叶片课件

（二）叶片的振型 按叶片振动时其顶 部是否摆动，切向振 动可分为A型振动和B 型振动两大类。 1.A型振动 叶片振动时，叶根 不动、叶顶摆动的振 动形式称为A型振动 自由叶片和叶片组均 会发生A型振动



2.B型振动 叶片振动时，叶根不动、叶顶也基本不摆动 的振动形式称为B型振动。用围带成组的叶片， 除叶根固定外，叶顶也有支点，有可能发生B型 振动。按节点的数目，B型振动也有B0、B1等型 式。 叶片组发生B型振动时，组内叶片的相位大多是 对称的
f zn n
zn n 1 f T e



2.低频激振力 由于制造加工的误差及结构等方面的原因， 级的圆周上个别地方汽流速度的大小或方向可能 异常，动叶每转到此处所受汽流力就变化一次， 这样形成的激振力频率较低，称为低频激振力。 产生低频激振力的主要原因有：个别喷嘴加工安 装有偏差或损坏；上下隔板结合面的喷嘴结合不 良；级前后有加强筋，汽流受到干扰；部分进汽 或喷嘴弧分段；级前后有抽汽口。若一级中有i个 异常处，则低频激振力频率为： f=in

2）B0型振动与高频激振力Znn共振的调频叶片
f1 Z n n f 15% 1 Znn Z n f2 f 2 n 12% Znn


（五）叶片的调频
当调频叶片的自振频率不符合安全值的要求时，应对叶片 的自振频率或激振力频率进行调整，称之为调频。 1）加装围带、拉金或改变围带、拉金的尺寸。 2）重新研磨叶根之间的结合面，以增加叶根的连接刚性。 3）在叶片顶部钻孔或切角，减小叶片的质量，提高自振 频率。 4）改变叶片组内的叶片数。 5）采用松拉金或空心拉金。 6）在焊接围带和拉金与叶片连接处加焊，或对铆接围带 重新捻铆不合格的铆钉，以增加连接的牢固程度，提高叶片 的自振频率。



影响叶片自振频率的因素 1）叶根的连接刚度

2）工作温度 当温度升高时，叶片的弹性模量E降低，使自 振频率降低。其影响用温度修正系数Kt来修正。
Kt

Et E 20
(kl) 2 f Kr Kt 2

3）离心力 当叶片在旋转状态下工作，因振动而偏离平衡 位置时，叶片上的离心力将偏离截面形心而形成一 个附加弯矩，阻止叶片振动时的弯曲。因此，离心 力的存在相当于增加了叶片的刚度，使叶片的自振 频率提高。
第一节 动叶片
三、叶片的振动


（一）引起叶片振动的激振力 汽轮机工作时，引起叶片振动的激振力主要是 由于沿圆周方向汽流不均匀而产生的。根据频率 高低，激振力可分为高频激振力和低频激振力。 1、高频激振力 由于喷嘴出汽边有一定的厚度及叶型上的附面 层等原因，喷嘴出口汽流速度沿圆周分布不均匀， 使得蒸汽对动叶的作用力分布不均匀，动叶每经 过一个喷嘴所受的汽流力就变化一次，即受到一 次激振。

（三）叶片的自振频率 叶片在静止时的自振频率称为静频率。等截面自 由叶片静频率的计算公式为
(kl ) 2 f 2 EI 3 ml b

由上式可知，叶片的自振频率取决于以下因素： 1）叶片的抗弯刚度（EI）。（EI）越大，频率越 高。 2）叶片的高度lb。lb越高，频率越低。 3）叶片的质量m。m越大，频率越低。 4）叶片频率方程的根（kl），其值与叶片的振型 有关。
fd f Bn
2 2
EI 3 m lb
B 0.69
dm 0.3 sin 2 lb
dm B 0.8 0.85 lb
2 1 r t 3 3

4）叶片成组 围带和拉金对叶片组内叶片的自振频率有两方面 的影响：一是它们的质量分配到各叶片上，相当 于叶片的质量增加，使频率降低；另外是它们对 叶片的反弯矩使叶片的抗变形能力增加，使频率 升高。叶片成组后的频率是升高还是降低，取决 于以上哪方面影响更大些。一般情况下，刚度增 加使频率增加的值大于质量增加使频率降低的值。 所以叶片组的频率通常比单个叶片的同阶频率高。
1．不调频叶片的振动安全准则
d

* a
ns
* a Dns sb
修正后的耐振强度与汽 流弯应力的比值称为安 全倍率，用Ab表示
* K 1K 2 K d a Ab Dns K 3 K 4 K 5 K sb
* K 1K 2 K d a Ab [ Ab ] K 3 K 4 K 5 K sb


2．调频叶片的振动强度安全准则 调频叶片应满足调频指标，同时还应满足安全 倍率许用值要求。由于调频后避开了共振，动应 力大为减少，所以[Ab]值减小了。 1）A0型振动与低频激振力kn共振的叶片
f d 1 (k 1)n1 7.5H Z kn2 f d 2 7.5H Z
（四）叶片振动的安全准则 d D sb Nhomakorabea


耐振强度也称复合疲劳 强度，是指在一定工作温 度和一定静应力作用下， 叶片所能承受的最大交变 应力的幅值。 需要将叶片的自振频率与 激振力频率调开，避免运 行中发生共振的叶片，称 为调频叶片； 允许在共振状态下长期 安全工作的叶片，不需要 调频，称为不调频叶片。