[發明專利]汽輪機圍帶的阻尼結構

有效

• 申請號: 200810046068.8
• 申請日: 2008-09-13
• 公開（公告）號: CN101349170A
• 公開（公告）日: 2009-01-21
• 發明（設計）人: 周振杰;謝永慧;周顯丁;吳其林;范小平;曹守洪;孫奇;李伯武;鐘剛云;李澤培
• 申請（專利權）人: 東方電氣集團東方汽輪機有限公司
• 主分類號: F01D5/22
• 分類號: F01D5/22
• 代理公司: 德陽三星專利事務所
• 代理人: 劉克勤;段雪茵

技術領域

本發明涉及汽輪機圍帶，具體涉及該圍帶的阻尼結構。?

背景技術

汽輪機轉子主要由主軸、葉片、葉輪構成，大型汽輪機通常采用自帶冠葉片，該葉片具有葉身、葉根、葉冠，葉根裝于葉輪的輪槽內，當所有葉片裝入葉輪后，相鄰葉片的葉冠相互接觸，組合成圈，構成圍帶。?

轉子運轉時，葉片將發生振動，產生動應力，危及葉片安全。解決此問題的技術手段有兩個，一是在葉片結構設計時，避開共振頻率，使激振響應盡量??；二是在相鄰葉片葉冠的配合面設阻尼結構，以耗散部分激振力能量，兩個手段同時運用，使葉片的動應力盡量小。圍帶阻尼結構是槽、塊配合結構，即在葉片葉冠的配合面上開阻尼槽，槽內置入阻尼塊，轉子運轉時，阻尼塊的離心力產生阻尼。?

隨著單級負荷的不斷增大，尤其是大負荷供熱汽輪機的問世，出現了超大負荷級，這些超大負荷級工作時承受著很大的激振力，阻尼件的尺寸也越來越大。大尺寸的阻尼件必然使葉冠的厚度增加，加厚后的葉冠不僅增加了動葉片的離心力，而且使葉片的自振頻率明顯下降，從而增大了葉片振動設計的難度。因此，如何在盡量不增加葉冠厚度的情況下，通過改進阻尼件自身的結構，獲得所希望的阻尼效果，成為葉片設計界普遍關注的問題。?

阻尼值與阻尼塊的質量成正比關系，質量越大，離心力即阻尼就越大，當阻尼塊的材料密度確定時，阻尼值就與阻尼塊的體積成正比關系。因此，找到一種阻尼槽、塊的幾何形狀，該幾何形狀所需的葉冠厚度、軸向寬度與現有阻尼結構相同，而阻尼塊的體積卻更大，正是葉片設計人員努力尋求的。?

此前申請人曾發明了一種楔形阻尼槽、塊結構(專利號：ZL02222120.4)，具有較好的阻尼效果，但用于超大負荷級時，該阻尼塊的質量仍顯得不足，不得不放大尺寸，由此也不得不增大葉冠厚度。?

發明內容

本發明的目的，是提供一種圍帶阻尼結構，與現有阻尼結構相比，該結構在同樣的葉冠厚度和軸向寬度尺寸下，其阻力塊的體積更大，因而能夠產生更大的離心力，滿足更大負荷級的阻尼要求。?

本發明的技術解決方案是：?

一種汽輪機圍帶的阻尼結構，具有葉冠的多只葉片裝在葉輪上，呈放射狀分布，相鄰葉片的葉冠3相互接觸，組合成圈，構成圍帶，在相鄰葉片葉冠3的配合面上設有阻尼槽，該槽內設有阻尼塊4；其特征在于，所述阻尼槽是半圓槽，所述阻尼塊4是準半圓柱體，其半徑與半圓槽的半徑相同；該準半圓柱體具有兩個端平面B1、B2，一個缺半圓柱面D，一個缺直徑平面C，一個缺平面A，該缺平面A與缺直徑平面C垂直相交。?

所述缺平面A與缺半圓柱面D的交點的水平夾角β滿足如下關系式：?

N1＝F/sinβ????????????(1)?

N2＝F/tgβ?????????????(2)?

式中：β-準半圓柱形狀阻尼塊夾角；?

F-準半圓柱形狀阻尼塊離心力；?

N1-準半圓柱形狀阻尼塊缺平面與缺半圓柱面交點(b)的法向作用力；?

N2-圓柱形狀阻尼塊缺直徑平面(C)的法向作用力；?

所述夾角β在20°～70°之間。?

本發明的技術效果：?

與楔形阻尼結構相比，在葉冠厚度、軸向寬度相同的情況下，本準半圓柱阻尼塊的體積是前者的π/2倍(約1.57倍)，大約多出57％的離心力，可以滿足超大負荷級的阻尼要求，不必增大葉冠厚度和軸向尺寸。?

附圖說明

圖1是本發明準半圓柱形阻尼塊結構示意圖?

圖2是圖1的K向視圖?

圖3是本發明阻尼槽結構及其在葉冠上的位置關系圖?

圖4是圖3的M向視圖?

圖5是圖4的E-E(旋轉)視圖?

圖6是葉冠組合成圈構成圍帶后的頂視圖?

圖7是圖6的W-W視圖?

圖8是準半圓柱阻尼塊工作狀態受力分析圖?

圖9是準半圓柱阻尼塊與楔形阻尼塊截面積比較分析圖?

具體實施方式

參見圖1、圖2：準半圓柱阻尼塊具有兩個平行的端平面B₁、B₂，一個缺半圓柱面D，一個缺直徑平面C，一個缺平面A，該缺平面A與缺直徑平面C垂直相交。準半圓柱阻尼塊的直徑為φ，寬度為L，高度為H，其缺失部分的高度為h。缺平面A與缺半圓柱面D的交點為b，該交點b與圓心的連線e的水平夾角為β。?