CN109026172B - 一种自带冠叶片带状阻尼拉筋条减振结构 - Google Patents

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Abstract

一种自带冠叶片带状阻尼拉筋条减振结构，它属于能源动力行业，具体涉及一种自带冠叶片带状阻尼拉筋条减振结构。本发明的目的是要解决汽轮机转子运转时，叶片将发生振动，产生振动应力，危及叶片安全的问题。一种自带冠叶片带状阻尼拉筋条减振结构包括冠叶片、拉筋连接件Ⅰ、拉筋连接件Ⅱ、拉筋连接件Ⅲ、拉筋连接件Ⅳ、填块和焊料；所述冠叶片由叶片和叶冠组成，在叶冠下端面中间位置处车削出带状阻尼拉筋槽；拉筋连接件Ⅰ、拉筋连接件Ⅱ装入带状阻尼拉筋槽内，将拉筋连接件Ⅲ和拉筋连接件Ⅳ装入锁口内，在拉筋连接件Ⅲ和拉筋连接件Ⅳ之间的间隙装入填块，在填块表面填满焊料进行堆焊。本发明主要用于制备自带冠叶片带状阻尼拉筋条减振结构。

Description

一种自带冠叶片带状阻尼拉筋条减振结构
技术领域
本发明属于能源动力行业，具体涉及一种自带冠叶片带状阻尼拉筋条减振结构。
背景技术
叶片损伤是汽轮机发生故障的主要原因之一，而振动疲劳是导致叶片断裂的主要原因。在汽轮机的叶片设计时，需要保证舰船汽轮机多工况运行的安全性，阻尼结构整圈连接使叶片在正常运行中形成整圈，可以实现叶片所承受的动应力达到较小的数值，以保证叶片的动强度控制在较安全的范围内，解决自由叶片或成组叶片动应力不易降低的问题，调整叶片振动频率避开转子各工况运行转速。以往的铆接围带结构叶片安装及拆卸换装工艺复杂，带状阻尼拉筋条结构相对简单便捷。
发明内容
本发明的目的是要解决汽轮机转子运转时，叶片将发生振动，产生振动应力，危及叶片安全的问题，而提供一种自带冠叶片带状阻尼拉筋条减振结构。
一种自带冠叶片带状阻尼拉筋条减振结构，它包括冠叶片、拉筋连接件Ⅰ、拉筋连接件Ⅱ、拉筋连接件Ⅲ、拉筋连接件Ⅳ、填块和焊料；
所述冠叶片由叶片和叶冠组成，叶片设置在叶冠上端面，将若干个冠叶片装配成圈后，在若干个冠叶片的叶冠下端面中间位置处车削出带状阻尼拉筋槽，所述带状阻尼拉筋槽的截面呈燕尾形；
拉筋连接件Ⅰ的截面呈直角梯形，拉筋连接件Ⅱ的截面呈直角梯形，且拉筋连接件Ⅰ的截面与拉筋连接件Ⅱ的截面镜像对称，由拉筋连接件Ⅰ的截面和拉筋连接件Ⅱ的截面组成的燕尾形与带状阻尼拉筋槽截面的燕尾形吻合；
拉筋连接件Ⅲ的截面呈直角梯形，拉筋连接件Ⅳ的截面呈直角梯形，且拉筋连接件Ⅲ的截面与拉筋连接件Ⅳ的截面镜像对称，拉筋连接件Ⅲ的长度与拉筋连接件Ⅳ的长度相等；
在带状阻尼拉筋槽上设置锁口，且锁口的长度与拉筋连接件Ⅳ的长度相等，将拉筋连接件Ⅰ和拉筋连接件Ⅱ沿锁扣装入带状阻尼拉筋槽内，且保证沿带状阻尼拉筋槽长度方向相邻的两个拉筋连接件Ⅰ或拉筋连接件Ⅱ的接触间隙为0.1mm～0.2mm，除锁口外，在带状阻尼拉筋槽内填满拉筋连接件Ⅰ和拉筋连接件Ⅱ；
将拉筋连接件Ⅲ和拉筋连接件Ⅳ装入锁口内，在拉筋连接件Ⅲ和拉筋连接件Ⅳ之间的间隙装入填块，在填块表面填满焊料进行堆焊。
本发明原理：在离心力作用下，相邻叶片的冠部通过与阻尼拉筋条两两相互接触，形成整圈叶片，可以在叶片振动时通过干摩擦、碰撞等作用耗散部分激振力能量，有效降低叶片振动应力，起到减振的作用，提高转子运行安全性能。
本发明优点：本发明一种自带冠叶片带状阻尼拉筋条减振结构可以降低汽轮机动叶片所承受的动应力，减小叶片振动幅值，调整叶片振动频率，保证多工况运行的安全性。
附图说明
图1是本发明一种自带冠叶片带状阻尼拉筋条减振结构的主视图；图中1表示冠叶片，1-3-1表示锁口；
图2是冠叶片的放大剖视图，图中1-1表示叶片，1-2表示叶冠，1-3表示带状阻尼拉筋槽；
图3是图1沿P-P的放大剖视图，图中1-1表示叶片，1-2表示叶冠，4表示拉筋连接件Ⅲ，5表示拉筋连接件Ⅳ，6表示填块，7表示焊料；
图4是图1沿N-N的放大剖视图，图中1-1表示叶片，1-2表示叶冠，2表示拉筋连接件Ⅰ，5表示拉筋连接件Ⅱ。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式是一种自带冠叶片带状阻尼拉筋条减振结构，它包括冠叶片1、拉筋连接件Ⅰ2、拉筋连接件Ⅱ3、拉筋连接件Ⅲ4、拉筋连接件Ⅳ5、填块6和焊料7；
所述冠叶片1由叶片1-1和叶冠1-2组成，叶片1-1设置在叶冠1-2上端面，将若干个冠叶片1装配成圈后，在若干个冠叶片1的叶冠1-2下端面中间位置处车削出带状阻尼拉筋槽1-3，所述带状阻尼拉筋槽1-3的截面呈燕尾形；
拉筋连接件Ⅰ2的截面呈直角梯形，拉筋连接件Ⅱ3的截面呈直角梯形，且拉筋连接件Ⅰ2的截面与拉筋连接件Ⅱ3的截面镜像对称，由拉筋连接件Ⅰ2的截面和拉筋连接件Ⅱ3的截面组成的燕尾形与带状阻尼拉筋槽1-3截面的燕尾形吻合；
拉筋连接件Ⅲ4的截面呈直角梯形，拉筋连接件Ⅳ5的截面呈直角梯形，且拉筋连接件Ⅲ4的截面与拉筋连接件Ⅳ5的截面镜像对称，拉筋连接件Ⅲ4的长度与拉筋连接件Ⅳ5的长度相等；
在带状阻尼拉筋槽1-3上设置锁口1-3-1，且锁口1-3-1的长度与拉筋连接件Ⅳ5的长度相等，将拉筋连接件Ⅰ2和拉筋连接件Ⅱ3沿锁扣1-3-1装入带状阻尼拉筋槽1-3内，且保证沿带状阻尼拉筋槽1-3长度方向相邻的两个拉筋连接件Ⅰ2或拉筋连接件Ⅱ3的接触间隙为0.1mm～0.2mm，除锁口1-3-1外，在带状阻尼拉筋槽1-3内填满拉筋连接件Ⅰ2和拉筋连接件Ⅱ3；
将拉筋连接件Ⅲ4和拉筋连接件Ⅳ5装入锁口1-3-1内，在拉筋连接件Ⅲ4和拉筋连接件Ⅳ5之间的间隙装入填块6，在填块6表面填满焊料7进行堆焊。
通过修磨拉筋连接件Ⅰ2和拉筋连接件Ⅱ3长度，保证沿带状阻尼拉筋槽1-3长度方向相邻的两个拉筋连接件Ⅰ2的接触间隙为0.1mm～0.2mm，保证沿带状阻尼拉筋槽1-3长度方向相邻的两个拉筋连接件Ⅱ3的接触间隙为0.1mm～0.2mm。
通过填块6将拉筋连接件Ⅲ4和拉筋连接件Ⅳ5挤紧，允许修磨围带填块，在填块6表面填满焊料7进行堆焊时，不允许焊料7焊接到叶冠1-2上，且堆焊后对焊料7上表面进行修平，不得高于相邻的叶冠1-2上表面。焊后对封口位置进行无损探伤检查。
汽轮机转子运转时，叶片将发生振动，产生振动应力，危及叶片安全。各种叶片事故的统计分析表明，叶片损坏大多数是由于叶片振动产生的动应力过大所致。叶片一般工作在非定常、跨音速及粘性的流场中，动叶片承受各种激振源产生的激振力作用。叶片在激振力作用下发生强迫振动，而且叶片振幅大，振频低，动应力高，极易发生断裂等事故。为了提高叶片安全性，可通过铆接围带，穿拉筋条等方式使叶片成组或成圈。传统的焊接拉筋、松拉筋等结构虽然可以起到调频和减振的作用，但每穿一根拉筋会使汽轮机效率下降约1％；传统的铆接围带叶片安装工艺复杂，铆接方法多种多样，铆接人员水平各异，极易出现铆接裂纹、铆接后配合间隙不均等质量问题。
本实施方式一种自带冠叶片带状阻尼拉筋条减振结构在离心力作用下，相邻叶片的冠部通过与阻尼拉筋条两两相互接触，形成整圈叶片，可以在叶片振动时通过干摩擦、碰撞等作用耗散部分激振力能量，有效降低叶片振动应力，起到减振的作用，提高转子运行安全性能。且整圈叶片坎贝尔频谱图上的共振点数少于有限成组叶片共振点数，有限成组叶片共振点数少于自由叶片，对于设计多工况多转速舰用汽轮机而言，减少共振点数在设计上更容易避免低阶模态频率与各工况转速的共振。此外即使在共振状态下整圈叶片的动应力比传统有限成组叶片小的多，这是因为整圈叶片的对数衰减率高达传统有限成组叶片的5～10倍，而叶片动应力大小与其对数衰减率成反比。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：相邻两个叶冠的直面端接触间隙为0.02mm，相邻两个叶冠的曲面端接触间隙为0.1mm～0.3mm。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：由拉筋连接件Ⅰ2、拉筋连接件Ⅱ3、拉筋连接件Ⅲ4、拉筋连接件Ⅳ5、填块6和焊料7组成整圈拉筋结构。个叶冠的直面端接触间隙为0.02mm，相邻两个叶冠的曲面端接触间隙为0.1mm～0.3mm。其他与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：所述整圈拉筋结构装入带状阻尼拉筋槽1-3内。其他与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：所述拉筋连接件Ⅰ2与拉筋连接件Ⅱ3的接触间隙为0.1mm～0.3mm。其他与具体实施方式一至四相同。
本发明内容不仅限于上述各实施方式的内容，其中一个或几个具体实施方式的组合同样也可以实现发明的目的。
采用下述试验验证本发明效果
实施例1：一种自带冠叶片带状阻尼拉筋条减振结构，它包括冠叶片1、拉筋连接件Ⅰ2、拉筋连接件Ⅱ3、拉筋连接件Ⅲ4、拉筋连接件Ⅳ5、填块6和焊料7；
所述冠叶片1由叶片1-1和叶冠1-2组成，叶片1-1设置在叶冠1-2上端面，将若干个冠叶片1装配成圈后，在若干个冠叶片1的叶冠1-2下端面中间位置处车削出带状阻尼拉筋槽1-3，所述带状阻尼拉筋槽1-3的截面呈燕尾形；
拉筋连接件Ⅰ2的截面呈直角梯形，拉筋连接件Ⅱ3的截面呈直角梯形，且拉筋连接件Ⅰ2的截面与拉筋连接件Ⅱ3的截面镜像对称，由拉筋连接件Ⅰ2的截面和拉筋连接件Ⅱ3的截面组成的燕尾形与带状阻尼拉筋槽1-3截面的燕尾形吻合；
拉筋连接件Ⅲ4的截面呈直角梯形，拉筋连接件Ⅳ5的截面呈直角梯形，且拉筋连接件Ⅲ4的截面与拉筋连接件Ⅳ5的截面镜像对称，拉筋连接件Ⅲ4的长度与拉筋连接件Ⅳ5的长度相等；
在带状阻尼拉筋槽1-3上设置锁口1-3-1，且锁口1-3-1的长度与拉筋连接件Ⅳ5的长度相等，将拉筋连接件Ⅰ2和拉筋连接件Ⅱ3沿锁扣1-3-1装入带状阻尼拉筋槽1-3内，且保证沿带状阻尼拉筋槽1-3长度方向相邻的两个拉筋连接件Ⅰ2或拉筋连接件Ⅱ3的接触间隙为0.1mm～0.2mm，除锁口1-3-1外，在带状阻尼拉筋槽1-3内填满拉筋连接件Ⅰ2和拉筋连接件Ⅱ3；
将拉筋连接件Ⅲ4和拉筋连接件Ⅳ5装入锁口1-3-1内，在拉筋连接件Ⅲ4和拉筋连接件Ⅳ5之间的间隙装入填块6，在填块6表面填满焊料7进行堆焊。
相邻两个叶冠的直面端接触间隙为0.02mm，相邻两个叶冠的曲面端接触间隙为0.1mm～0.3mm。
由拉筋连接件Ⅰ2、拉筋连接件Ⅱ3、拉筋连接件Ⅲ4、拉筋连接件Ⅳ5、填块6和焊料7组成整圈拉筋结构。个叶冠的直面端接触间隙为0.02mm，相邻两个叶冠的曲面端接触间隙为0.1mm～0.3mm。
所述整圈拉筋结构装入带状阻尼拉筋槽1-3内。
所述拉筋连接件Ⅰ2与拉筋连接件Ⅱ3的接触间隙为0.1mm～0.3mm。
通过修磨拉筋连接件Ⅰ2和拉筋连接件Ⅱ3长度，保证沿带状阻尼拉筋槽1-3长度方向相邻的两个拉筋连接件Ⅰ2的接触间隙为0.1mm～0.2mm，保证沿带状阻尼拉筋槽1-3长度方向相邻的两个拉筋连接件Ⅱ3的接触间隙为0.1mm～0.2mm。
通过填块6将拉筋连接件Ⅲ4和拉筋连接件Ⅳ5挤紧，允许修磨围带填块，在填块6表面填满焊料7进行堆焊时，不允许焊料7焊接到叶冠1-2上，且堆焊后对焊料7上表面进行修平，不得高于相邻的叶冠1-2上表面。焊后对封口位置进行无损探伤检查。

Claims (2)

1.一种自带冠叶片带状阻尼拉筋条减振结构，包括冠叶片(1)、拉筋连接件Ⅰ(2)、拉筋连接件Ⅱ(3)、拉筋连接件Ⅲ(4)、拉筋连接件Ⅳ(5)、填块(6)和焊料(7)；
所述冠叶片(1)由叶片(1-1)和叶冠(1-2)组成，叶片(1-1)设置在叶冠(1-2)上端面，将若干个冠叶片(1)装配成圈后，在若干个冠叶片(1)的叶冠(1-2)下端面中间位置处车削出带状阻尼拉筋槽(1-3)，所述带状阻尼拉筋槽(1-3)的截面呈燕尾形；
拉筋连接件Ⅰ(2)的截面呈直角梯形，拉筋连接件Ⅱ(3)的截面呈直角梯形，且拉筋连接件Ⅰ(2)的截面与拉筋连接件Ⅱ(3)的截面镜像对称，由拉筋连接件Ⅰ(2)的截面和拉筋连接件Ⅱ(3)的截面组成的燕尾形与带状阻尼拉筋槽(1-3)截面的燕尾形吻合；
拉筋连接件Ⅲ(4)的截面呈直角梯形，拉筋连接件Ⅳ(5)的截面呈直角梯形，且拉筋连接件Ⅲ(4)的截面与拉筋连接件Ⅳ(5)的截面镜像对称，拉筋连接件Ⅲ(4)的长度与拉筋连接件Ⅳ(5)的长度相等；
在带状阻尼拉筋槽(1-3)上设置锁口(1-3-1)，且锁口(1-3-1)的长度与拉筋连接件Ⅳ(5)的长度相等，将拉筋连接件Ⅰ(2)和拉筋连接件Ⅱ(3)沿锁口(1-3-1)装入带状阻尼拉筋槽(1-3)内，且保证沿带状阻尼拉筋槽(1-3)长度方向相邻的两个拉筋连接件Ⅰ(2)或拉筋连接件Ⅱ(3)的接触间隙为0.1mm~0.2mm，除锁口(1-3-1)外，在带状阻尼拉筋槽(1-3)内填满拉筋连接件Ⅰ(2)和拉筋连接件Ⅱ(3)；
将拉筋连接件Ⅲ(4)和拉筋连接件Ⅳ(5)装入锁口(1-3-1)内，在拉筋连接件Ⅲ(4)和拉筋连接件Ⅳ(5)之间的间隙装入填块(6)，在填块(6)表面填满焊料(7)进行堆焊，形成叶片振动时通过干摩擦、碰撞作用耗散部分激振力能量；
相邻两个叶冠的直面端接触间隙为0.02 mm，相邻两个叶冠的曲面端接触间隙为0.1mm~0.3 mm；
由拉筋连接件Ⅰ(2)、拉筋连接件Ⅱ(3)、拉筋连接件Ⅲ(4)、拉筋连接件Ⅳ(5)、填块(6)和焊料(7)组成整圈拉筋结构；
所述拉筋连接件Ⅰ(2)与拉筋连接件Ⅱ(3)的接触间隙为0.1mm~0.3 mm。
2.根据权利要求1所述的一种自带冠叶片带状阻尼拉筋条减振结构，其特征在于所述整圈拉筋结构装入带状阻尼拉筋槽(1-3)内。
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