Анализ напряженно-деформированного состояния и контактных давлений на поверхностях бронзовых втулок подшипника лопасти поворотно-лопастного рабочего колеса

Авторы

  • В. Г. Субботин Акционерное общество «Турбоатом» (61037, Украина, г. Харьков, пр. Московский, 199), Ukraine https://orcid.org/0000-0002-2489-5836
  • А. С. Бураков Акционерное общество «Турбоатом» (61037, Украина, г. Харьков, пр. Московский, 199), Ukraine https://orcid.org/0000-0002-3264-5300
  • А. В. Душин Акционерное общество «Турбоатом» (61037, Украина, г. Харьков, пр. Московский, 199), Ukraine https://orcid.org/0000-0002-1549-5152
  • В. Н. Ефименко Акционерное общество «Турбоатом» (61037, Украина, г. Харьков, пр. Московский, 199), Ukraine https://orcid.org/0000-0003-2140-893X
  • А. О. Коршунов Акционерное общество «Турбоатом» (61037, Украина, г. Харьков, пр. Московский, 199), Ukraine https://orcid.org/0000-0002-3386-5372
  • О. Н. Хорев Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины (61046, Украина, г. Харьков, ул. Пожарского, 2/10), Ukraine https://orcid.org/0000-0001-6940-4183

Аннотация

Выполнен анализ существующих и перспективных конструкций уплотнения лопастей для рабочих колес поворотно-лопастного типа. Выбранный тип уплотнения обеспечивает максимальную экологичность для рабочих колес поворотно-лопастного типа. Построена трехмерная модель сектора корпуса рабочего колеса с установленной цапфой и внутренней и внешней втулками цапфы лопасти с учетом цикличной симметрии конструкции рабочего колеса на базе современной системы автоматического проектирования. Разработана схема приложения внешних нагрузок от лопасти и рычага на приведенную трехмерную модель сектора корпуса рабочего колеса поворотно-лопастного типа. Осуществлена постановка контактной задачи для определения напряженно-деформированного состояния и контактных давлений внутренней и внешней бронзовых втулок цапфы лопасти поворотно-лопастного рабочего колеса при разных режимах работы. Выполнена постановка задачи для метода конечных элементов с учетом схемы приложения внешних усилий и контактных ограничений на приведенную трехмерную модель сектора корпуса рабочего колеса поворотно-лопастного типа в программном комплексе для осуществления инженерных расчетов. По результатам расчетов получены эпюры распределения главных напряжений и эпюра распределения контактного давления на внешней и внутренней бронзовых втулках цапфы лопасти. Обработаны результаты расчетов на прочность по данным эпюр распределения главных напряжений и определено контактное давление на внутренней и внешней бронзовых втулках цапфы лопасти. Разработана методика для дальнейшего использования приведенной расчетной схемы при оценке напряженно-деформированного состояния деталей рабочих колес поворотно-лопастного типа с использованием современных систем автоматического проектирования и программного комплекса для проведения инженерных расчетов. Выполнено сравнение напряженно-деформированного состояния втулок цапфы лопасти для старой и новой конструкций уплотнения рабочего колеса поворотно-лопастного типа.

Биографии авторов

В. Г. Субботин, Акционерное общество «Турбоатом» (61037, Украина, г. Харьков, пр. Московский, 199)

Кандидат экономических наук

О. Н. Хорев, Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины (61046, Украина, г. Харьков, ул. Пожарского, 2/10)

Кандидат технических наук

Опубликован

2021-09-30

Выпуск

Раздел

Динамика и прочность машин