說明書(精簡版)——彭雁

1、1三級五列汽輪機轉(zhuǎn)子設(shè)計機設(shè)0801班彭雁指導(dǎo)老師：周小靈副教授摘要：摘要：汽輪機所有轉(zhuǎn)動部分的組合體稱為轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子主要由主軸、葉輪、葉片、圍帶、危急保安器、推力盤組成。轉(zhuǎn)子是汽輪機核心的部件之一，承受蒸汽對所有工作葉片的回旋力，起著工質(zhì)能量轉(zhuǎn)換及扭矩傳遞的作用，它匯集了各級動葉柵上得到的機械能并傳給其他機械。本設(shè)計對主軸、葉輪、葉片和危急保安器進行了設(shè)計與核算。關(guān)鍵詞：汽輪機，轉(zhuǎn)子，設(shè)計關(guān)鍵詞：汽輪機，轉(zhuǎn)子，設(shè)計1三級五列汽輪機轉(zhuǎn)子設(shè)

2、計方案1.1確定轉(zhuǎn)子總體方案三級五列汽輪機轉(zhuǎn)子設(shè)計的主要參數(shù)：功率1500kw，轉(zhuǎn)速4400rmin，，進氣壓力3.8MPa，排氣壓力0.4MPa，進氣溫度360℃。根據(jù)主要參數(shù)，設(shè)計本轉(zhuǎn)子為中壓剛性轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子類型采用套裝轉(zhuǎn)子。套裝轉(zhuǎn)子優(yōu)點：有利于減少轉(zhuǎn)子的撓度，鍛件小、加工方便、節(jié)省材料、容易保證質(zhì)量、轉(zhuǎn)子部分零件損壞后也容易拆換。1.2主軸的設(shè)計主軸采用階梯軸，便于各級葉輪和主軸上其他零件的套裝和定位。根據(jù)主軸上的裝配零件，設(shè)計主軸

3、的結(jié)構(gòu)：主軸總長度1584.5mm，最大直徑φ172mm，最小直徑φ39mm；裝配各級葉輪位置處設(shè)計鍵槽；各級蒸汽室間在軸的位置上設(shè)計迷宮式汽封槽；靠近汽缸兩端的主軸位置上設(shè)計迷宮式汽封，然后再用碳環(huán)密封，在主軸上碳環(huán)密封的位置鍍0.2mm的鉻。主軸要求的抗彎曲和抗扭轉(zhuǎn)強度以及熱強度性能比較高，查《汽輪機原理》[1]，轉(zhuǎn)子主軸材料采用35CrMoV鋼，該材料有較好的工藝性能和較高的熱強度性能，在480℃以下的蠕變極限及持久強度均較高。1

4、.3葉輪的設(shè)計葉輪由輪緣、輪體和輪轂等三部分組成。本設(shè)計中，高溫高壓蒸汽從一級蒸汽室進入，經(jīng)過一級、二級、三級蒸汽室，蒸汽溫度和壓力逐漸降低，所以對葉輪強度要求也逐漸降低。從經(jīng)濟性考慮，各級葉輪設(shè)計如下：一級葉輪設(shè)計：輪體設(shè)計為錐形，其應(yīng)力分布比較均勻，強度較好；考慮到蒸汽的利用率，輪緣設(shè)計為雙列的葉片槽，輪緣葉片槽設(shè)計為外包凸肩T型槽。3從主軸的工作狀況及零件圖可以知道主軸上裝聯(lián)軸器的錐度段截面是危險截面。查《機械設(shè)計》[4]：軸的扭

5、轉(zhuǎn)強度τ=≈95500000.23=47.46式中：T—主軸所受的扭矩，Nmm；?—主軸的抗扭截面系數(shù)，mm3；n—主軸的轉(zhuǎn)速，rmin；n=4400rmin；P—主軸傳遞的功率，kW；P=1500kW；d—計算截面處軸的直徑，mm；d=70mm。查《機械工程材料手冊》35CrMoV鋼=381MPa。，故強度符合工作要[]τ≤[τ]求。2.1.2主軸的彎扭合成強度計算校核軸上的承受最大彎矩和扭矩的截面的強度，即二級葉輪軸段中間截面處。查

6、《機械設(shè)計》軸的彎扭合成強度計算公式=()24(2)2=2()2=51.5式中：M—軸所受的彎矩，Nmm；M=17241426Nmm；??T—軸所受的扭矩，Nmm；T=3255681.8Nmm；??W—軸的抗扭截面系數(shù)，mm3；W=345095.2mm3；—折合系數(shù)；。＝0.6查《機械工程材料手冊》，35CrMoV鋼。，故強度符合工作[?1]＝880MPa[?1]要求。主軸的結(jié)構(gòu)圖如圖21所示。圖21主軸圖2.2葉片強度計算汽輪機正常運