326 (25)

Rozdział XIV

Wirniki

Wirnik należy do najbardziej odpowiedzialnych i najważniejszych zespołów turbiny.

1. Typy wirników

Współcześnie spotykane konstrukcje wirników można podzielić na trzy główne typy (rys. XIV. i):

—    wirniki składane,

—    wirniki integralne (cało ku te),

—    wirniki spawane.

Każda z konstrukcji ma swoje zalety i wady z punktu widzenia technologii i eksploatacji.

Wirnik składany złożony jest z wału, na który oprócz tarcz wirnikowych nasadzona bywa większa liczba mniejszych detali, jak sprzęgło główne, tarcza oporowa łożyska osiowego, tuleje dławicowe itd. Odpowiedzialne elementy zabezpieczane są przeciw obrotowi względem wału za pomocą wpustów.

Między oddzielnymi detalami pozostaw i a się luzy osiowe rzędu 0,1 —0,2 mm dla swobody dylatacji termicznej. W celu ułatwienia .nontażu część nakładanych na wał z wciskiem średnica wału jest stopniowana.

Tarcze poszczególnych stopni i wał wykonuje się z różnych materiałów dopasowanych do warunków pracy poszczególnych stopni.

Wirniki całokute wymagają mniej obróbki mechanicznej niż wirniki składane, nie występuje w nich obawa zluzowania połączeń między elementami wirnika — tarczami i wałem. Konstrukcja ta wykazuje jednak określone niedogodności. W przypadku odkuwek o dużych gabarytach trudno gwarantować odpowiedni stopień przekucia i wysoką jakość odkuwki. Pomyłka w trakcie obróbki mechanicznej wirnika przy dowolnej operacji może prowadzić do całkowitego zniszczenia bardzo drogiej odkuwki. Materiał odkuwki musi być dobierany na zasadzie kompromisu między wymaganiami stawianymi w obszarze wysokich temperatur i w obszarze niskich temperatur wirnika.

Rys. XIV. 1. Typy wirników turbin parowych (schematycznie); 1 — składane, 2 - integralne.

3 — spawane

Wirniki spawane składają się z oddzielnych niewielkich odkuwek łatwych do wykonania. Konstrukcja odznacza się wysoką wytrzymałością i lekkością i ma wielkie zalety, zwłaszcza w zastosowaniu do wirników NP turbin o największych mocach. Istotne znaczenie ma jakość spawania.

Po operacji spawania wirnik podlega obróbce cieplnej, a następnie wykańczającej obróbce mechanicznej i wyważaniu.

Wirnik tego typu wprowadziła jako pierwsza szwajcarska firma Brown--Boveri w 1932 r.

2. Obliczanie wytrzymałościowe tarcz wirnikowych

Tarcza wirnikowa jest w każdej swej postaci podstawowym elementem wirnika. Ukształtowanie tarczy zależy w dużym stopniu od warunków wytrzymałościowych.