CN101285404A - 汽轮机动叶片的围带结构及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种汽轮机动叶片的围带结构及其加工工艺。由若干具有叶冠的动叶片安装在汽轮机转子的叶轮上,相邻动叶片的叶冠相互配合,组合成圈,构成围带;当汽轮机处于静态,动叶片未扭转时,围带的两个轴向端面呈锯齿状,当汽轮机运转,动叶片扭转后,围带的两个轴向端面是齐平的。加工工艺步骤:①加工若干预扭工艺块,该工艺块具有整体结构的两个块状部分,两个块状部分平行错位,错位距离等于叶片扭转后相邻两叶冠的错位距离;②将所有叶片装在叶轮上,在围带的外周面上车削一条与预扭工艺块的宽度相适配的环形槽;③将叶片扭转,装入预扭工艺块;④车削围带的两个轴向端面,使其齐平;⑤拆下预扭工艺块;⑥车削围带的外周面。
Description
技术领域
本发明涉及汽轮机动叶片,尤其涉及该动叶片的围带结构及其加工工艺。
技术背景
围带是汽轮机转子的主重要部件之一,呈环状,其内周面与动叶片的顶端连接,将所有动叶片包围起来,围带与动叶片组合,形成汽道,每相邻两叶片之间的空间就是一条汽道。传统的围带是一个独立部件,装配时,铆/焊接在叶片的顶端,这种刚性连接方式,使得转子的动应力大,安全性不高,且由于叶片不能扭曲,机组的汽动特性差。自带冠动叶片问世后,围带不再是一个独立部件,而是由所有叶片的叶冠组合构成,每只叶片的叶冠就是一段围带,相邻叶片的叶冠相互接触,所有叶片的叶冠组合成圈,构成整圈围带。这种分段装配式围带,大幅度降低了转子的动应力,且由于叶片能扭曲,机组的汽动特性明显改善。但也带来新的问题:由于叶冠的配合结构是按静态设计的,在机组处于静态时,围带的两个轴向端面(即进汽侧和出汽侧端面)是齐平的,在机组运行时,叶片在离心力作用下发生扭曲,相邻叶冠的轴向端面错位,围带的两个轴向端面都变成锯齿状,不再齐平,这些锯齿相当于鼓风机的叶片,在转子旋转时,产生鼓风效应,消耗能量,并使汽道内的汽流紊乱,降低蒸汽作功的效率,还会增大机组运行时的噪音。随着汽轮机向大型化发展,单机功率越来越大,转子的直径越来越大,叶片的长度不断加长,其扭角越来越大,锯齿的高度越来越高,上述不利效果更为显著,成为研发大功率机组急待解决的问题。
发明内容
本发明的目的,是为解决上述问题,提供一种鼓风损失、噪音更小、蒸汽作功效率更高的汽轮机动叶片围带结构及其加工工艺。
实现上述目的技术方案如下:
一种汽轮机动叶片围带结构,若干具有叶冠的动叶片安装在汽轮机转子的叶轮上,呈辐射状分布,相邻动叶片的叶冠相互配合,组合成圈,构成围带;其特征在于:当汽轮机运转,动叶片扭转后,围带的两个轴向端面是齐平的,当汽轮机处于静态,动叶片未扭转时,围带的两个轴向端面呈锯齿状。
所述相邻动叶片叶冠的配合面是台阶面。
上述汽轮机动叶片围带结构的加工工艺,包括步骤:
①.准备步骤,包括:
-在加工动叶片时,其叶冠的两个轴向端面和顶面都预留加工余量;
-加工若干预扭工艺块,该工艺块具有整体结构的两个块状部分,两个块状部分平行错位,错位距离等于叶片扭转后相邻两叶冠的错位距离;
②.加工预扭工艺槽步骤
将所有叶片装在叶轮上,在围带的外周面(即所有叶冠的顶面)上车削一条环形槽,该槽的宽度与预扭工艺块的宽度相适配;
③.叶片预扭步骤
施外力将叶片扭转,使其叶冠错位,将预扭工艺块装入预扭工艺槽内;每相邻两叶片的叶冠配合部,装入一只预扭工艺块;
④.加工围带轴向端面步骤
车削围带的两个轴向端面,即进汽侧端面和出汽侧端面,使其齐平;
⑤.预扭恢复步骤
拆下预扭工艺块,叶片扭转恢复,叶冠复位,围带的两个轴向端面呈锯齿状;
⑥.加工围带外周面步骤
车削围带的外周面,使其成为圆柱面。
本发明的有益技术效果:
由于叶片的叶冠被预扭,当汽轮机处于静态,动叶片未扭转时,围带的两个轴向端面呈锯齿状,当汽轮机运转,动叶片扭转后,围带的两个轴向端面是齐平的,从而避免了鼓风损失及由此带来的噪音,同时也改善了汽流的有序度,提高了蒸汽作功的效率。
附图说明
图1是本发明围带外周面工艺槽结构示意图
图2是图1的A向视图
图3是工艺块的结构图
图4是图3的俯视图
图5是工艺块装入工艺槽后叶片预扭叶冠错位状态示意图
图6是叶片在预扭状态下围带的两个轴向端面被车削后的状态示意图
图7是卸掉工艺块后围带的静态示意图
图8是汽轮机运转时,围带的工作状态示意图
具体实施方式
参见图1、图2:叶冠1位于叶身2的顶部,在加工叶片时,叶冠1的进、出汽侧端面和顶面都预留加工余量,然后将所有叶片装进叶轮,使所有叶片的叶冠1组合成圈,构成围带,在围带的外周面(即叶冠的顶面)上车削一条环形工艺槽3,该槽的宽度为a、深度为b。
参见图3、图4:加工一批工艺块4,该工艺块4的几何尺寸与工艺槽3相适配,工艺块4具有整体结构的两个块状部分,两个块状部分平行错位,错位距离C等于叶片扭转后相邻两叶冠的错位距离。
参见图5:施外力将叶片扭转,使叶冠1错位,其顶面上的工艺槽3同步错位,将工艺块4嵌入工艺槽3内,每相邻两叶冠嵌入一只工艺块4。此时,围带的两个轴向端面(即进汽侧端面和出汽侧端面)都呈锯齿状,配合面具有扭角B。
参见图6:车削围带的两个轴向端面,锯齿消除,端面呈齐平状态。
参见图7:卸掉工艺块4,叶片扭转恢复,叶冠1复位,围带的两个轴向端面呈锯齿状,配合面的扭角B消失。这样就得到了在静态时叶冠1反向错位的锯齿状围带,然后再车削围带的外周面,使其成圆柱面。
参见图8:当汽轮机运转时,叶片扭转,叶冠1错位,围带两个轴向端面的锯齿消失,处于齐平状态,不会产生鼓风效应。
Claims (3)
1. 一种汽轮机动叶片围带结构,若干具有叶冠的动叶片安装在汽轮机转子的叶轮上,呈辐射状分布,相邻动叶片的叶冠相互配合,组合成圈,构成围带;其特征在于:当汽轮机处于静态,动叶片未扭转时,围带的两个轴向端面呈锯齿状,当汽轮机运转,动叶片扭转后,围带的两个轴向端面是齐平的。
2. 根据权利要求1所述的汽轮机动叶片围带结构,其特征在于:所述相邻动叶片叶冠的配合面是台阶面。
3. 权利要求1所述汽轮机动叶片围带结构的加工工艺,包括步骤:
①.准备步骤,包括:
-在加工动叶片时,其叶冠的两个轴向端面和顶面都预留加工余量;
-加工若干预扭工艺块,该工艺块具有整体结构的两个块状部分,两个块状部分平行错位,错位距离等于叶片扭转后相邻两叶冠的错位距离;
②.加工预扭工艺槽步骤
将所有叶片装在叶轮上,在围带的外周面上车削一条环形槽,该槽的宽度与预扭工艺块的宽度相适配;
③.叶片预扭步骤
施外力将叶片扭转,使其叶冠错位,将预扭工艺块装入预扭工艺槽内;每相邻两叶片的叶冠配合部,装入一只预扭工艺块;
④.加工围带轴向端面步骤
车削围带的两个轴向端面,使其齐平;
⑤.预扭恢复步骤
拆下预扭工艺块,叶片扭转恢复,叶冠复位,围带的两个轴向端面呈锯齿状;
⑥.加工围带外周面步骤
车削围带的外周面,使其成为圆柱面。
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