CN116771429A - 一种高强度汽轮机转子叶片及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度汽轮机转子叶片及加工方法，涉及汽轮机转子叶片技术领域，包括叶轮，所述叶轮的两侧均开设有圆槽，所述叶轮的两侧均设置有固定结构，两个所述圆槽的内部均设置有叶片，且所述叶片有若干个，若干所述叶片的一侧均焊接有叶根，若干所述叶根的一侧均固定安装有连接部，所述圆槽的内部侧壁开设有限位槽，且所述限位槽有若干个。本发明通过对叶根上设有特殊形状和结构的连接部，使叶根与叶轮或转鼓连接时拥有更好的结构稳定性，改变叶片的形状和设置角度并使叶片呈周向设置，使叶片与转子主轴的轴线垂直，使叶片在工作时可以消除离心力在叶片上的扭矩，提高叶片的结构强度。

Description

一种高强度汽轮机转子叶片及加工方法

技术领域

本发明涉及汽轮机转子叶片技术领域，具体为一种高强度汽轮机转子叶片及加工方法。

背景技术

汽轮机也称蒸汽透平发动机，是一种旋转式蒸汽动力装置，高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外作功。汽轮机是现代火力发电厂的主要设备，也用于冶金工业、化学工业、舰船动力装置中。其中，汽轮机的转子上设有多级叶轮，每级叶轮上都安装有若干叶片。

现有技术中，对于径向式汽轮机转子来说，转子在高速旋转过程中，叶片会承受巨大的离心力，若叶片本身的结构强度不足，则会受离心力影响而发生振动，若振动力过大则会出现叶片断裂的情况，影响转子的正常工作，而叶片还具有用于连接叶轮或转鼓的叶根，叶根的结构也决定了叶片与叶轮的连接稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度汽轮机转子叶片及加工方法，以解决上述背景技术提出的对于径向式汽轮机转子来说，转子在高速旋转过程中，叶片会承受巨大的离心力，若叶片本身的结构强度不足，则会受离心力影响而发生振动，若振动力过大则会出现叶片断裂的情况，影响转子的正常工作，而叶片还具有用于连接叶轮或转鼓的叶根，叶根的结构也决定了叶片与叶轮的连接稳定性的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高强度汽轮机转子叶片，包括叶轮，所述叶轮的两侧均开设有圆槽，所述叶轮的两侧均设置有固定结构，各圆槽的内部均设置有若干个叶片；

其中，各叶片的一侧均焊接有叶根，所述叶根的一侧均固定安装有连接部，所述圆槽的内部侧壁开设有与连接部一一对应的限位槽，在对应的连接部和限位槽中：连接部的左右两侧且靠近前后边缘位置处均设置有限位柱，限位槽的内部两侧壁均开设有限位孔，所述连接部的内部且位于中间位置处均固定安装有固定板，所述固定板的两侧固定安装有支撑弹簧，且所述支撑弹簧有四个，所述连接部的内部且位于两侧壁处均设置有推板。

优选的，所述固定结构包括圆环板和内六角螺栓，所述叶轮的两侧且靠近圆槽处均开设有螺纹槽，所述圆环板的外侧壁均焊接有长板，且所述长板数量为叶根的两倍，各长板的一侧均焊接有限位板。

优选的，在各连接部中，两个推板之间：各推板的内侧均与两个所述支撑弹簧的一端固定连接。

优选的，若干所述连接部分别连接在对应的限位槽的内部，若干所述限位柱分别设置在对应的限位孔的内部。

优选的，所述圆环板的一侧贯穿开设有通孔，所述圆环板的另一侧开设有放置槽。

优选的，所述内六角螺栓的一侧分别穿过对应的通孔设置在所述螺纹槽的内部。

优选的，在各叶根中：叶根的两侧壁分别和限位板相接触，两个限位板为一组。

优选的，各所述叶根的一侧均与圆槽的内侧壁相接触，且各内六角螺栓分别与对应的螺纹槽螺纹连接。

优选的，所述叶轮的一侧贯穿开设有安装孔，所述叶轮的一侧贯穿开设有圆孔，且所述圆孔有若干个，所述叶轮的外侧壁且位于两侧边缘位置处均固定安装有圆环套。

一种高强度汽轮机转子叶片的加工方法，包括以下步骤：

S1、将待加工叶片装入第一套工装夹紧，送入机床；

S2、机床调用测头对零件基准面进行检测，修正零件加工零点，如果满足设置要求继续运行，否则机床停止运行；

S3、当满足设置要求时，进行如下加工：铣削进排气边边缘、铣削缘板与叶身转接R、铣削叶盆侧阻尼台四周及各面、铣削叶背侧阻尼台四周及各面和铣削零件基准面以及特殊形状的叶根；

S4、将叶片换装至第二套工装夹紧，送入机床，进行如下加工：铣削两端工艺凸台、铣榫头端面及边缘R角、铣榫头侧面、铣榫头型面及其R角、铣叶尖以及特殊形状的叶根；

S5、在对叶片和叶根加工后，把叶轮固定在机床上，通过对机床进行安装合适转头，对叶轮的两侧进行开圆槽，再更换机床上的结构，对限位槽进行加工，再根据限位柱的直径对机床上的转头进行更换，使其对限位槽内部两侧加工出限位孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过设置有叶片和叶根，通过对叶根上设有特殊形状和结构的连接部，使叶根与叶轮或转鼓连接时拥有更好的结构稳定性，改变叶片的形状和设置角度并使叶片呈周向设置，使叶片与转子主轴的轴线垂直，使叶片在工作时可以消除离心力在叶片上的扭矩，提高叶片的结构强度。

2、本发明中，通过设置有连接部，先把连接部插入到限位槽，在四个支撑弹簧的弹力下，四个支撑弹簧会推动一侧的推板在连接部的内部移动，而推板会带动一侧的限位柱移动，使得限位柱插入到限位孔的内部，进而可以把连接部固定在限位槽的内部，从而能够对叶根进行固定，可以保证稳定连接。

3、本发明中，通过设置有固定结构，通过把若干限位板的一侧与叶根的外表面接触，并使得圆环板一侧的通孔与螺纹槽对齐，再逐个把若干内六角螺栓插入若干通孔的内部，并逐个转动内六角螺栓转动，使得内六角螺栓在螺纹槽的内部转动，在内六角螺栓与螺纹槽的螺纹配合下，其内六角螺栓会固定在螺纹槽的内部，在若干内六角螺栓与螺纹槽的螺纹连接下，其若干内六角螺栓能够把圆环板固定在叶轮的一侧，并使得若干限位板与叶根的外表面紧密接触，从而能够对叶根进一步固定，提高该叶片的稳定性。

附图说明

图1为本发明一种高强度汽轮机转子叶片的立体图；

图2为本发明一种高强度汽轮机转子叶片的部分爆炸图；

图3为本发明一种高强度汽轮机转子叶片的转子主体的立体图；

图4为本发明一种高强度汽轮机转子叶片的固定结构的部分立体图；

图5为本发明一种高强度汽轮机转子叶片的剖视图；

图6为本发明一种高强度汽轮机转子叶片的叶根和连接部的立体图；

图7为本发明一种高强度汽轮机转子叶片的连接部的剖视图；

图8为本发明一种高强度汽轮机转子叶片的图5中A的放大结构示意图。

图中：

1、叶轮；10、圆槽；11、安装孔；12、叶片；13、圆孔；14、叶根；141、连接部；142、限位槽；143、限位柱；144、限位孔；145、固定板；146、支撑弹簧；147、推板；15、圆环套；2、固定结构；21、圆环板；22、螺纹槽；23、内六角螺栓；24、长板；25、限位板；26、通孔；27、放置槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施条例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参照图1-8所示：一种高强度汽轮机转子叶片，包括叶轮1，叶轮1的两侧均开设有圆槽10，叶轮1的两侧均设置有固定结构2，各圆槽10的内部均设置有若干个叶片12；其中，各叶片12的一侧均焊接有叶根14，叶根14的一侧均固定安装有连接部141，圆槽10的内部侧壁开设有与连接部141一一对应的限位槽142，在对应的连接部141和限位槽142中：连接部141的左右两侧且靠近前后边缘位置处均设置有限位柱143，限位槽142的内部两侧壁均开设有限位孔144，连接部141的内部且位于中间位置处均固定安装有固定板145，固定板145的两侧固定安装有支撑弹簧146，且支撑弹簧146有四个，连接部141的内部且位于两侧壁处均设置有推板147，在各连接部141中，两个推板147之间：各推板147的内侧均与两个支撑弹簧146的一端固定连接，若干连接部141分别连接在对应的限位槽142的内部，若干限位柱143分别设置在对应的限位孔144的内部，叶轮1的一侧贯穿开设有安装孔11，叶轮1的一侧贯穿开设有圆孔13，且圆孔13有若干个，叶轮1的外侧壁且位于两侧边缘位置处均固定安装有圆环套15。

其整个实施例达到的效果为，通过设置有叶片12和叶根14，通过对叶根14上设有特殊形状和结构的连接部141，使叶根14与叶轮1或转鼓连接时拥有更好的结构稳定性，改变叶片12的形状和设置角度并使叶片12呈周向设置，使叶片12与转子主轴的轴线垂直，使叶片12在工作时可以消除离心力在叶片12上的扭矩，提高叶片12的结构强度，其次，通过设置有连接部141，先把连接部141插入到限位槽142，在四个支撑弹簧146的弹力下，四个支撑弹簧146会推动一侧的推板147在连接部141的内部移动，而推板147会带动一侧的限位柱143移动，使得限位柱143插入到限位孔144的内部，进而可以把连接部141固定在限位槽142的内部，从而能够对叶根14进行固定，可以保证稳定连接，并通过安装孔11，能够与外部的转子进行连接固定。

实施例二

如图2、图3和图4所示，固定结构2包括圆环板21和内六角螺栓23，叶轮1的两侧且靠近圆槽10处均开设有螺纹槽22，圆环板21的外侧壁均焊接有长板24，且长板24数量为叶根14的两倍，各长板24的一侧均焊接有限位板25，圆环板21的一侧贯穿开设有通孔26，圆环板21的另一侧开设有放置槽27，内六角螺栓23的一侧分别穿过对应的通孔26设置在螺纹槽22的内部，在各叶根14中：叶根14的两侧壁分别和限位板25相接触，两个限位板25为一组，各叶根14的一侧均与圆槽10的内侧壁相接触，且各内六角螺栓23分别与对应的螺纹槽22螺纹连接。

其整个实施例达到的效果为，通过设置有固定结构2，通过把若干限位板25的一侧与叶根14的外表面接触，并使得圆环板21一侧的通孔26与螺纹槽22对齐，再逐个把若干内六角螺栓23插入若干通孔26的内部，并逐个转动内六角螺栓23转动，使得内六角螺栓23在螺纹槽22的内部转动，在内六角螺栓23与螺纹槽22的螺纹配合下，其内六角螺栓23会固定在螺纹槽22的内部，在若干内六角螺栓23与螺纹槽22的螺纹连接下，其若干内六角螺栓23能够把圆环板21固定在叶轮1的一侧，并使得若干限位板25与叶根14的外表面紧密接触，从而能够对叶根14进一步固定，提高该叶片12的稳定性。

一种高强度汽轮机转子叶片的加工方法，包括以下步骤：

步骤一、将待加工叶片12装入第一套工装夹紧，送入机床。

步骤二、机床调用测头对零件基准面进行检测，修正零件加工零点，如果满足设置要求继续运行，否则机床停止运行。

步骤三、当满足设置要求时，进行如下加工：铣削进排气边边缘、铣削缘板与叶身转接R、铣削叶盆侧阻尼台四周及各面、铣削叶背侧阻尼台四周及各面和铣削零件基准面以及特殊形状的叶根14。

步骤四、将叶片12换装至第二套工装夹紧，送入机床，进行如下加工：铣削两端工艺凸台、铣榫头端面及边缘R角、铣榫头侧面、铣榫头型面及其R角、铣叶尖以及特殊形状的叶根14。

步骤五、在对叶片12和叶根14加工后，把叶轮1固定在机床上，通过对机床进行安装合适转头，对叶轮1的两侧进行开圆槽10，再更换机床上的结构，对限位槽142进行加工，再根据限位柱143的直径对机床上的转头进行更换，使其对限位槽142内部两侧加工出限位孔144。

本发明的工作原理：首先，在使用时，先把逐个若干连接部141分别插入到若干限位槽142，并在每组四个支撑弹簧146的弹力下，四个支撑弹簧146会推动一侧的推板147在连接部141的内部移动，而推板147会带动一侧的限位柱143移动，使得限位柱143插入到限位孔144的内部，进而可以把连接部141固定在限位槽142的内部，从而能够对叶根14进行固定，可以保证稳定连接，并通过安装孔11，能够与外部的转子进行连接固定，然后，通过把若干限位板25的一侧与叶根14的外表面接触，并使得圆环板21一侧的通孔26与螺纹槽22对齐，再逐个把若干内六角螺栓23插入若干通孔26的内部，并逐个转动内六角螺栓23转动，使得内六角螺栓23在螺纹槽22的内部转动，在内六角螺栓23与螺纹槽22的螺纹配合下，其内六角螺栓23会固定在螺纹槽22的内部，在若干内六角螺栓23与螺纹槽22的螺纹连接下，其若干内六角螺栓23能够把圆环板21固定在叶轮1的一侧，并使得若干限位板25与叶根14的外表面紧密接触，从而能够对叶根14进一步固定，提高该叶片12的稳定性，最后，通过对叶轮1的另一侧重复上述两个步骤，对其叶轮1的另一侧进行组装。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高强度汽轮机转子叶片，包括叶轮(1)，其特征在于：所述叶轮(1)的两侧均开设有圆槽(10)，所述叶轮(1)的两侧均设置有固定结构(2)，各圆槽(10)的内部均设置有若干个叶片(12)；

其中，各叶片(12)的一侧均焊接有叶根(14)，所述叶根(14)的一侧均固定安装有连接部(141)，所述圆槽(10)的内部侧壁开设有与连接部(141)一一对应的限位槽(142)，在对应的连接部(141)和限位槽(142)中：连接部(141)的左右两侧且靠近前后边缘位置处均设置有限位柱(143)，限位槽(142)的内部两侧壁均开设有限位孔(144)，所述连接部(141)的内部且位于中间位置处均固定安装有固定板(145)，所述固定板(145)的两侧固定安装有支撑弹簧(146)，且所述支撑弹簧(146)有四个，所述连接部(141)的内部且位于两侧壁处均设置有推板(147)。

2.根据权利要求1所述的一种高强度汽轮机转子叶片，其特征在于：所述固定结构(2)包括圆环板(21)和内六角螺栓(23)，所述叶轮(1)的两侧且靠近圆槽(10)处均开设有螺纹槽(22)，所述圆环板(21)的外侧壁均焊接有长板(24)，且所述长板(24)数量为叶根(14)的两倍，各长板(24)的一侧均焊接有限位板(25)。

3.根据权利要求1所述的一种高强度汽轮机转子叶片，其特征在于：在各连接部(141)中，两个推板(147)之间：各推板(147)的内侧均与两个所述支撑弹簧(146)的一端固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种高强度汽轮机转子叶片，其特征在于：若干所述连接部(141)分别连接在对应的限位槽(142)的内部，若干所述限位柱(143)分别设置在对应的限位孔(144)的内部。

5.根据权利要求2所述的一种高强度汽轮机转子叶片，其特征在于：所述圆环板(21)的一侧贯穿开设有通孔(26)，所述圆环板(21)的另一侧开设有放置槽(27)。

6.根据权利要求5所述的一种高强度汽轮机转子叶片，其特征在于：所述内六角螺栓(23)的一侧分别穿过对应的通孔(26)设置在所述螺纹槽(22)的内部。

7.根据权利要求2所述的一种高强度汽轮机转子叶片，其特征在于：在各叶根(14)中：叶根(14)的两侧壁分别和限位板(25)相接触，两个限位板(25)为一组。

8.根据权利要求6所述的一种高强度汽轮机转子叶片，其特征在于：各所述叶根(14)的一侧均与圆槽(10)的内侧壁相接触，且各内六角螺栓(23)分别与对应的螺纹槽(22)螺纹连接。

9.根据权利要求1所述的一种高强度汽轮机转子叶片，其特征在于：所述叶轮(1)的一侧贯穿开设有安装孔(11)，所述叶轮(1)的一侧贯穿开设有圆孔(13)，且所述圆孔(13)有若干个，所述叶轮(1)的外侧壁且位于两侧边缘位置处均固定安装有圆环套(15)。

10.一种高强度汽轮机转子叶片的加工方法，其特征在于，使用了上述权利要求1-9中任一项所述的一种高强度汽轮机转子叶片，包括以下步骤：

S1、将待加工叶片(12)装入第一套工装夹紧，送入机床；

S2、机床调用测头对零件基准面进行检测，修正零件加工零点，如果满足设置要求继续运行，否则机床停止运行；

S3、当满足设置要求时，进行如下加工：铣削进排气边边缘、铣削缘板与叶身转接R、铣削叶盆侧阻尼台四周及各面、铣削叶背侧阻尼台四周及各面和铣削零件基准面以及特殊形状的叶根(14)；

S4、将叶片(12)换装至第二套工装夹紧，送入机床，进行如下加工：铣削两端工艺凸台、铣榫头端面及边缘R角、铣榫头侧面、铣榫头型面及其R角、铣叶尖以及特殊形状的叶根(14)；

S5、在对叶片(12)和叶根(14)加工后，把叶轮(1)固定在机床上，通过对机床进行安装合适转头，对叶轮(1)的两侧进行开圆槽(10)，再更换机床上的结构，对限位槽(142)进行加工，再根据限位柱(143)的直径对机床上的转头进行更换，使其对限位槽(142)内部两侧加工出限位孔(144)。