Центробежные усилия

Центробежные усилияКак известно, сердечник (бочка) ротора представляет собой цилиндр с прорезанными пазами, в которых заложена обмотка ротора. Для расчета напряжения в зубцах принята следующая расчетная схема: зубцы равномерно распределены по окружности и нагружены только радиальными центробежными силами. Таким образом, напряжение в зубе зависит от диаметра ротора, веса зубцов и содержимого паза.

Напряжения в сечении 2, как правило, больше, чем в сечении 5. Эти напряжения не изменяются по времени, т. е. являются постоянными и не представляют опасности для прочности зуба, так как даже при достижении ими в некоторых местах предела текучести местные пластические деформации «срежут» пик напряжения. Кроме того, напряжения, возникающие в зубцах, почти всегда меньше тех, которые возникают в теле бочки ротора и, как показывает опыт, никогда не являлись причиной аварии.

Роторы всех турбогенераторов изготовляются из поковок, имеющих центральное отверстие порядка 80-120 мм по всей длине. Это отверстие необходимо для контроля качества поковок в наиболее загрязненной зоне металла, а также для более равномерного охлаждения поковки и уменьшения внутренних напряжений. При вращении в сечении бочки ротора, как в теле массивного диска, возникают тангенциальные напряжения от центробежных сил собственного веса и добавочные радиальные напряжения, обусловленные центробежными силами обмотки и зубцов, при этом, как правило, радиальные напряжения в бочке ротора всегда меньше тангенциальных.

Из таблицы видно, что максимального значения тангенциальные напряжения достигают на внутренней поверхности нейтрального отверстия и являются определяющими при выборе технических условий на заказ поковки ротора и определении запаса прочности.