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.
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.
|