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汽轮机转子及构成

1转子定义

汽轮机所有转动部件的组合体称为转子（图13）。它主要包括：主轴、叶轮

（转鼓）、叶片、联轴器等部件。

图13转子

转子的作用：汇集各级动叶栅所得到的机械能，并传给发电机。

转子受力分析：传递扭矩、离心力引起的应力、温度不均匀引起的热应力、

轴系振动所产生的振动应力。

汽轮机转子在高温蒸汽中高速旋转，不仅要承受汽流的作用力和由叶片、叶

轮本身离心力所引起的应力，而且还承受着由温度差所引起的热应力。

此外，当转子不平衡质量过大时，将引起汽轮机的振动，转子要承受轴系振

动所产生的振动应力。因此，转子的工作状况对汽轮机的安全、经济运行有着很

大的影响。

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2转子的分类

根据汽轮机的分类，转子分为两种：轮式转子、鼓式转子。前者用于冲动式

汽轮机，后者用于反动式汽轮机，鼓式转子上的动叶直接安装在转鼓上。

按临界转速是否在运行转速范围内，分为刚性转子和柔性转子。在启动过程

中，刚性转子启动就很方便，不存在跨临界区域，而柔性转子因需要快速的跨临

界，故要求用户在实际启动过程中，要充分暖机，为快速跨临界作好准备。

1、轮式转子

轮式转子根据转子结构和制造工艺的不同，可分为：套装转子、整段转子、

焊接转子以及组合转子。

1-油封环2-轴封套3-轴4-动叶栅5-叶轮6-平衡槽

图14套装转子示意图

（1）套装转子

套装转子的叶轮、轴封套、联轴器等部件和主轴是分别制造的，然后将它们

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热套在主轴上，各部件与主轴之间采用过盈配合，并用键传递力矩。主轴加工成

阶梯形，中间直径大。

适用性：只适用于中、低参数的汽轮机和高参数汽轮机的中、低压部分，其

工作温度一般在400℃以下。不宜用于高温高压汽轮机的高、中压转子。

①优点：加工方便，材料利用合理，质量容易得到保证。

②缺点：轮孔处应力较大，转子刚性差，高温下套装处易松动。

（2）整锻转子

叶轮和主轴及其他主要零部件由整体毛坯加工制成，没有热套部件。主轴的

中心通常钻有中心孔，其作用是：

①去掉锻件中残留的杂质及疏松部分；

②用来检查锻件的质量；

③减轻转子的重量。

其缺陷在于：

①使转子工作应力增大，制造成本增加；

②运行中易出现中心孔进油、进水、腐蚀，引起转子不明的振动；

③检修、动平衡复杂。

随着锻造、热处理及探伤技术水平的提高，无中心孔的转子结构应运而生。

①优点：不会出现零件松动问题，结构紧凑，强度、刚度高，适合高温、高

应力环境下工作；

②缺点：贵重材料消耗大，对加工工艺要求高。

适用性：中小型汽轮机的高压转子、大型汽轮机的任何转子（高参数或超高

参数机组的高压转子）。

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图15整锻转子毛坯

（3）焊接转子

若干实心轮盘、端轴单独铸造，然后焊接加工。焊接转子的主要优点是：不

存在松动问题；采用实心的轮盘，强度高，不