905毫米長葉片動振動試驗研究綜合報告

1、?√ 葉 岢 ／ 娠 試番l 一 抖 1概 述 9 0 5 毫米長 葉片動 振動試驗研 究 綜 合 報 上 b1 ： 3 1魏先英 余 耀 編寫2 臼多眾 所 周 知。 判 斷 汽 輪機 機 組 先 進 與 否 的 兩個 主要標志是 t安 全性 和經(jīng)擠性 。在通常 情 況下，末級長 葉片的性 能 是代 表機 組永平 的 。因 此， 從這個意義上 講， 末級長葉片 的 優(yōu)劣與機組的優(yōu) 劣是密切相 關的 所 以，在 工業(yè)發(fā)達 的國

2、家里 ，各 大型 汽輪機制造 廠在 開發(fā)大功 率汽 輪機 長葉 片時，都投入了 大量 人 力 和 巨 額資 金 。 我 廠 為 了 增 強 產(chǎn) 品在 市 場 上 的 競 爭能 力并 適 應 今后 發(fā)展 更 大 功 率 汽 輪 機 的需要。 于1 9 8 9 年 開始著 手研制9 0 5 毫 米 長 葉片 。就9 0 5 毫米 長葉片 的經(jīng)濟 性來說， 以6 0 0MW 汽輪機 為例，其 低壓束級動葉片若采用 9 0 5 毫米 長葉片 以

3、取代西屋公 司原設計 的8 6 9毫 米 長葉片，則機 組 的熱效 率將大大提高．熱 耗將 從原 來的8 0 0 5 k J ／ kW ． h 降 低 到7 8 3 8k J ／ k W ． h ，每 年 可省煤 2 4 0 0 0 噸。另 一方面，就 9 0 5 毫米 長葉片 的安 全 性 來說 ，設計人員對所開 發(fā)的長葉片都要進 行 詳細 的強 度、振動計算 。機組 在運行時，末 級 葉根 要承 受高達上百噸的 離心力作用，并 在齒

4、 根 過 渡 部 分 產(chǎn) 生 相 當 大的 應 力 集 中， 應 力狀態(tài) 較為復雜， 同時 葉片 型線沿葉高 方向 逐 漸 扭 曲 ， 葉 頂 型 線 薄而 圓 周 速 度 達 5 d6 m／s 。 葉片的 運行 條件極 為嚴酷 。 而 目前普 遍 采 用的計算方 法和安 全準皿 4 并不能完 全反映 實際情況 。另外， 葉片 的主要 設計參數(shù)—— 動態(tài)特 性，又只 有通過實驗手段才能 獲得可 靠的 數(shù)據(jù) 為此，所開發(fā)的長葉片最終 都必

5、 須 在實 物試驗 臺上進行校核， 以期獲得較 為 客觀的 數(shù)據(jù)． 以便 準確地判 斷長 葉片 的安 全 性 。為了保證9 0 5 毫米 長葉片在強度 、 振 動 方面安 全可靠， 為機 組 長期安 全運 行打 下堅 實 的基礎 ，我廠建 造 了長葉片 動振動專用試 驗轉(zhuǎn)子，共投資百 余萬元， 其費 用見 表 1，并在本廠 高速 動平衡室用 無線 電遙測和集流 裹 T8 0 5 毫米長 葉片試驗轉(zhuǎn)子 費用 名 稱 材料費 加 工費 試

6、驗費 總 計 占總金 額的百分數(shù) ( ％)5 OjI。 ’。 。。 。‘‘。 。。 。。?！?一l2 4l261 O 0囂兩種方 法對 9 0 5 毫米 長葉片 葉片組進 行 了多種方案動頻 實測試驗J 為了考核 縱樹 型葉 根 的應力分布，與 清華 大學臺作對 葉根進 行 點 應力 測試， 以獲得葉椴各對齒 的 承 載 分 布；考慮 到葉根 過渡 圓角的應力集 中， 通過 光 彈性 試驗 得 到了 葉根 過渡 圃角 的 應 力 分

7、 布。由于進行了上 述的 一些大型試驗， 積累 了 豐 富 的試 驗 數(shù) 據(jù) ， 為 今 后 設計 更 長 的 長 葉 片提供 了可信的 實用依據(jù) 。率文 將按上述 順序介紹 與9 0 5 毫米 長 葉 片強度 、振動有關 的內(nèi)容和結(jié)果 。維普資訊 http://www.cqvip.com 圜 z 主 軸 段 值 圖 試驗 轉(zhuǎn)子的輪盤 和聯(lián) 接螺釘均 經(jīng)過詳細 力兩 部分 ．的強 度校 核，全部臺格 。靜應力 由離心產(chǎn)生 的拉應力 、

8、 偏 心力 彎 試驗 轉(zhuǎn)子 經(jīng)3 6 O O r ／ mi n 超速試驗， 結(jié) 果 應力 和反扭應力 以及 由汽流產(chǎn)生 的彎應力蛆 安然 無恙，這再次證 明了本 試驗 轉(zhuǎn)子的強度 成，具體 計算 數(shù)據(jù)如 表 2 所 示．是 合 格 的 。．59 0 5 毫 米 長 葉 片 的部 分設 計 內(nèi)容 9 0 5 毫 米長 葉片 及葉根槽 的示意 圖 分 別 見 圖 3 和 圖4 。葉片材 料為O cr 1 7 Ni 4 c u 4 Nb

9、 ， 單 片 重 約1 7 k g ~材料在常溫 下的主 要機械性 能，ao ． 1=9 0 0 N／ r am， 口 - =9 5 0 N／ r am1 ．E=1 9 ． 6×1 0 ‘ N／ r am 。葉片輪槽 材料 為3 0 C r 2 Ni 4 Mo V ， 材 料 在常 溫 下的主 要機械性 能，o r 。 ． ： =7 2 0 N ／f i l m ， o - =8 3 0 N／ mm ， E=2 0 ． 0