … Энциклопедический словарь по металлургии
осевое усилие
Смотреть что такое «осевое усилие» в других словарях:
осевое усилие — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999] Тематики электротехника, основные понятия EN axial forcethrust force … Справочник технического переводчика
осевое усилие — [axial force] сила, действующая в процессе деформирования на изделие или технологический инструмент в направлении вдоль оси деформации. Смотри также: Усилие усилие прессования … Энциклопедический словарь по металлургии
осевое усилие вследствие несейсмических воздействий, входящих в комбинацию воздействий для сейсмической расчетной ситуации — Ned,G — [Англо русский словарь по проектированию строительных конструкций. МНТКС, Москва, 2011] Тематики строительные конструкции Синонимы Ned,G EN axial force due to the non seismic actions included in the combination of actions for the… … Справочник технического переводчика
осевое усилие вследствие сейсмической расчетной ситуации, нормированное по Acfcd — v — [Англо русский словарь по проектированию строительных конструкций. МНТКС, Москва, 2011] Тематики строительные конструкции Синонимы v EN axial force due in the seismic design situation, normalized to Acfcd … Справочник технического переводчика
осевое усилие из анализа только вследствие расчетного сейсмического воздействия — NEd,E — [Англо русский словарь по проектированию строительных конструкций. МНТКС, Москва, 2011] Тематики строительные конструкции Синонимы NEd,E EN axial force from the analysis due to the design seismic action alone … Справочник технического переводчика
результирующее осевое усилие — результирующее осевое давление — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом Синонимы результирующее осевое давление EN net thrust … Справочник технического переводчика
критическое осевое усилие в упругой стадии — Ncr — [Англо русский словарь по проектированию строительных конструкций. МНТКС, Москва, 2011] Тематики строительные конструкции Синонимы Ncr EN elastic critical normal force … Справочник технического переводчика
расчетное осевое усилие из анализа на сейсмическую расчетную ситуацию — NEd — [Англо русский словарь по проектированию строительных конструкций. МНТКС, Москва, 2011] Тематики строительные конструкции Синонимы NEd EN design axial force from the analysis for the seismic design situation … Справочник технического переводчика
Допускаемое осевое усилие, действующее на штуцер, Н — [F] Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Эффективное осевое усилие, действующее на штуцер, Н — Fe Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
усилие прессования — [extrusion force, compaction force] сила, необходимая для выдавливания металла через матрицу или для уплотнения порошковой прессовки. Смотри также: Усилие осевое усилие усилие волочения … Энциклопедический словарь по металлургии
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Значение осевого усилия при подъеме труб ( см. табл. 36) приближается к Fc по мере увеличения скорости мт. При одной и той же скорости подъема по мере увеличения расхода жидкости, подаваемой в скважину, расхождение между значениями указанных осевых усилий возрастает. Причем при промывке и в момент, соответствующий концу продавки, вес поднимаемой обсадной колонны больше осевого усилия, приходящегося на неподвижные трубы, погруженные в покоющуюся жидкость. [2]
Значения осевых усилий на уступы ротора, подсчитанные по формуле ( 157), приведены в табл. И. [3]
При этих значениях осевого усилия достигается наибольшая механическая скорость бурения и имеет место максимальный износ коронок. При меньших величинах осевого усилия ( левая часть графиков) за счет сил отдачи увеличивается амплитуда отхода коронок от забоя, и часть энергии удара непроизводительно расходуется на преодоление сил отдачи и перемещение коронки к забою в момент удара. При большем значении осевого усилия ( правая часть графиков) возникают большие силы трения коронки о забой скважины, в результате чего скорость бурения падает. [5]
Таким образом, определив значение осевого усилия на одной линии резания, можно найти нагрузку на долото. [6]
Полученным моментам соответствуют наименьшие из значений осевых усилий в ниппеле ( QH) и муфте ( QM) для каждого типоразмера замка. [8]
По формуле (III.49) и данным табл. 35 были найдены значения осевого усилия при спуске колонны труб. [9]
Значение осевого усилия при подъеме труб ( см. табл. 36) приближается к Fc по мере увеличения скорости мт. При одной и той же скорости подъема по мере увеличения расхода жидкости, подаваемой в скважину, расхождение между значениями указанных осевых усилий возрастает. Причем при промывке и в момент, соответствующий концу продавки, вес поднимаемой обсадной колонны больше осевого усилия, приходящегося на неподвижные трубы, погруженные в покоющуюся жидкость. [11]
При нормировании сверлильных работ, так же как и токарных, нормы рассчитывают по нормативам. Расчеты ведут в следующем порядке. Сначала по таблицам нормативов в зависимости от характера обработки находят подачу, затем в соответствии с принятой подачей по другим таблицам определяют скорость резания, осевое усилие и мощность резания. Полученные из таблиц значения осевого усилия и мощности сопоставляют с паспортными данными станка. Если осевое усилие будет больше, чем в паспорте, то по той же таблице нормативов берут новую, меньшую подачу и по ней ведут весь дальнейший расчет. Если мощность резания окажется больше паспортной, то по той же таблице выбирают частоту вращения, соответствующую мощности станка. После выбора режима резания рассчитывают машинное время по приведенным выше формулам. [12]
В [9, 10] для построения истинных диаграмм деформирования при больших деформациях был предложен экспериментально-теоретический подход, основанный на совместном анализе результатов натурного эксперимента и численного моделирования процессов деформирования лабораторных образцов или элементов конструкций. В рамках этого метода для определения механических констант материала формируется целевая функция, описывающая различия натурных и численных экспериментов. Параметрами сравнения могут быть силы, перемещения, деформации и др. Далее строится итерационный процесс нахождения механических констант материала. Численное решение задачи в первом приближении производится с использованием диаграммы деформирования, полученной в предположении равномерного деформирования образцов. В последующих приближениях осуществляется корректировка диаграммы деформирования в зависимости от относительной разницы значений осевых усилий в расчете и эксперименте. Таким образом, в [9] была построена диаграмма деформирования для стального ( 12X18 Н10Т) стержня круглого поперечного сечения до момента разрушения. [13]
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Для решения ряда вопросов, связанных с хромированием винта, так же как и для определения осевых усилий от трения винта в обойме требуется знать величины площади его поверхности. [16]
Такая большая разница говорит о том, как велика роль неравномерности распределения тепла в осевом направлении при определении осевого усилия и влиянием его пренебречь нельзя. Следует отметить, что неравномерный нагрев или охлаждение эксплуатационной колонны по длине вызывает в сечениях трубы кроме осевой силы еще изгибающий момент. [17]
Современное насосостроение характеризуется постоянной тенденцией к повышению единичных мощностей агрегатов и повышению скоростей, при этом величины осевых усилий, действующих на рабочие колеса, достигают значительных величин, поэтому несмотря на значительные успехи в гидродинамической теории смазки и успешный опыт экспериментальной обработки подшипников задача определения фактических осевых усилий является весьма актуальной. [19]
При больших единичных мощностях агрегатов осевые усилия, действующие на рабочие колеса, могут достигать десятков и даже сотен тонн. Поэтому определение фактических осевых усилий является весьма актуальным. [20]
Использование такого приспособления для определения осевого усилия при штатных параметрах невозможно, так как высокое давление на этих режимах потребует такой затяжки сальника, что сила трения в нем превзойдет измеряемое осевое усилие. Наиболее универсальным является способ определения усилия с помощью измерения напряжений в некоторых упругих звеньях, специально создаваемых в опорах или других частях насоса. Напряжения в этих упругих звеньях измеряют тензодатчиками. Предварительно проводится тарировка упругих звеньев, при которой определяют зависимость между напряжением и усилием. Усилие при тарировке создается специальным приспособлением. [22]
Соотношение момента трения и момента резания зави-еит от степени затупления породоразрушающих элементов. Это видно из уравнений (4.13) и (4.15) для определения осевого усилия на долоте. Из анализа этих уравнений вытекает, что затупление породоразрушающих элементов сильнее влияет на осевое усилие, чем на усилие резания. [25]
Из-за отсутствия проверенных методов расчета при конструировании одновинтового насоса приходится пользоваться данными об осевых усилиях в других насосах, иногда весьма отличающихся от проектируемого. Поэтому с теоретической стороны целесообразно рассмотреть задачу об определении осевых усилий и внести необходимые поправки в метод расчета, сравнивая полученные расчетные данные с экспериментальными и практическими данными. [26]
В третьей главе исследуются плоские смешанные задачи для упругих тел, усиленных кольцеобразными накладками и тонкостенными включениями. Здесь дано решение задачи о передаче нагрузки от кольцеобразной накладки к упругой бесконечной пластине. Исследуется задача о напряженном состоянии упругой плоскости с круглым отверстием, усиленным по обводу кольцеобразными накладками. Показано, что такое усиление благоприятно влияет на концентрацию напряжений в окружном направлении. Изучено напряженное состояние тяжелого круглого диска, усиленного кольцеобразными накладками и подвешенного нерастяжимыми лентами к одной неподвижной точке. Далее, решаются задачи о контактном взаимодействии прямоугольных тонкостенных включений конечной и полубесконечной длин, а также двух одинаковых или периодически расположенных включений с упругой плоскостью. Предлагается способ определения осевых усилий на концах включений, основанный на использовании выражений коэффициентов интенсивности осевых напряжений в плоскости, содержащей разрезы соответствующих форм. В четвертой главе рассматриваются пространственные смешанные задачи для упругих тел, усиленных накладками. Здесь дается постановка и решение задачи о контакте узкой прямоугольной накладки конечной длины с упругим полупространством. Обсуждается контактная задача о напряженном состоянии упругого полупространства, усиленного узкой прямоугольной накладкой бесконечнбй или полубесконечной длины. Рассматривается осесимметричная контактная задача о передаче нагрузки от круглой накладки к упругому полупространству. Решается задача о взаимодействии цилиндрической накладки конечной длины с упругим бесконечным сплошным цилиндром или с бесконечным пространством при наличии в нем цилиндрической полости. Наконец, рассматривается равновесие тяжелого упругого шара, усиленного симметрично относительно экватора сферической поясо-вой накладкой и подвешенного при помощи нерастяжимых лент к одной неподвижной точке. Обсуждаются различные постановки этой задачи. [30]