汽輪機結構與功能分析

SteamTurbineTheory

承德石油高等專科學校熱工系二、葉片的強度(一)葉片的受力分析

葉片受到的作用力主要有兩種：①葉片本身和與其相連的圍帶、拉金所產生的離心力；②汽流的作用力。第一節動葉片第四章汽輪機結構及零件強度

葉片振動的激振力三、葉片的振動葉片是根部固定的彈性桿件自由振動——自振頻率強迫振動——激振力共振——葉片的自振頻率與激振力頻率相等或成整數倍，葉片將發生共振。共振時：振幅和振動應力急劇增加，可能引起葉片的疲勞損壞。(一)引起葉片振動的激振力1.高頻激振力汽流力周期性變化激振力的頻率為：f=Zn×n0激振力的頻率f=2000～4000Hz2．低頻激振力由于制造加工的誤差及結構等方面的原因，級的圓周上個別地方汽流速度的大小或方向可能異常，動葉每轉到此處所受汽流力就變化一次，這樣形成的激振力頻率較低，稱為低頻激振力。低頻激振力頻率為：f=in

(二)葉片的振型葉片的振動

彎曲振動扭轉振動：繞葉片形心連線往復扭轉軸向振動：汽輪機軸向切向振動：葉輪圓周的切線方向切向振動可分為：A型振動和B型振動兩大類1．A型振動葉片振動時，葉根不動、葉頂擺動的振動形式稱為A型振動。振動時，葉型上可能有不動的點(實際是一條線)，稱為節點。

葉片和葉片組：隨著激振力頻率的升高，將出現一個、兩個及更多個節點的振型，這些振動分別稱為A0型、Al型、A2型……振動。A0型振動：頻率低，振幅最大，動應力最大，最危險高階次的振動不容易出現

2．B型振動葉片振動時，葉根不動、葉頂也基本不擺動的振動形式稱為B型振動。用圍帶連成組的葉片，除葉根固定外，葉頂也有支點，有可能發生B型振動。按節點的數目，B型振動也有B0、Bl等型式。第一類對稱的Bo型振動：對稱于葉片組中心線的葉片的振動相位相反。第二類對稱的B0型振動：對稱于葉片組中心線的葉片振動相位相同。(三)葉片的自振頻率葉片在靜止時的自振頻率稱為靜頻率。葉片的自振頻率取決于以下因素：(1)葉片的抗彎剛度越小，頻率越低，振幅大。(2)葉片的高度越高，頻率越低，振幅大。(3)葉片的質量越大，頻率越低，振幅大。

葉片工作時的自振頻率還受到以下工作條件的影響：(1)葉根的連接剛度連接剛度降低，振動葉片的質量增加，剛性降低，因此自振頻率降低。(2)工作溫度當溫度升高時，葉片的剛性降低，使自自振頻率降低。(3)離心力離心力的存在相當于增加了葉片的剛度，使葉片的自振頻率提高。(4)葉片成組兩方面影響：質量增加，使頻率降低；葉片的剛度增加，頻率升高葉片組的頻率通常比單個葉片的同階頻率高。(五)葉片的調頻葉片在共振狀態下工作容易損壞，因此需要將葉片的自振頻率與激振力頻率調開，避免運行中發生共振。對葉片的自振頻率或激振力頻率進行調整，稱之為調頻。由于激振力的頻率難以準確估計且不好改變，實用中通常是調整葉片的自振頻率。葉片的頻率分散率頻率分散率△f是一級中葉片A0型振動最高和最低自振頻率之差與它們的平均值之比的百分數，要求△f<8％。當頻率分散率過大時，應檢查葉片的安裝質量。當頻率分散度合格而頻率仍不合格時，應進行調頻。

調整葉片自振頻率的措施主要是改變葉片的質量和剛度，包括連接剛度。常用的調頻方法有：1)加裝圍帶、拉金或改變圍帶、拉金的尺寸。2)重新研磨葉根之間的結合面，以增加葉根的連接剛性。3)在葉片頂部鉆孔或切角，減小葉片的質量，提高自振頻率。4)改變