IMBINAREA CU STIFTURI A PALETELOR LA DISC

IMBINAREA CU STIFTURI A PALETELOR LA DISC.

Paletele de compresor, mai ales cele lungi, pot fi imbinate cu discul prin bolturi si stifturi (fig. 59).

Ipoteze de calcul:

- paleta are piciorul de forma dreptunghiulara,

- imbinarea paletei la disc se face cu un bolt avand diametrul d,

- asupra imbinarii actioneaza fortele centrifuge date de :

- aerofolie, F_cc,

- partea piciorului de paleta situata deasupra planului A-A, respectiv forta

F_c2

- partea piciorului de paleta aflata sub planul A-A, forta F_c2,

- se neglijeaza alte solicitari pe paleta (incovoiere, frecare, vibratii),

- se considera ca piciorul de paleta este solicitat numai la:

- intindere, cu valori maxime in sectiunea A-A,

- strivire pe suprafata inferioara a boltului (sub planul A-A),

- coroana discului este solicitata numai la strivire si la intindere,

- boltul este solicitat la strivire si la forfecare.

Fig. 59 - Schema de calcul si notatii pentru imbinarea cu stifturi si bolturi.

1 - Calculul tensiunilor in piciorul de paleta.

a) Tensiunile de intindere in sectiunea A-A,

F_cc - forta centrifuga in sectiunea de la baza aerofoliei,

σ_ib - tensiunea de intindere in sectiunea de la baza aerofoliei,

A_ib - aria sectiunii de la baza aerofoliei,

m₁ - masa piciorului paletei aflata deasupra sectiunii A-A,

R_1cdg - raza de la centrul discului pana la centrul de greutate al tronsonului 1, din piciorul de paleta,

ω - viteza unghiulara a rotorului.

b) Tensiunile de strivire pe suprafata orificiului pentru bolt, situata sub

planul A-A,

F_c2 - forta centrifuga a portiunii de picior de paleta aflata sub

planul A-A,

2 - Calculul tensiunilor din coroana discului.

a) - Tensiunile de strivire in orificiul discului,

F_c3 - forta centrifuga data de masa boltului,

m_b - masa boltului

b) - Tensiunile de intindere in coroana discului.

Calculul acestor tensiuni impune considerarea tuturor solicitarilor din disc, pentru partea de coroana situata deasupra planului B-B.

Tensiunile de intindere in coroana discului pe sectiunea B-B, dintre bolturi, se obtin din:

unde,

z - numarul de palete dispuse pe disc,

F_c4 - forta centrifuga data de coroana discului aflata deasupra sectiunii de la raza R₁, (sectiunea B-B), precum si de masa tuturor bolturilor,

F_{c cor} - forta centrifuga a portiunii din coroana discului situata deasupra sectiunii B-B, (se considera ca se adauga valoarea , deoarece bolturile sunt realizate din acelasi material cu cel al coroanei).

Determinarea fortei centrifuge a coroanei F_c.cor se obtine din,

sau

Daca discul are practicat un canal continuu pe coroana, in care se introduc picioarele paletelor care ocupa tot spatiul canalului, rezulta,

b = b₂ + b₃

Ca urmare, forta F_c4 se obtine din,

In expresia tensiunii de intindere se considera ca sectiunea B-B, preia numai , restul este preluat de sectiunea C-C, situata la partea superioara a orificiului boltului.

3 - Calculul tensiunilor din bolt.

Boltul se considera solicitat numai la strivire si la forfecare (fig. 60)

Fig. 60 - Schema de calcul a boltului.

a) - Tensiunile de strivire.

Tensiunile de strivire se rezolva numai pe partea inferioara a tronsonului de bolt aflat sub piciorul de paleta, si la partea superioara a tronsoanelor aflate in coroana discului.

F_cb - forta centrifuga data de portiunea de bolt aflata in piciorul de paleta.

b) - Tensiunile de forfecare sunt,

n_b - numarul de sectiuni de forfecare.

4 - Efectele concentrarilor de tensiuni in disc.

Prezenta orificiilor pentru bolturi determina concentrari de tensiuni in coroana discului. In calculul de rezistenta al discului se determina tensiuni radiale σ_R, si tensiuni tangentiale σ_T, inclusiv pentru cazul coroanei de disc, fara considerarea prezentei orificiilor pentru bolturi, apoi pentru coroana cu orificii se determina o tensiune radiala maxima σ_Rmax, in punctul B, de la marginea orificiului (fig. 59).

Se defineste drept coeficient de concentrare a tensiunii, raportul,

sau

Variatiile este lineara si se prezinta in fig. 61.

Obisnuit .

Fig. 61 - Variatia in functie de coeficientul .

a)     discul fara orificii pentru bolturi,

b)     discul cu orificii pentru bolturi de diferite diametre, si distante intre ele.

5 - Tensiuni admisibile pentru elementele imbinarii cu bolturi (stifturi).