第六章 汽轮机主要零件结构与振动.pptVIP

第六章 汽轮机主要零件结构与振动 第一节 汽轮机静止部分结构 第二节 汽轮机转动部分结构 第三节 叶片振动 第四节 汽轮机转子振动 第一节 汽轮机静止部分结构 汽缸 隔板、隔板套和静叶环、静叶持环 轴承 第二节 汽轮机转动部分结构 汽轮机的转动部分包括动叶栅、叶轮（或转鼓）、主轴和联轴器以及紧固件等旋转部件。 一 转子 汽轮机的转动部分总称为转子，主要由主轴叶轮（或轮鼓）动叶及联轴器等组成，它是汽轮机最主要的部件之一，起着工质能量转换及扭矩传递的任务。 第三节 叶片的振动 叶片的受力 引起叶片振动的激振力 叶片振动的基本振型 叶片的自振频率 叶片频率的测定 叶片动强度的安全准则和叶片调频 低频激振力 低频激振力产生的原因是由于结构件的制造、安装误差而导致汽流力分布不均所致。具体情况有如下几种： （1）上下隔板接口结合不良，当汽流流过接口处的喷嘴通道时，汽流速度的大小及方向不同，形成一个（或两个）激振源。 （2）由于喷嘴或者隔板导叶制造误差，使个别喷嘴异常，其出口汽流速度的过大或过小，也就形成了一个激振力。 （3）对于喷嘴调节的汽轮机，采当部分进汽，调节阀依次开启，当叶片通过装有喷嘴弧段时，受到汽流力的作用，而叶片通过没有喷嘴弧段时，又不受汽流力的作用，从而引起了一个激振力。 （4）级前后有抽汽口，在抽汽口附近的动静间隙中有大量的汽流作径向流动，使得这一部位的出口汽流速度的周向分速变小，从而会引起了一个激振力。 上述几种情况产生的激振力，都会使动叶片每旋转一周，就要受到一次（或几次）激振力的作用，故称为低频激振力。 低频激振力的频率是汽轮机转速的整数倍，即 (6—46) 式中， n-----汽轮机转速； k——为正整数，k=1,2,3,…… 高频激振力 高频激振力产生的原因是由于喷嘴的存在所致。由于喷嘴通道壁面的存在，使蒸汽在喷嘴出口处的汽流速度大小沿轮周分布呈近似抛物线（图6—42）。叶片每转过一个喷嘴通道时，所受汽流作用力就会发生一次由小到大、又由大到小的变化。这种激振力称之为高频激振力。高频激振力的频率用下式求得： （6—47） 式中， n----- 转速； z ---- 级内喷嘴数。 当部分进汽度e 1 时，则有 式中， ——为当量喷嘴数。 切向振动： 叶片切向振动如图6--43a所示。而叶片切向振动又有不同的振动型式： A型振动：根部固定、叶顶自由的振动（图6—44）。根据节点数的多少，A型振动又依次有 型振动、 型振动、 型振动…等，即有无穷多个振型。其中， 型振动的振幅最大、频率最低，随着振动阶次增加，其振幅逐渐减小，振动频率逐渐增大。对于等截面而言，其频率之间有一定比例关系，比值为： B型振动：根部固定、叶顶为铰支的振动（图6—45）。叶片作B型振动时，叶顶不产生位移，但要产生旋转。B型振动也依次有 型振动、 型振动、 型振动…等。对于等截面各阶振动，有： 轴向振动 叶片轴向振动的振型如图6---43b所示。与切向振动类似，叶片轴向振动分为A型振动和B型振动。 扭转振动 叶片扭转振动的振型如图6---43c所示。按频率高低不同，扭转振动也分为第一、二、三阶等次的振动。 叶片组的振动 叶片组的振型比自由叶片的振型复杂。叶片组的振动也有切向、轴向和扭转振动之分。 叶片组的A型振动（叶片根部固定、顶部自由）：这种振动的特点是组内叶片作相同的振动，并且频率相同，有 型、 型、 型……振动等，如图6—46所示。 叶片组的B型振动（叶片根部固定、顶部铰支）用围带将叶片连成叶片组的B型振动，其顶部保持不动或几乎不动，可以分成 型、 型、 型振动等。但叶片组的B型振动，又有两类对称振动，即第一类对称的型振动和第二类对称的型振动（图6—47） 。由于围带的存在，使叶片的刚度增加，则使振动自振频率增加；但另一方面又增加了质量，使自振频率降低。 当激发叶片组振动时，激振力的频率逐渐增加，会交替出现A型、B型振动。实践证明，最容易出现、并且振幅最大的主要是 、 、 型振动；而更高阶次的振动，不容易发生，即使发生了，振幅也不大，也不危险。 除了产生切向振动之外，叶片组也回产生轴向振动和扭转振动。 叶片是简谐振动，y随时间t的变化为正弦规律变化，因此