高壓高轉(zhuǎn)速工業(yè)汽輪機(jī)用大阻尼調(diào)節(jié)級(jí)葉片的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的高壓高轉(zhuǎn)速工業(yè)汽輪機(jī)用大阻尼調(diào)節(jié)級(jí)葉片,由轉(zhuǎn)子、葉身、葉根、止振片和過(guò)渡段組成，葉根和葉身通過(guò)過(guò)渡段連接，在葉身頂部設(shè)有自帶圍帶，周向相鄰兩葉片上的圍帶節(jié)距之間為過(guò)盈配合，過(guò)盈度為a，葉身設(shè)置在轉(zhuǎn)子內(nèi)，且在裝配時(shí)通過(guò)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(guò)渡段位置設(shè)有楔形槽，在楔形槽內(nèi)設(shè)有止振片。這種結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是通過(guò)加工工藝保證葉片圍帶在有過(guò)盈量的情況下能順利安裝，過(guò)盈的量值通過(guò)詳細(xì)分析得到可控、安全范圍，并精確的設(shè)計(jì)了止振片，保證阻尼效果，有效降低了動(dòng)應(yīng)力。
【專(zhuān)利說(shuō)明】高壓高轉(zhuǎn)速工業(yè)汽輪機(jī)用大阻尼調(diào)節(jié)級(jí)葉片

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及工業(yè)汽輪機(jī)大阻尼調(diào)節(jié)級(jí)葉片領(lǐng)域，尤其是一種高壓高轉(zhuǎn)速工業(yè)汽輪機(jī)用大阻尼調(diào)節(jié)級(jí)葉片型式。

【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)汽輪機(jī)是主要用于驅(qū)動(dòng)給水泵、壓縮機(jī)等工業(yè)領(lǐng)域的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其特點(diǎn)為工況復(fù)雜、轉(zhuǎn)速變化范圍大，多數(shù)葉片設(shè)計(jì)為不調(diào)頻葉片等。壓縮機(jī)主要是通過(guò)提高轉(zhuǎn)速來(lái)提高效率，因此與其配套的工業(yè)汽輪機(jī)也要求是高溫高壓，高轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速的提高、蒸汽負(fù)荷的加大、處于高溫高壓區(qū)的葉片安全性面臨嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，國(guó)內(nèi)外這種惡劣環(huán)境下的調(diào)節(jié)級(jí)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(huì)產(chǎn)生動(dòng)應(yīng)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(xué)性能急劇下降、轉(zhuǎn)速高、蒸汽流量大、動(dòng)應(yīng)力比靜應(yīng)力威脅更大，因此其強(qiáng)度與振動(dòng)特性直接影響到汽輪機(jī)運(yùn)行可靠性。為了增加葉片運(yùn)行安全性，對(duì)不調(diào)頻葉片而言，通常是增加阻尼結(jié)構(gòu)來(lái)降低葉片的動(dòng)應(yīng)力。圍帶通過(guò)安裝時(shí)的偏心來(lái)保證在離心力作用下使其產(chǎn)生預(yù)緊阻尼效果來(lái)增加阻尼降低葉型部分動(dòng)應(yīng)力，葉根過(guò)渡段通過(guò)止振結(jié)構(gòu)來(lái)增加阻尼降低葉根動(dòng)應(yīng)力。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型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(dòng)應(yīng)力的高壓高轉(zhuǎn)速工業(yè)汽輪機(jī)用大阻尼調(diào)節(jié)級(jí)葉片。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的高壓高轉(zhuǎn)速工業(yè)汽輪機(jī)用大阻尼調(diào)節(jié)級(jí)葉片，由轉(zhuǎn)子、葉身、葉根、止振片和過(guò)渡段組成，葉根和葉身通過(guò)過(guò)渡段連接，在葉身頂部設(shè)有自帶圍帶，周向相鄰兩葉片上的圍帶節(jié)距之間為過(guò)盈配合，過(guò)盈度為a，葉身設(shè)置在轉(zhuǎn)子內(nèi)，且在裝配時(shí)通過(guò)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(guò)渡段位置設(shè)有楔形槽，在楔形槽內(nèi)設(shè)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(dòng)應(yīng)力，同時(shí)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(guò)盈配合過(guò)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(duì)輪緣徑向輻射線偏置一個(gè)角度β 1，其中 a=0.02?0.08mm ；b=0.Γθ.2mm ；c=0.Γθ.2mm ； β p0.35?0.77°。
[0007]本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的高壓高轉(zhuǎn)速工業(yè)汽輪機(jī)用大阻尼調(diào)節(jié)級(jí)葉片，主要特點(diǎn)是通過(guò)加工工藝保證葉片圍帶在有過(guò)盈量的情況下能順利安裝，過(guò)盈的量值通過(guò)詳細(xì)分析得到可控、安全范圍，并精確的設(shè)計(jì)了止振片，保證阻尼效果，有效降低了動(dòng)應(yīng)力。同時(shí)通過(guò)計(jì)算設(shè)計(jì)很好的選取a、b、c和β i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(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型的圍帶結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為本實(shí)用新型的楔形阻尼塊受力示意圖。
[0011]圖3為本實(shí)用新型的三維示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0013]實(shí)施例1:
[0014]本實(shí)施例描述的高壓高轉(zhuǎn)速工業(yè)汽輪機(jī)用大阻尼調(diào)節(jié)級(jí)葉片，如圖3所示，葉片由葉身1、葉根2和過(guò)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(shè)有圍帶，周向相鄰兩葉片上圍帶帶有過(guò)盈量，裝配時(shí)利用葉根和輪緣的間隙b、c，使葉根徑向輻射線相對(duì)輪緣徑向輻射線偏置一個(gè)小角度β i，就實(shí)現(xiàn)了這個(gè)過(guò)程。圍帶阻尼結(jié)構(gòu)通過(guò)有限元反復(fù)計(jì)算優(yōu)化后，給出合理的參數(shù)值:
[0015]a=0.02?0.08mm ;
[0016]b=0.1?0.2mm ;
[0017]c=0.1^0.2mm ；
[0018]β !=0.35^0.77°。
[0019]兩兩葉片在過(guò)渡段3位置銑設(shè)一個(gè)軸向楔形槽，楔形槽內(nèi)設(shè)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Ν2，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:
[0020]

F
= * ; ^...............................................................................Zfi + (I 一 β?)...t an θ
[0021]可見(jiàn)，Θ取值太大會(huì)自鎖，且周向力??；太小導(dǎo)致F太小，周向力小也??；優(yōu)化后得到Θ取值在8°?12°間時(shí)比較合理。
【權(quán)利要求】
1.一種高壓高轉(zhuǎn)速工業(yè)汽輪機(jī)用大阻尼調(diào)節(jié)級(jí)葉片，由轉(zhuǎn)子、葉身、葉根、止振片和過(guò)渡段組成，其特征是葉根和葉身通過(guò)過(guò)渡段連接，在葉身頂部設(shè)有自帶圍帶，周向相鄰兩葉片上的圍帶節(jié)距之間為過(guò)盈配合，過(guò)盈度為a，葉身設(shè)置在轉(zhuǎn)子內(nèi)，且在裝配時(shí)通過(guò)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(guò)渡段位置設(shè)有楔形槽，在楔形槽內(nèi)設(shè)有止振片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓高轉(zhuǎn)速工業(yè)汽輪機(jī)用大阻尼調(diào)節(jié)級(jí)葉片，其特征是所述的過(guò)盈配合過(guò)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(duì)輪緣徑向福射線偏置一個(gè)角度β I，其中a=0.02?0.08mm ；b=0.1?0.2mm ；c=0.Γθ.2mm ； β !=0.35^0.77°。
【文檔編號(hào)】F01D5/16GK203962049SQ201420435504
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)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(qiáng), 陳金銓, 丁旭東, 藍(lán)吉兵, 馬鑫磊, 劉象拯 申請(qǐng)人:杭州汽輪機(jī)股份有限公司