ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОВЫХ И МЕХАНИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ КРУПНЫХ УЗЛОВ ГИДРОГЕНЕРАТОРОВ-ДВИГАТЕЛЕЙ

image_print
DOI https://doi.org/10.15407/pmach2018.03.031
Журнал Проблемы машиностроения
Издатель Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного Национальной академии наук Украины
ISSN 0131-2928 (print), 2411-0779 (online)
Выпуск Том 21, № 3, 2018 (сентябрь)
Страницы 31-38

 

Авторы

А. В. Третьяк, ГП «Завод «Электротяжмаш» (61089, Украина, г. Харьков, пр. Московский, 299), Национальный аэрокосмический университет им. Н. Е. Жуковского «ХАИ» (61070, Украина, г. Харьков, ул. Чкалова, 17), e-mail: alex3tretjak@ukr.net

А. Ю. Шуть, ГП «Завод «Электротяжмаш» (61089, Украина, г. Харьков, пр. Московский, 299), e-mail: alekspetm@gmail.com

П. Г. Гакал, Национальный аэрокосмический университет им. Н. Е. Жуковского «ХАИ» (61070, Украина, г. Харьков, ул. Чкалова, 17), e-mail: pavlo.gakal@gmail.com, ORCID: 0000-0003-3043-2448

 

Аннотация

Выполнен детальный анализ конструкции гидрогенератора-двигателя предельной мощности с воздушным охлаждением. Показано, что крестовина гидрогенератора зонтичного типа воспринимает динамические нагрузки, обусловленные силами, действующими в трех плоскостях. При этом их учет аналитическими методами не представляется возможным. Для трехмерного расчета необходимо учесть тепловые и механические факторы, а также особенности применяемого листового проката. В ходе решения поставленной задачи с учетом тепловых нагрузок предлагается дискретное разбиение крестовины на n-е количество участков. Критерий сходимости для решения обратной задачи основан на сохранении общего теплового баланса конструкции с учетом ограниченной точности измерительных приборов. Обоснован выбор допускаемых напряжений с учетом наличия раковин в структуре металла, не превышающих своего класса сплошности для выбранного металлопроката. Предлагается в зону с наименьшими запасами прочности ввести «элементарный дефект» как окружность с геометрическими данными согласно ограничениям по сплошности. При этом коррекция подбора параметров сетки конечных элементов для введенного дефекта осуществляется, как и для пластины с эксцентрично расположенными отверстиями. Сетку уменьшают до того момента, при котором разница по максимальным напряжениям в одних и тех же узлах станет не более 0,04%. Механические нагрузки задаются в классической постановке. В ходе работы установлено, что запасы прочности крупных узлов генератора должны регламентироваться качеством используемого металлопроката, а механические расчеты учитывать тепловые факторы.

 

Ключевые слова: турбогенератор, механические напряжения, тепловой процесс, дефекты металла.

 

Полный текст: загрузить PDF

 

Литература

  1. Третьяк О. В., Шуть О. Ю., Трибушной М. В. Аналіз теплового стану хрестовини гідрогенератора – двигуна великої потужності за особливих умов експлуатації. Вісник НТУ «ХПІ». Сер. Енергетичні та теплотехнічні процеси й устаткування. 2017. № 11 (1233). С. 49–54.
  2. Третьяк А. В., Шуть А. Ю., Гакал П. Г., Полиенко В. Р. Особенности математического моделирования теплового состояния гидрогенераторов капсульного типа. Вісн. НТУ «ХПІ». Сер. Електричні машини та електромеханічне перетворення енергії. 2017. № 10 (1232). С. 44–51.
  3. Красных В. Ю., Королев В. Н. Тепломассообмен. Основные формулы, задачи и способы их решения: сб. задач. Екатеринбург: Урал. федерал. ун-т, 2012. 64 с.
  4. Технология производства металлопроката. Дефект металла «Раковины от окалины» URL: http://metallopraktik.ru/novosti/defekt-metalla-rakovinyi-ot-okalinyi/ (Дата звернення: 5.07.18).

 

Поступила в редакцию 11 июля 2018 г.

Принята в печать