高壓高轉(zhuǎn)速工業(yè)汽輪機用大阻尼調(diào)節(jié)級葉片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明所設計的高壓高轉(zhuǎn)速工業(yè)汽輪機用大阻尼調(diào)節(jié)級葉片,由轉(zhuǎn)子、葉身、葉根、止振片和過渡段組成，葉根和葉身通過過渡段連接，在葉身頂部設有自帶圍帶，周向相鄰兩葉片上的圍帶節(jié)距之間為過盈配合，過盈度為a，葉身設置在轉(zhuǎn)子內(nèi)，且在裝配時通過葉片輻射線與轉(zhuǎn)子輪槽輻射線的偏心使其裝入轉(zhuǎn)子內(nèi)；在過渡段位置設有楔形槽，在楔形槽內(nèi)設有止振片。這種結(jié)構(gòu)的主要特點是通過加工工藝保證葉片圍帶在有過盈量的情況下能順利安裝，過盈的量值通過詳細分析得到可控、安全范圍，并精確的設計了止振片，保證阻尼效果，有效降低了動應力。
【專利說明】高壓高轉(zhuǎn)速工業(yè)汽輪機用大阻尼調(diào)節(jié)級葉片

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)汽輪機大阻尼調(diào)節(jié)級葉片領(lǐng)域，尤其是一種高壓高轉(zhuǎn)速工業(yè)汽輪機用大阻尼調(diào)節(jié)級葉片型式。

【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)汽輪機是主要用于驅(qū)動給水泵、壓縮機等工業(yè)領(lǐng)域的驅(qū)動設備，其特點為工況復雜、轉(zhuǎn)速變化范圍大，多數(shù)葉片設計為不調(diào)頻葉片等。壓縮機主要是通過提高轉(zhuǎn)速來提高效率，因此與其配套的工業(yè)汽輪機也要求是高溫高壓，高轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速的提高、蒸汽負荷的加大、處于高溫高壓區(qū)的葉片安全性面臨嚴重的挑戰(zhàn)，國內(nèi)外這種惡劣環(huán)境下的調(diào)節(jié)級葉片斷裂事故多有發(fā)生。
[0003]葉片在交變的汽流力作用下會產(chǎn)生動應力，發(fā)生疲勞破壞。尤其是處于高溫下的短葉片，材料的力學性能急劇下降、轉(zhuǎn)速高、蒸汽流量大、動應力比靜應力威脅更大，因此其強度與振動特性直接影響到汽輪機運行可靠性。為了增加葉片運行安全性，對不調(diào)頻葉片而言，通常是增加阻尼結(jié)構(gòu)來降低葉片的動應力。圍帶通過安裝時的偏心來保證在離心力作用下使其產(chǎn)生預緊阻尼效果來增加阻尼降低葉型部分動應力，葉根過渡段通過止振結(jié)構(gòu)來增加阻尼降低葉根動應力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)的不足而提供一種能起到整圈阻尼葉片，降低葉型和葉根動應力的高壓高轉(zhuǎn)速工業(yè)汽輪機用大阻尼調(diào)節(jié)級葉片。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明所設計的高壓高轉(zhuǎn)速工業(yè)汽輪機用大阻尼調(diào)節(jié)級葉片，由轉(zhuǎn)子、葉身、葉根、止振片和過渡段組成，葉根和葉身通過過渡段連接，在葉身頂部設有自帶圍帶，周向相鄰兩葉片上的圍帶節(jié)距之間為過盈配合，過盈度為a，葉身設置在轉(zhuǎn)子內(nèi)，且在裝配時通過葉片輻射線與轉(zhuǎn)子輪槽輻射線的偏心使其裝入轉(zhuǎn)子內(nèi)；在過渡段位置設有楔形槽，在楔形槽內(nèi)設有止振片。
[0006]為了保證周向剛度，并且提供軸向阻尼以降低動應力，同時保證止振片在離心力和溫度的綜合作用下不被甩出，所述的過盈配合過盈度為a，葉根底部與輪緣的間隙為b，葉根頂部與輪緣的間隙為c，且葉根葉根徑向輻射線相對輪緣徑向輻射線偏置一個角度β 1，其中 a=0.02?0.08mm ;b=0.Γθ.2mm ;c=0.Γθ.2mm ; β !=0.35?0.77。。
[0007]本發(fā)明所設計的高壓高轉(zhuǎn)速工業(yè)汽輪機用大阻尼調(diào)節(jié)級葉片，主要特點是通過加工工藝保證葉片圍帶在有過盈量的情況下能順利安裝，過盈的量值通過詳細分析得到可控、安全范圍，并精確的設計了止振片，保證阻尼效果，有效降低了動應力。同時通過計算設計很好的選取a、b、c和P1的值，以及止振片的Θ值，在控制好這些參數(shù)的情況下便起到大阻尼效果前提下保證安全。
[0008]

【專利附圖】

【附圖說明】
圖1為本發(fā)明的圍帶結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2為本發(fā)明的楔形阻尼塊受力示意圖。
[0010]圖3為本發(fā)明的三維示意圖。

【具體實施方式】
[0011]下面通過實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。
[0012]實施例1。
[0013]本實施例描述的高壓高轉(zhuǎn)速工業(yè)汽輪機用大阻尼調(diào)節(jié)級葉片，如圖3所示，葉片由葉身1、葉根2和過渡段3組成，整圈葉片是由葉根2周向均勻安裝在轉(zhuǎn)子上。如圖1所示，在葉身I頂部設有圍帶，周向相鄰兩葉片上圍帶帶有過盈量，裝配時利用葉根和輪緣的間隙b、c，使葉根徑向輻射線相對輪緣徑向輻射線偏置一個小角度β i，就實現(xiàn)了這個過程。圍帶阻尼結(jié)構(gòu)通過有限元反復計算優(yōu)化后，給出合理的參數(shù)值:
a=0.02^0.08mm ；
b=0.1^0.2mm ；
c=0.1^0.2mm ；
β !=0.35?0.77。。
[0014]兩兩葉片在過渡段3位置銑設一個軸向楔形槽，楔形槽內(nèi)設有止振片4。止振片的阻尼結(jié)構(gòu)，如圖2所示，楔形止振片4的楔形面的正壓力分別為NI和N2，摩擦力和f2，摩擦系數(shù)為μ ;楔形止振片5的離心力為F。有下式:
^ —P
m 一 2/1 + (I — μΥΧΜ?β
可見，Θ取值太大會自鎖，且周向力?。惶е翭太小，周向力小也?。粌?yōu)化后得到Θ取值在8°?12°間時比較合理。
【權(quán)利要求】
1.一種高壓高轉(zhuǎn)速工業(yè)汽輪機用大阻尼調(diào)節(jié)級葉片，由轉(zhuǎn)子、葉身、葉根、止振片和過渡段組成，其特征是葉根和葉身通過過渡段連接，在葉身頂部設有自帶圍帶，周向相鄰兩葉片上的圍帶節(jié)距之間為過盈配合，過盈度為a，葉身設置在轉(zhuǎn)子內(nèi)，且在裝配時通過葉片輻射線與轉(zhuǎn)子輪槽輻射線的偏心使其裝入轉(zhuǎn)子內(nèi)；在過渡段位置設有楔形槽，在楔形槽內(nèi)設有止振片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓高速工業(yè)汽輪機大阻尼調(diào)節(jié)級葉片，其特征是所述的過盈配合過盈度為a，葉根底部與輪緣的間隙為b，葉根頂部與輪緣的間隙為C，且葉根葉根徑向福射線相對輪緣徑向福射線偏置一個角度β I，其中a=0.02、.08mm ；b=0.1 "0.2mm ；c=0.Γθ.2mm ； β !=0.35^0.77°。
【文檔編號】F01D5/14GK104179534SQ201410378970
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月4日
【發(fā)明者】張軍輝, 周立明, 孔建強, 陳金銓, 丁旭東, 藍吉兵, 馬鑫磊, 劉象拯 申請人:杭州汽輪機股份有限公司