Это наиболее ответственная часть турбины. Массовость лопаток предъявляет высокие требования к их производству; стоимость лопаток составляет значительную часть стоимости турбины. Конструкция лопаток с развитием турбин усложняется, а стоимость их растет. Так, например, увеличивается применение лопаток, фрезерованных за одно целое с бандажом; лопаток закрученных, с более сложными в изготовлении профилями; двухъярусных и более длинных лопаток последней ступени; лопаток из более дорогих материалов. Снизить их стоимость можно главным образом путем совершенствования технологии, организацией автоматических поточных линий, применяемым точнолитых лопаток, типизацией профилей, хвостов, конструкции лопаток.
Выбор и оценка профиля рабочей части лопатки — вопрос специальный и Нами здесь не рассматривается. Конструкция самой лопатки — с отдельными промежуточными телами или без них, профильная или плоская ножка, утолщение в хвостовой части, тип бандажа и т. д. — определяется расчетом, технологическими соображениями, опытом завода. Следует несколько остановиться на проволочных и ленточных бандажах.
Оба эти вида бандажей являются слабым и нежелательным элементом турбины и вынужденно применяются для отстройки лопаток от резонанса. Ленточный бандаж служит, кроме того, для лучшего направления потока пара в лопаточном канале.
Фиг. 85. Типы прополочных бандажей.
Бандажная проволока представляет значительное сопротивление проходящему пару и снижает к. п. д. ступени, отверстие для нее ослабляет лопатку и зачастую требует местного утолщения ее, что усложняет изготовление и еще больше снижает к. п. д. ступени. Пайка бандажей связана с опасностью перегрева лопатки, качество ее зависит от искусства рабочего. При пайке расходуется дорогой серебряный припой. Пайка испытывает знакопеременные напряжения и часто разрушается. Обрыв пайки может изменить частоту собственных колебаний лопатки и вызвать ее резонанс. Поэтому проволочный бандаж следует считать нежелательным элементом лопаточного аппарата.
Для снижения парового сопротивления применялась проволока обтекаемого профиля (фиг. 85, а); однако отверстия под такую проволоку еще более ослабляют лопатки. Не нашел широкого распространения и трубчатый бандаж, который после установки обжимался, как показано на фиг. 85, б.
Стремление устранить пайку привело к созданию составной бандажной проволоки (фиг. 85, в), которая нежестко связывает лопатки, а лишь демпфирует их колебания за счет трения, возникающего при прижатии ее центробежными силами к лопатке. Это трение должно постепенно приводить к износу. Для равномерного прижатия проволоки к лопаткам необходимо расположение отверстий под нее строго на одной высоте. Широкого распространения такая проволока пока не нашла, хотя следует ожидать расширения ее применения, так как задача исключения пайки становится все более актуальной.
При применении ленточного бандажа основные трудности вызывает его приклепывание к лопаткам. При работе возникают большие напряжения в шипах лопаток, при сборке — опасность трещин в шипах и ленте. При больших окружных скоростях и тяжелом бандаже его трудно удержать на заклепках. Приходится усложнять лопатки — делать у них по два шипа, утолщать конец. Пропайка расклепанных шипов увеличивает жесткость соединения лопаток с бандажом, но не разгружает его и несет с собой все неприятности, свойственные пайке.
Поиски других способов устройства бандажа привели к изготовлению его за одно целое с лопаткой. Такие бандажи образуют паровой канал, но не связывают между собой лопатки. Если последнее необходимо, лопатки свариваются попарно — по ножке и бандажу. Изготовление таких лопаток сложно.
Заслуживает внимания опыт завода им. Ленина (Чехословацкая Социалистическая Республика), на котором полностью отказались как от проволочных, так и от ленточных бандажей в последней ступени крупных турбин. Такое облопачивание работает уже ряд лет в турбинах мощностью 50 мгвт и применено этим заводом также для турбины 100 мгвт. Собственная частота колебаний этих лопаток лежит между второй и третьей кратностью к числу оборотов. Хорошие результаты их работы показывают, что можно устранить бандажи, а следовательно, и связанные с ними неприятности.
