4. Расчет замка крепления рабочей лопатки компрессора

Одним из основных видов крепления лопаток компрессора являются замки типа "ласточкин хвост". От осевого перемещения лопатки крепятся в пазах. Лопатки могут садиться с натягом до 0,05 мм и с зазором (0,03..0,06) мм. Обычно посадку производят с зазором.

При работе двигателя на лопатку компрессора действуют центробежные силы, газовые силы и вибрации лопатки, которые обычно определяются экспериментальным путем. В данном расчете замка лопатки, учитываем действие только центробежных сил, а коэффициент трения принимаем f = 0,2.

Расчетная схема замка лопатки представлена на рис. 4.1

Рис. 4.1 Расчетная схема замка лопатки

Центробежная сила лопатки

,

,

где - напряжение в корневом сечении лопатки от растяжения центробежными силами; F_к - площадь корневого сечения лопатки; центробежная сила от хвостовика лопатки.

где - масса хвостовика лопатки получена при твердотель-ном построении хвостовика в программе KOMPAS;

= 0,1251 м - радиус центра тяжести хвостовика лопатки;

угловая скорость рабочего колеса об/мин.

Таким образом, центробежная сила лопатки равна .

Напряжения смятия на гранях замка лопатки

Напряжение среза в сечении ІІ-ІІ замкового выступа диска

где - площадь среза диска;

Напряжение среза в сечении ІV-ІV замка лопатки

Напряжение изгиба в сечении ІІІ - ІІІ замка лопатки

Напряжение изгиба в сечении ІV - IV замка лопатки

Приведенные напряжения в сечении ІV - IV замка лопатки.

Напряжение изгиба в сечении І - І замкового выступа диска

Напряжение изгиба в сечении ІІ - ІІ замкового выступа диска

Приведенные напряжения в сечении ІІ - ІІ замкового выступа диска.

Напряжение растяжения в сечении V - V замка лопатки

Центробежная сила части лопатки выше сечения V - V.

,

где центробежная сила верхней части хвостовика лопатки.

где - масса хвостовика лопатки получена при твердотель-ном построении хвостовика в программе KOMPAS;

= 0,12724 м - радиус центра тяжести верхней части хвостовика лопатки;

Коэффициенты запаса прочности

Таблица 4.1 - Допускаемые напряжения.

В результате расчета замка лопатки были получены напряжение растяжения, смятия и изгибающие напряжения.

Максимальные напряжения замок испытывает от действия изгибающего момента. Полученные в результате расчета запасы прочности гарантируют надежное закрепление лопаток в диске с помощью замка типа ласточкин хвост в кольцевом пазу.