Расчёт радиальной нагрузки на РУП

Примером будет служить двигатель НК-25 и его ротор НД. Из чертежа продольного разреза двигателя НК-25 вычленяем каскад НД. Видно, что он состоит из 3 ступеней ОК, 2 ступень турбины и соединяющего их вала. На основании чертежа в пакете SolidWorks выполняем 3D модель каскада НД (рисунок 1).

Рисунок 1 – Трёхмерная модель каскада НД

При определении радиальных усилий будем учитывать только вес ротора и не будем рассматривать инерционные и другие силы. Поскольку степень повышения давления в КНД относительно невысокая, температуры на последних ступенях умеренные, то можем принять, что диски и лопатки компрессора выполнены из титанового сплава с плотностью ρк=4500 кг/м3, диски турбины и вала – из жаропрочного сплава ЖС30, лопатки турбины – из сплава ЭИ437Б с плотностью ρв=ρт=8000 кг/м3. Вес лопаток компрессора принимаем равным 30% от веса компрессора, вес лопаток турбины – 40% от веса турбины.

Массу элементов определим по 3D модели:

• -    ротор компрессора: m к =143,606 кг;

• -    ротор турбины: m т =53,296 кг;

Определяем вес по формуле:

G = P gV = mg , где g=9,8 м/с².

Вес ротора компрессора:

1,3 ■ дт к   1,3 - 9,8-143,606

=-------=--------------= 261 3, 629 Н.

0,7           0,7

Вес ротора турбины и вала:

G_T =

1,4 ■ gm_T _ 1,4 ■ 9,8 ■ 53.296

= 1218.702 Н.

0,6    =       0,6

Далее составим условную схему нагружения опор (рисунок 2).

Рисунок 2 – Схема нагружения опор

Найдём реакции в опорах:

R = 1346, 058 Н ;

R = 1207, 017 H ;

R = 1279, 256 Н .