动叶片二PPT课件.ppt

第四章第四章 汽轮机结构及零件强汽轮机结构及零件强度度第一节第一节 动叶片动叶片动叶片动叶片是蒸汽动能转换成转子机械能的重是蒸汽动能转换成转子机械能的重要部件它在运行中受力复杂，工作条件要部件它在运行中受力复杂，工作条件又很恶劣因此它不但要有良好的流动特又很恶劣因此它不但要有良好的流动特性，以保证较高的能量转换效率，还要有性，以保证较高的能量转换效率，还要有足够的强度和完善的振动特性足够的强度和完善的振动特性  动叶片由叶型、叶根、叶顶三部分组成动叶片由叶型、叶根、叶顶三部分组成一、动叶片的结构一、动叶片的结构 （一）叶型（一）叶型叶片的基本工作部分，其型线部分应具有良好的气动特性，以提高能量转换效率叶片可分为等截面叶片、变截面叶片作用：作用：将动叶片固定在叶轮或转鼓上要求：要求：其结构应保证在任何运行条件下都能连接牢 固，同时力求制造简单、装配方便二）叶根（二）叶根1.T型叶根型叶根2.枞树形叶根3.叉形叶根叉形叶根4.菌形叶根分类国产引进型300MW汽轮机调节级叶片枞树形叶根影响：加强叶片刚度、改善振动特性； 缺点：增加离心力、削弱强度。

三）叶顶、围带、拉金（三）叶顶、围带、拉金（1）使叶片刚性增大，弯应力减小；（2）改善叶片自振频率，提高叶片振动安全性；（3）使动叶汽道顶部封闭，避免蒸汽从汽道顶部溢出1.1.围带围带作用作用 常见的几种围带形式常见的几种围带形式：（1）整体围带（2）铆接或焊接围带（3）弹性拱形围带增加叶片刚性，改善其振动性能2.2.拉金拉金作用作用Note!由于拉金处在汽道之中，会造成蒸汽流动损失，同时拉金孔还会削弱叶片的强度，因此在能满足叶片强度和振动要求的情况下，应尽量避免采用拉金避免采用拉金常见的拉金结构示意 二、叶片的强度二、叶片的强度 （一）叶片的受力分析（一）叶片的受力分析 汽轮机工作时，叶片受到的作用力主要有汽轮机工作时，叶片受到的作用力主要有两种：叶片本身和与其相连的围带、拉金所产生两种：叶片本身和与其相连的围带、拉金所产生的离心力；汽流的作用力的离心力；汽流的作用力 （二）叶片的拉应力（二）叶片的拉应力 叶片的拉应力由叶叶片的拉应力由叶型部分的离心拉应力及围型部分的离心拉应力及围带、拉金离心力引起的拉带、拉金离心力引起的拉应力组成。

应力组成 1.1.叶型部分离心力引叶型部分离心力引起的拉应力起的拉应力 由上式可知，等截面叶片的离心拉应力与横截面积无关，即增大截面积并不能降低离心力引起的拉应力在ω、R0、lb已定的情况下，采用密度较密度较小的叶片材料小的叶片材料，是降低叶片离心拉应力的有效办法 由于等截面叶片的横截面积沿叶高不变，其根部承受的离心力最大，因此根部的离心拉应力最大，为：  对于变截面叶片，横截面积沿叶高是变化的，在求拉应力时，通常将其沿叶高分成若干段，把每段看作等截面体，然后计算出每段的离心力及每一截面的离心拉应力通过对各个截面的计算比较，可找出离心拉应力最大的截面 2.2.围带、拉金离心力引起的拉应力围带、拉金离心力引起的拉应力 围带和拉金的径向尺寸较小，可以认为它们围带和拉金的径向尺寸较小，可以认为它们的质量集中在重心上，并把它们按节距分配到每个的质量集中在重心上，并把它们按节距分配到每个叶片上，工作时它们的离心力分别为：叶片上，工作时它们的离心力分别为： （三）叶片的弯应力 叶片的弯应力主要是由汽流力引起的，另外离心力也可能引起弯应力。

 1、汽流作用力引起的弯应力 1）直叶片的弯应力 对等截面直叶片，叶片根部截面上的弯矩最大，其值为： 汽流力在最大和最小主惯性轴方向上形成的弯矩分别为  2）变截面叶片的弯应力 变截面叶片根部的弯应力不一定最大 2 2、离心力产生的弯应、离心力产生的弯应力力当某截面以上的叶型部分离心力辐射线不通过该截面形心时，这个离心力就会在该截面上产生弯矩 3 3、围带和拉金对叶片、围带和拉金对叶片弯应力的影响弯应力的影响 （四）叶片的静强度校核（四）叶片的静强度校核为了保证叶片的安全运行，应使叶片上的静应力合力小于许用应力温度不同，采用的许用应力不同为了保证叶片的振动安全性，还应限制叶片中的蒸汽弯应力。