Для изготовления колес радиальных турбин применяется только точное литье, так как фрезерование труднообрабатываемого высокожаропрочного материала было бы слишком дорогим.
В табл. 10.2 показана прочность некоторых жаропрочных сплавов.
Колеса осевых турбин изготовляются цельнолитыми очень редко, обычно отдельно изготовленные лопатки крепятся к кованому диску турбины. Так как лопатки воспринимают более высокие температуры, чем диски, то их можно изготовлять из различных материалов, например диск — из 13%-ной хромистой стали или хромоникелевой стали марки 1613, а лопатки — из нимоник 80А. При выборе материала ориентируются на ожидаемую температуру выпускных газов на входе в турбину, которая в зависимости от типа двигателя и условий его применения колеблется в широких пределах. Так, температура выпускных газов у крупных двухтактных дизелей редко достигает 450° С (723 К) и на практике не превышает 500° С (773 К), в то время как у автомобильных четырехтактных двигателей с принудительным зажиганием она может составлять 1000° С (1273 К) и выше. Вследствие расширения в направляющем колесе температура на входе в рабочее колесо значительно ниже, так что для последнего достаточными являются такие сплавы, как, например, In — 713 С.
Способ изготовления лопаток (фрезерование, ковка в штампах, точное литье) выбирается в зависимости от имеющихся приспособлений и масштабов производства. Для крепления лопаток к диску известный из области паровых турбин замок Лаваля является недостаточным вследствие высоких окружных скоростей. Экономичным видом крепления является соединение с помощью сварки, которая, однако, может допускаться только при определенной комбинации материалов, а также крепление посредством елочного замка — при очень большом числе изготовляемых лопаток и при наличии соответствующих приспособлений. Для устранения вибрации лопаток применяется демпфирующая проволока, проходящая через отверстия, отстоящие от конца лопасти примерно на 1/4 длины. Эта проволока, как правило, не скреплена с лопатками и предохраняется от выпадения только благодаря деформации; под действием центробежной силы она прилегает к отверстию в лопатке и за счет трения демпфирует колебания.
|