Опис документа

Автор: Молтасов А.В., Ткач П.Н., Гоголев А.Я., Авдюшкин А.А., Мотрунич С.И.

Проведен проверочный расчет на статическую прочность сварной конструкции диска рабочего колеса дымососа под действием эксплуатационных нагрузок. Рабочее колесо дымососа состоит из диска и приваренной к нему цилиндрической обечайки с двадцатью лопатками, равномерно расположенными по ее периметру. Напряженное состояние, реализующееся в диске при эксплуатации, обусловлено действием сил инерции, возникающих в результате вращения рабочего колеса с постоянной угловой скоростью. Компоненты напряжений определялись решением краевой задачи квазистатической теории упругости. При задании краевых условий было необходимо определить напряжение на внешнем контуре диска, вызванное центробежными силами, создаваемыми лопатками, для чего была предложена соответствующая формула, учитывающая массо-центровочные характеристики лопатки. Было установлено, что в штампованных дисках толщиной 48 и 44 мм максимальное радиальное напряжение действует в ступице и составляет 28 и 29,5 МПа соответственно, максимальные окружные напряжения при этом более чем в два раза ниже радиальных. Главным отличием сварного и штампованного дисков является наличие концентраторов напряжений, обусловленных геометрической неоднородностью конструкции в зоне сварных соединений. При помощи инженерного метода, основанного на гипотезе ломаных сечений, было описано напряженное состояние в зонах концентрации напряжений. Результаты расчетов коэффициента концентрации напряжений предложенным методом хорошо согласуются с результатами, полученными методом конечных элементов. С учетом концентрации напряжений в сварных дисках толщиной 48 и 44 мм максимальное радиальное напряжение действует в месте сопряжения кольца с обечайкой и составляет 35,8 и 37,5 МПа соответственно. Эти величины превышают напряжения в ступице для соответствующих штампованных дисков более чем на 20 %, однако более чем в 5 раз ниже предела текучести материала диска. Ввиду этого можно утверждать, что статическая прочность обеих рассматриваемых сварных конструкций диска обеспечивается.