Файл: Стеклов, М. Л. Горизонтальные гидравлические турбины. Конструкция и расчет.pdf

Т а й л и ц a V.2

Определение реакций опор лопатки

Величины Ra и Rb главным образом зависят от усилия Рсг, которое имеет наибольшее значение при # макс. Поэтому при других напорах реакции не определяют. Для расчета лопатки

116

где Pri — приведенная гидравлическая сила на участке лопатки справа от сечения i—i\ ht — расстояние от точки приложения PTi до сечения i— i (см. рис. V.7);

где

■ — B+Jj

cpi — 2

Приведенная гидравлическая сила равна

Здесь Ft — площадь кольцевого сектора пера лопатки, равная

(V.32)

Моменты сопротивления сечений лопатки рассчитываются методами сопротивления материалов. Обычно лопатки разных направляющих аппаратов разных турбин геометрически подобны. Поэтому момент сопротивления лопатки в сходственном сечении вновь проектируемой гидротурбины можно пересчитать из момента сопротивления лопатки, спроектированный ранее, по формуле

где WM— момент сопротивления сечения лопатки, спроектирован ной ранее или модельной; DlM—-диаметр рабочего колеса турбины, лопатка которой принята для пересчета; D l —диаметр рабочего колеса вновь проектируемой турбины.

Напряжения изгиба

Значения приведенных гидравлических сил, координаты точек их приложения, изгибающих моментов, моментов сопротивлений

инапряжений в отдельных сечениях лопатки также записываются

втаблицу. По результатам расчета строится эпюра напряжений по длине лопатки.

Вместе перехода пера лопатки в цапфу, на которой установлен рычаг, действует крутящий момент

Для прочности лопатки наиболее опасными режимами являются: закрытый направляющий аппарат при максимальном

117

tianope с повышением давления, открытый направляющей аппарат при действии максимального гидравлического момента и при срезе пальца. Величины гидравлических моментов выбираются из гра­ фиков, моменты трения определяются по формуле (V.7).

Напряжение кручения в цапфе равно

аппарата, при котором имеют место наибольшие усилия, дей­ ствующие на лопатку. Наряду с этим опыт эксплуатации показы­ вает, что наибольшие напряжения в деталях механизма поворота направляющих лопаток возникают при полном закрытии напра­ вляющего аппарата и зависят от давления в сервомоторах. При полном закрытии давление, а также усилие в сервомоторах дости­ гают максимального значения, на которые следует рассчитывать указанные детали.

Расчет деталей механизма поворота. Детали механизма пово­ рота лопаток направляющего аппарата рассчитываются на два случая нагрузок: при максимальном усилии сервомотора и уси­ лии на серьге, разрушающем срезной палец. В расчете следует принимать значение Рсг при максимальном давлении масла в сер­ вомоторах. Расчет Рсг при нормальной работе производится для определения коэффициента запаса по потребному усилию. Если по какой-либо причине усилие сервомотора распределяется по лопаткам неравномерно (технологическая неодинаковость различ­ ных элементов механизма, попадание посторонних тел между закрывающимися лопатками), то одна или несколько лопаток

118

могут оказаться сильно перегруженными. Тогда вступает в дей­ ствие защитное устройство — срезной палец, который рассчиты­ вается на определенное срезное усилие и разрушается, если на­

Ротор капсульного агрегата устанавливается на опорные подшипники, число которых определяется в зависимости от ком­ поновки и размеров турбины и генератора. Подшипники воспри­ нимают весовые нагрузки ротора агрегата и нагрузки, действующие в поперечном к оси вала направлении. Наиболее опасными являются нагрузки, возникающие от магнитного тяжения в гене­ раторе и двойного короткого замыкания в генераторе во время аварии. Условия работы подшипников в горизонтальном агрегате значительно тяжелее, чем в вертикальном, где они являются, по существу, только направляющими. В то же время условия работы подшипников зависят от качества балансировки турбины (рабочего колеса) и балансировки генератора как магнитной, так и механи­ ческой. Опыт эксплуатации гидроагрегатов Саратовской ГЭС в начальный период показал, что работа их возможна только после тщательной балансировки ротора генератора.

Вал во время работы агрегата имеет изгибные деформации, кроме того, всегда имеет место некоторая неточность при монтаже подшипников, поэтому ось вала и оси подшипников могут не совпадать друг с другом. Чтобы устранить это несовпадение, отрицательно сказывающееся на режиме работы агрегата, подшип­ ники выполняются самоустанавливающимися. Это достигается установкой под корпус или под вкладыши шаровых опор.

Практически во всех горизонтальных агрегатах применяются подшипники скольжения с вкладышами, залитыми баббитом. Естественно, что баббит должен быть высокого качества, хорошо обработан и, что не менее важно, должно быть высокое качество

120