Способ определения трещиностойкости ротора
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU,, 1205013
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ - -" а
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИЙ
К ABTGPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3724434/24-06 (22) 12.04.84 (46) 15,01,86. Бюл, У 2 (71) Всесоюзный дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно †исследовательск институт им. Ф,Э.Дзержинского и Московский инженерно-физический институт (72) И.Л.Израилев, Н.А.Махутов, Б.Т.Рунов, Е.M.Ìoðîçîâ, А.З.Зиле, А.Л.Лубны-Герцык и Ф.Г,Максудов (53) 621.438.620.171(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N - 769033, кл. F 01 0 25/00, 1980, Определение характеристик трещиностойкости при статическом раэру" шении РД-50-260-81. Методические указания. M.: Издательство Стандартов, 1982, с. 12-15. (5g < 0 01 N 33/20 F 01 D 25/00 (54 )(57 ) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕ1ЦИНОСТОЙКОСТИ РОТОРА преимущественно паровой турбины путем нагружения образца с трещиной до его разрушения и измерения параметров трещины, развивающейся при нагружении, по которым затем судят о трещиностойкости, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения трещиностойкости ротора, в качестве образца используют натурный ротор с трещиной, нагружение производят путем последовательного приложения к ротору статической и динамической нагрузок, между каждым периодом 2
S нагружения поворачивают ротор, а в качестве параметров трещины исполь-, зуют изменение прогиба ротора.
I2050i3
Составитель !О,Булкин
Техред A,Áoéêî
Корректор В. Бутяга
Редактор С.Лисина
Заказ 8520/44 Тираж 896 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва,, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5
Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4
Изобретение относится к энерюомашиностроению, в частности к способам определения трещиностойкости роторов преимущественно паровых турбин в связи с развитием в них трещин. 5
Цель изобретения — повышение точности определения трещиностойкости ротора.
Трещиностойкость ротора определяют следующим образом. 10
Испытывают используемый в качестве образца ротор с трещиной, возникшей в процессе эксплуатации или искусственной. Первый этап - статические испытания, при которых измеря- 15 ют прогиб ротора при углах его повоо рота от 0 до 360, При этом измеряют раскрытие трещины, В результате этих испытаний получают зависимость между раскрытием трещины и прогибом 20 ротора. По этой зависимости расчетным путем определяют нижнюю границу трещиностойкости ротора при фактических размерах трещины и максимальной нагрузке. Затем эти испытания поповторяют . приложив в плоськости тре3 щины статическую нагрузку, раскрывающую эту трещину. Проводят окисление поверхности трещины.
Нагружение ротора с трещиной
ЗО производят путем последовательного приложения к нему статической и динамической нагрузок, а между каждым периодом нагружения поворачивают ротор и производят указанные изме35 рения прогиба ротора. Динамическое нагружение осуществляют вибраторы, возбуждая критическую частоту колебаний ротора. Гибеие опоры обеспечивают свободную подвеску, исключают
40 передачу вибрационных нагрузок на испытательную установку. Ротор при этом не вращается, а лишь колеблется в положении, при котором сила веса вызывает максимальное раскры45 тие трещины. Развитие трещины контролируют методами неразрушающего контроля. Указанные операции периодически повторяют до разрушения ротора.
Используя определенную в процессе испытаний связь прогиба ротора с
I раскрытием трещины и максимальную нагрузку, определяют трещиностойкость или по известной приблжкенной методике, или с использованием специальных численных методов, например метода конечных элементов, Способ реализован при испытании ротора высокого давления, содержащего трещину, развившуюся со стороны наружной поверхности посередине длины ротора. В плоскости трещины приложили вертикальную нагрузку Р, вызвавшую номинальные изгибные напряжения на поверхности вала ротора, равныегде 1 — расстояние между опорами;
Н вЂ” радиус вала ротора, С помощью гидропресса создали
Р - 100 т. При этом 6 = 100 МПа.
Максимальный прогиб ротора, вызванный наличием трещины глубиной h
40 мм, сос.тавил 0,030 мм (измерен тензодатчиками), При этом трещина находилась внизу (Я = О), а при
180 раскрытие было близким к нулю, Проведя окисление поверхности трещины, вибратором, установленным на полумуфте ротора, созданы колебания, при которых изгибающий момент М = 1,22,10 Нм; упругая в энергия системы Я = 3050 Дж, частота f = =100 Гц; мощность вибратора = 3 кВт. Разрушение ротора произошло после набора 10 циклов.
При этом трещиностойкость составила
241 NIIa - N
Полученное значение трещиностойкости более достоверно, чем определенное с помощью испытания стандартных образцов. Значение трещиностойкости определенное согласно . предлагаемому способу, может быть использовано для всех роторов данного типа.
