Судовые двигатели

Диски паровых турбин

Рабочие диски активных турбин как основное звено, переда­ющее крутящий момент от рабочих лопаток валу, должны быть жестко и надежно укреплены на валу, а рабочие лопатки — на венцах дисков. Диски работают при больших напряжениях. Под действием центробежных сил в материале диска возникают ра­диальные и касательные напряжения, достигающие 200 Мн/м2 и более. Кроме того, диски работают в области высоких температур, достигающих 500° С. Как уже отмечалось, диски можно изготовлять отдельно или заодно с валом (цельнокованые роторы).

Рабочий диск состоит из трех основных частей: обода, в кото­ром закрепляют ножки лопаток; ступицы, с помощью которой диск насаживается на вал, и полотна, соединяющего обод со сту­пицей. Форма обода диска определяется типом хвостового крепления лопаток. Форма ступицы и полотна зависит от нагрузки диска.

Формы турбинных дисков

На рис. 27 показаны основные формы турбинных дисков. По форме профиля полотна диски турбин различают: постоянной тол­щины (рис. 27, а), постоянной толщины у обода и конические 15 остальной части лопатки (рис. 27, б), конические (рис. 27, в), гиперболические (рис. 27, г) и равного сопротивления (рис. 27, д). С точки зрения технологии процесса изготовления самым простым является диск постоянной толщины, а самыми сложными — ги­перболический и равного сопротивления. Диски равного сопротив­ления наиболее совершенны в отношении использования материала и дают возможность достигнуть максимальной окружной скорости 400—430 м/сек. Их применяют в наиболее нагруженных роторах судовых паровых турбин и в одноступенчатых активных вспомо­гательных турбинах. Для окружных скоростей до 250 м/сек ис­пользуют диски первых трех форм. Гиперболические диски при­годны для окружных скоростей до 300 м/сек.

Наружный диаметр дисков составляет 400—1200 мм, диаметр отверстия ступицы колеблется в пределах 200—450 мм, осевая ши­рина ступицы 70—250 мм; осевая ширина обода 30—180 мм; осе­вая толщина у обода 12—60 мм и у ступицы 30—100 мм.

Материалом для дисков служат различные сорта углеродистой и легированной стали. Диски, малонапряженные и работающие в умеренных температурах, изготовляют из углеродистой стали 45; диски, работающие при высоких температурах, — из стали с при­садкой молибдена 0,2—0,4%; наиболее напряженные диски — из хромоникелевой или хромоникелевомолибденовой стали.

Допускаемые напряжения в диске зависят от температуры пара и не должны превосходить 0,4сгт (предела текучести материала), что составляет для дисков из углеродистой стали 200 Мн/м2 и из легированной стали 300 Мн/м2.