汽轮机转子部分
汽轮机转子[指南]
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转子一、转子的作用和型式汽轮机中所有转动部件的组合体叫做转子。
转子的作用是把蒸汽的动能转变为汽轮机轴的回转机械能。
汽轮机转子可分为两种基本型式，即转轮型转子和转鼓型转子。
转轮型转子的叶片装在叶轮上，叶轮紧固在轴上，蒸汽对叶片的作用靠叶轮传给轴。
这种转子的级数较少，每一级中蒸汽的热焓降较大，一般应用在冲动式汽轮机上。
转鼓型转子的叶片直接装在圆锥形的转鼓上，蒸汽对叶片的作用力靠转鼓传给轴。
这种转子结构简单，弯曲度小，适用于级数多、每级热焓降不大于和要求积垢强度较大的反动式汽轮机上。
这种转子，由于轴向推力较大，所以都有平衡活塞用来平衡轴向推力。
二、转子临界转速的基本概念叶轮在工作时，所受的力很大而且也较复杂。
这些力有：蒸汽作用在叶片上使之转动的转动力矩；叶轮前后的蒸汽压力差造成的轴向推力；转动各部件如叶片、包箍及叶轮本身在转动时的离心力；叶轮转动时也要产生振动，所以叶轮上还受着振动力，由于这些力的作用结果，使叶轮上产生径向与切向应力，其中切向应力都较径向压力为大。
3．叶轮在轴上的套装：叶轮在轴上的套装方法很多，国产小型汽轮机的叶轮普遍采用热套法装在轴上。
热套法就是把叶轮的中心孔的内径制成稍小于轴的外径，在套装前先把叶轮用火焰均匀加热或油中加热到一定温度后，在热状态下套装在轴上，待叶轮与轴达到同一温度后，产生足够的紧力，使其牢固的套装在一起。
一般叶轮套装在紧力（轴的半径较叶轮轴孔半径所大的数值与轴半径的比值）为1/1000～1.3/1000。
为了防止在运行中出现叶轮与轴套装的紧力减小时，轴与叶轮之间产生相对滑动，在轴和叶轮的套装外，装有一对键，一般汽轮机的轴封套、推力盘等也都用热套法装在轴上。
三、转子临界转速为了安全起见，汽轮机的工作转速应与临界转速（包括临界转速成倍数关系的转速）错开。
运行实践证明，当工作转速与临界转速错开15～20％或再高一些时，汽轮机才能安全的工作。
大多数制造厂都使汽轮机的工作转速大于或小于临界转速的30％左右。
汽轮机主要零件结构
三
轴承
轴承是汽轮机的一个重要组成部分。
1. 轴承工作原理 2. 径向支持轴承 3. 推力轴承
5
第二节 汽轮机转动部分结构
汽轮机的转动部分包括动叶栅、叶轮（或转鼓）、主轴 和联轴器以及紧固件等旋转部件。 一 转子 汽轮机的转动部分总称为转子，主要由主轴叶轮（或 轮鼓）动叶及联轴器等组成，它是汽轮机最主要的部件之一， 起着工质能量转换及扭矩传递的任务。
② 单个等截面叶片弯曲振动自振频率
A型振动的自振频率
A型振动的边界条件：叶根固定，即根部的挠度和转角均为零；叶 顶自由，即顶部的弯矩和切力均为零。其数学形式为： （ⅰ）当
Y 0 x =0，
dY 0 dx d 2Y ，M ( x) 0 ，则有： 2 0 dx
；
；
（ⅱ）当 x l
； Q( x ) 0
A0 、 B0 、 A1 型振动；而更高阶次的振动，不容易发生，即使发
生了，振幅也不大，也不危险。
除了产生切向振动之外，叶片组也回产生轴向振动和扭转振动。
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作业：
1、造成叶片振动的激振力有哪些？各是怎样产生的？
2、叶片的振型有哪些？并画出示意图。
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四 叶片振动自振频率计算
这里所讲的频率是指叶片不动时的静频率。实际上叶片是随大轴、 叶轮一起旋转的，旋转时要产生离心力，在离心力作用下，叶片的弯曲 刚度增加，故自振频率增高。叶片自振频率可以用实验测得，也可以通 过理论计算求得。 1. 单个等截面叶片弯曲振动自振频率计算
叶轮叶轮是用来装置叶片并传递气流力在叶栅上产生的扭矩动叶片动叶片就是在汽轮机工作过程中随汽轮机转子一起转动的叶片也称工作叶片动叶片安装在叶轮或转鼓上由多个叶片组成动叶栅其作用是将蒸汽的热能转换为动能再将动能转换为汽轮机转子旋转机械能使转子旋转
汽机技术汽轮机转子生产过程
汽机技术汽轮机转⼦⽣产过程汽轮机转⼦⽣产过程汽轮机转⼦，就是汽轮机设备的转动部分，蒸汽就靠它才能完成能量转换。
1、⾸先，我们与设备⼚家达成设备采购合同后，设备⼚家会根据客户需要，外购转⼦⽑坯，这些⼤型转⼦⽑坯⼀般来⾃⼤型铸锻件⼚家。
看看下图，就是汽轮机转⼦⽑坯。
转⼦⽑坯合格与否，⼚家会做专门的检测，⽐如在⽑坯上需要车丢的地⽅钻取样件，检测其材质、组织等。
好像是进⾏MT、UT、⾦相、硬度检验。
图1 转⼦⽑坯（这个是低压转⼦）图2 转⼦⽑坯（这个是⾼中压转⼦）2、经检测合格的转⼦⽑坯按⽣产顺序编号⼊库，等候加⼯。
3、汽轮机转⼦第⼀道加⼯⼯序——⽑坯粗车：粗车，就是按照设计加⼯图，从长短、粗细上对转⼦⽑坯进⾏粗略加⼯，去掉多余的部分。
图3 转⼦⽑坯进⾏对轮端多余部分切除图4 粗车完毕后的低压转⼦图5 粗车完后的⾼中压转⼦4、转⼦粗车完毕后，⾼中压转⼦要进⾏热稳定⼯序（把转⼦放在⼀个可以加热的保温炉⾥，不断盘动转⼦加热），以消除加⼯时产⽣的应⼒，我觉得就是回⽕。
低压转⼦不⽤。
图6 正在热稳定炉⾥回⽕的⾼中压转⼦5、粗车回⽕完毕的转⼦，进⼊下⼀道⼯序——精车：精车是需要把各级轮毂、轴颈按图纸要求加⼯出来，精度要求较⾼。
图7 粗车转⼦概貌这张图是⼀跟刚粗车完毕的转⼦，图上我们可以看到清晰的溜⼑痕迹，有的还⽐较深。
这是因为粗车⾛⼑很快，只是⼤致的加⼯，还留有精车的余量。
6、转⼦精车完毕后，需要进⼊下⼀道⼯序——精加⼯：精加⼯，就是要按照图纸的要求，将转⼦上的轴颈、对轮及对轮孔、轮毂、推⼒盘、轴封凸台、平衡孔等轴上系列部件精确加⼯出来。
图8 中间部位的平衡孔（上⾯⼀张是个⽼转⼦，已经加了平衡块的）图9 末级轮毂上的平衡孔及轴封凸台图10 对轮孔及轴颈（下图上的轴颈，保护起来的那个部位）图11 轮毂加⼯7、精加⼯完毕，就要进⾏轮槽加⼯⼯序了，称之为——铣轮槽。
所谓轮槽，就是安装叶⽚的东东，与叶⽚叶根部位固定配合的关键部位。
汽轮机结构讲解
汽轮机结构讲解
汽轮机是一种将热能转化为动能的设备，主要由转子、静子和附件三部分组成。
1.转子
汽轮机的转子包括高压转子和低压转子。
高压转子通常由几个高温区域和中间几个低温区域组成，需要高温材料承受高温高压。
低压转子则由多个低温区域组成，可以采用高强度材料。
转子通常采用重点部位类似叶片的‘I’梁型结构，可以大幅提高承受力和高速平衡性能。
2.静子
汽轮机的静子包括高压缸、中压缸和低压缸。
其中，高压缸位于气流进口处，收缩后气流经过中压缸和低压缸继续排出。
不同压力区域的静子使用不同的材料和结构。
3.附件
汽轮机的附件包括轴承、密封件、润滑系统等。
轴承是支撑转子的重要组件，需要承受高速旋转和负载，通常采用油膜滑动轴承或气膜滑动轴承。
密封件是防止气流泄漏的重要组件，通常采用各种不同类型的装置来实现。
润滑系统是为了降低各组件间摩擦损耗和保证零件的长期性能而设计的。
总体而言，汽轮机属于高温高压环境下运转的设备，因此各个组
件要承受极高的压力、温度和振动力。
设计和制造汽轮机需要高度专
业化的技能和精密的加工工艺，以确保设备能够长期高效稳定地运行。
电厂汽轮机原理-第六章、转动部分
汽轮机转子
注
意
整锻转子的中心通常打 有ф100mm的中心孔，其目的主 要是便于检查锻件质量，同时也 可以将锻件中心材质差的部分去 掉，防止缺陷扩展，以保证转子 强度。
汽轮机转子
套装转子
叶轮与主轴分别制造，然后热套在轴 上。这种转子加工方便、材料利用合理，叶 轮和主轴的锻件质量容易保证，但是它不宜 在高温条件下工作，快速启动适应性差。因 为材料的高温蠕变和过大的温差会使叶轮与 主轴间的过盈配合消失，发生松动。因此它 使用于中低压汽轮机或高压汽轮机的低压段。
汽轮机转子
转子的结构
汽轮机转子可分为：轮式转子、鼓式转子
轮式转子：装有安装动叶轮的叶轮，多用
转子
于冲动式汽轮机。 鼓式转子：没有叶轮，动叶片直接装在轮 鼓上，多用于反动式汽轮机。
汽轮机转子
轮式转子又分为：
套装转子 整锻转子 组合转子
焊接转子
汽轮机转子
整锻转子
整锻转子由整体锻件加工而成。它 的叶轮、联轴器、推力盘与主轴为一整 体，因而不会出现叶轮等零件高温下可 能松动的现象。此外，它的结构紧凑， 强度和刚度都比同一外形尺寸的套装转 子高。但是，整锻转子的生产需要大型 锻压设备，而且加工要求很高，贵重材 料消耗量很大。使用于高温区工作的转 子。
汽轮机的盘车装置分为：低速盘车（3~5转/分）
高速盘车（40~70转/分）
盘车装置
汽轮机采用高速盘车的优缺点优源自是： 高速盘车的鼓风作用，可使机内各
部分金属温差减少；
高速盘车可使轴瓦形成油膜，减
少 轴瓦干摩擦。 缺点是：盘车装置结构复杂，并且必须装配高压 油顶轴装置，且容易发生故障。因此，大型机组 又有改向采用低速盘车的趋势。
联轴器
汽轮机本体部分的组成、作用和特点
汽轮机本体由转动部分和静止部分两个方面组成；转子包括主轴、叶轮、动叶片和联轴器等；静止部分包括进汽部分、汽缸、隔板和静叶栅、汽封及轴承等。
汽轮机设备除了本体、保护调节及供油设备外，还有许多重要的辅助设备。
主要有凝汽器、回热加热设备、除氧器等。
汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械。
又称“蒸汽透平”。
主要用作发电用的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。
还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要。
汽轮机是能将蒸汽热能转化为机械功的外燃回转式机械，来自锅炉的蒸汽进入汽轮机后，依次经过一系列环形配置的喷嘴和动叶，将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能。
蒸汽在汽轮机中，以不同方式进行能量转换，便构成了不同工作原理的汽轮机。
一、汽缸汽缸是汽轮机的外壳，其作用是将汽轮机的通流部分与大气隔开，形成封闭的汽室，保证蒸汽在汽轮机内部完成能量的转换过程，汽缸内安装着喷嘴室、隔板、隔板套等零部件；汽缸外连接着进汽、排汽、抽汽等管道。
汽缸的高、中压段一般采用合金钢或碳钢铸造结构，低压段可根据容量和结构要求，采用铸造结构或由简单铸件、型钢及钢板焊接的焊接结构。
高压缸有单层缸和双层缸两种形式。
单层缸多用于中低参数的汽轮机。
双层缸适用于参数相对较高的汽轮机。
分为高压内缸和高压外缸。
高压内缸由水平中分面分开，形成上、下缸，内缸支承在外缸的水平中分面上。
高压外缸由前后共四个猫爪支撑在前轴承箱上。
猫爪由下缸一起铸出，位于下缸的上部，这样使支承点保持在水平中心线上。
中压缸由中压内缸和中压外缸组成。
中压内缸在水平中分面上分开，形成上下汽缸，内缸支承在外缸的水平中分面上，采用在外缸上加工出来的一外凸台和在内缸上的一个环形槽相互配合，保持内缸在轴向的位置。
中压外缸由水平中分面分开，形成上下汽缸。
中压外缸也以前后两对猫爪分别支撑在中轴承箱和1号低压缸的前轴承箱上。
低压缸为反向分流式，每个低压缸一个外缸和两个内缸组成，全部由板件焊接而成。
汽轮机转子检修
汽轮机转子检修1.1 转子结构概述1.1.1汽轮机转动部分总称为转子，它由主轴、叶轮、叶片、联轴器及其他一些部件组成、它把经过喷咀的蒸汽所产生的动能转变为汽轮机轴的机械能，从而带动发电机。
按主轴与其他部件的组合方式，转子可分为套装转子、整锻转子、焊接转子和组合转子大四类。
我们公司1#、2#机组均采用铬钼钒珠光体钢整体锻造合套装叶轮组合式转子（结构如图所示），包括高压单列调节级、中压单列调节级在内的第1到15级采用整锻结构，第16级到20级叶轮为套装结构，叶轮端面开径向键，内控没有键槽，从而大大提高了安全性。
为了提高效率末三级采用了扭叶片，采用组合转子的目的是为了减小锻件尺寸。
组合转子的结构如图所示：高温、中低压、中低温部分的叶轮及后轴封套用热套的方式套装在轴上。
组合转子结构图在转子的前轴封段及各级间的汽封处，均车有汽封城墙方齿，轴封套及隔板上的汽封高低齿组成迷宫式轴封。
后轴封采用斜齿型。
1～18级叶片所采用的叶根为“T”形带小脚叶根，均用填隙条胀紧。
2～17级叶型为等截面，18～20级动叶片为变截面。
第19、20级采用叉形叶根。
第20级叶片进汽边表面火焰淬火，以防冲刷或锈蚀。
汽轮机和发电机之间采取刚性联轴器连接。
刚性联轴器按制造方法可分为整锻和套装两种，本机属套装类刚性联轴器。
这种联轴路结构简单、制造方便，强度高，不仅能传递扭矩，而且能传递轴向推力，但这种联轴器也有缺点，如对两轴得同心度要求严格，并且一个转子的振动能通过联轴器传到另一个转子上，这对查明转子的振动原因增加了困难。
联轴器中心要求参照厂家汽轮机安装说明。
本机的轴上还套装有盘车齿轮。
转子盘车装置装于后轴承盖上，由电动机驱动，通过蜗轮杆副及齿轮减速达到盘车所需要的速度。
当转子的转速高于盘车速度时，盘车装置能自动退出工作位置。
在无电源的情况下，在盘车电动机的后轴伸装有手轮，可进行手动盘车。
1.1.2转子出缸前的测量为了解检修前转子及相关零部件的状况，以利于汽轮机缺陷的分析，为转子检修和装复时的调整提供参考，转子吊出汽缸前，在其原有工作位置上应作一系列的测量并详细记录。
汽轮机介绍之转动部分的结构及作用
汽轮机介绍之转动部分的结构及作用汽轮机是一种将热能转化为机械能的热能机械装置，广泛应用于发电、航空、航天等领域。
汽轮机的转动部分是整个机组的核心，负责将高速旋转的热能转化为机械能。
本文将介绍汽轮机转动部分的结构以及其作用。
汽轮机的转动部分由以下几个组成部分构成：1.转子：转子是汽轮机转动部分的核心部件，通常由高强度材料制成，如铸铁、钢等。
转子由主叶轮、中叶轮和末叶轮组成，每个叶轮上安装有叶片。
转子的作用是将热能转化为机械能，通过高速旋转带动轴系转动，进而驱动发电机或其他设备。
2.轴系：轴系是支持和连接转子的重要组成部分。
轴系通常由轴、轴承、油封等零部件构成。
轴是负责承载转子旋转力的重要组件，需要具备足够的强度和刚度。
轴承则用于支撑和定位转子，使其能够稳定旋转，并承受轴向和径向力。
油封用于防止润滑油泄漏，保证轴系的正常运转。
3.换向器：换向器位于转子的高速旋转部分，其作用是改变蒸汽流动的方向。
换向器通常由固定叶片和转动叶片组成，通过改变叶片的位置，使蒸汽在叶片上产生反作用力，从而改变蒸汽的流向，实现能量的传递和转换。
4.冷却系统：汽轮机转动部分会因为高温和高速旋转而产生大量热量，如果不及时散热，可能导致转子变形甚至损坏。
因此，冷却系统是汽轮机转动部分中非常重要的组成部分。
冷却系统通常通过沿轴向布置的冷却通道和冷却空气来实现，这些冷却通道可以将热量从转子中传导出去，降低转子的工作温度，确保转子的正常运转。
汽轮机转动部分的作用是将蒸汽能量转化为旋转机械能，并输出给发电机或其他设备。
在汽轮机工作过程中，蒸汽从汽轮机的锅炉进入转动部分，通过主叶轮和中叶轮的叶片将其动能转化为机械能，驱动轴系旋转。
而末叶轮则将剩余的能量进一步转化为机械能，提高汽轮机的整体效率。
此外，汽轮机的转动部分还具有以下作用：1.平衡作用：汽轮机的转动部件需要精确制造和安装，以确保转子在高速旋转时能够保持平衡。
平衡失调会导致振动和噪音增加，甚至使整个机组发生故障。
汽轮机结构：第二节转子
键
特点：
（1）套装转子的叶轮、轴封套、联轴器等部 件是分别加工后热套在阶梯形主轴上； （2）采用过盈配合，以防止离心力产生的松 动现象，并用键传递扭矩； （3）所有设备锻件小，质量易保证； （4）能够合理利用材料； （5）应用：中、低压转子，适合温度400℃ 以下、低应力环境下工作。
4、焊接转子
特点：ຫໍສະໝຸດ （1）由若干个实心叶轮和两个端轴焊接 而成； （2）不存在松动，也没有中心孔； （3）强度高，刚性大，质量轻，结构紧 凑； （4）可以做成转鼓结构用于反动式汽轮 机； （5）应用：大多用于低压转子。
反动式汽轮机转子的结构（国产
引进型300MW汽轮机）
1、鼓式转子（实心鼓形转子，但有中心孔）
2、整锻转子
特点：
（1）整锻转子的叶轮、轴封套、联轴器等部件与 主轴是由一个整体锻件加工而成，无热套部件； （2）工作时叶轮与主轴不会产生松动现象； （3）结构紧凑，装配零件少，轴向尺寸相对较短 （没有连接短轴，叶轮无轮毂）； （4）转子刚性较好； （5）早期制造的整锻转子有中心孔（用于去除中 心处的残留杂质，并可以检查锻件质量），现在大 多没有成为实心转子； （6）应用：早期主要是高压转子，现在都可采用。
汽轮机转子的冷却
（1）冷却原因： a.鼓形转子直径大，热阻也大； b.进汽部分工作温度太高； c.要降低金属蠕变速度； d.减小热应力。 （2）冷却部位：高压转子（调节级区域）和中压转 子进汽部分表面 （3）冷却工质：温度较低的蒸汽
高压转子（调节级区域）表面的冷却
主蒸汽进入调节级区域内转子的冷却：
汽轮机结构
汽轮机结构概述汽轮机是一种将热能转化为机械能的设备，常用于发电厂和工业领域。
汽轮机的结构可以分为以下几个主要部分：汽轮机转子、汽轮机定子、汽轮机叶轮和汽轮机外壳。
汽轮机转子汽轮机转子是汽轮机的核心部件，主要由转子盘、转子叶轮和轴承组成。
转子盘转子盘是汽轮机转子的主体部分，它连接着所有的转子叶轮，并通过轴承支撑整个转子。
转子叶轮转子叶轮是汽轮机转子上最重要的部分，它通过叶轮叶片将高速高温的工作流体（一般为蒸汽）的动能转化为机械能。
轴承轴承是支撑和定位转子的重要组件，可以减小转子的摩擦和磨损，并增强汽轮机的稳定性和寿命。
汽轮机定子汽轮机定子位于汽轮机转子的周围，主要由定子盘、定子叶轮和定子外壳组成。
定子盘定子盘是汽轮机定子的主体部分，它通过固定定子叶轮和定子外壳，保持定子的整体结构稳定。
定子叶轮定子叶轮是汽轮机定子上的关键部分，它通过叶轮叶片引导工作流体流过转子叶轮，以进一步提高汽轮机的工作效率。
定子外壳定子外壳是汽轮机定子的保护层，它不仅可以保护定子叶轮和定子盘不受损坏，还可以对工作流体进行导向和控制。
汽轮机叶轮汽轮机叶轮是汽轮机中的关键零部件，主要包括转子叶轮和定子叶轮。
转子叶轮转子叶轮可以将高速高温的工作流体的动能转化为机械能，通过与转子盘相连，将转子的动力传递给发电机。
定子叶轮定子叶轮通过工作流体流过叶轮叶片，加速流体并增加压力，提高汽轮机的工作效率。
汽轮机外壳汽轮机外壳是汽轮机的外部保护层，它主要由上下两部分组成：汽轮机上部外壳和汽轮机下部外壳。
汽轮机上部外壳汽轮机上部外壳主要保护转子和转子叶轮，同时将蒸汽导向发电机。
汽轮机下部外壳汽轮机下部外壳主要保护定子和定子叶轮，同时引导工作流体流动，并与上部外壳连接。
总结汽轮机结构的主要部分包括转子、定子、叶轮和外壳。
转子由转子盘、转子叶轮和轴承组成，定子由定子盘、定子叶轮和定子外壳组成。
叶轮包括转子叶轮和定子叶轮，外壳则分为上部外壳和下部外壳。
这些部件共同工作，将热能转化为机械能，实现汽轮机的正常运转和发电功能。
第六章-2.汽轮机转动部分结构
五、盘车装置
具有链轮—涡轮—蜗杆的电动盘车装置
由电动机、传动轮系、 操纵杆及连锁装置等 组成。
电动机通过链轮链条、 涡轮蜗杆及几级齿轮 传动减速后带动转子 旋转。
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五、盘车装置
盘车投入时间要求 汽轮机冲转前，要投入盘车装置（因为有轴封供汽）； 再热机组旁路系统投入前，应投入盘车装置（因为低压缸 的受热）； 停机后，要投入盘车装置； 盘车投入时，油系统必须先投入。
冷却部位：高压转子（调节级区域）和中压转子进汽部分表面 冷却工质：温度较低的蒸汽
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一、转子
高压转子（调节级区域）表面的冷却
蒸汽来源：第一级喷嘴后和调节级后的部分蒸汽。
冷却蒸汽流动过程：喷嘴后的部分蒸汽，在压差作用下通过 动静之间的间隙，经过喷嘴室内圈上的孔径降低喷嘴室内圈 的温度（第一次冷却），然后进入压力级；调节级后的部分
加快汽缸内的热交换，减小上、下缸之间及转子内部温差，缩 短机组启停时间，并可以在轴承内较好的建立起油膜，保护轴 瓦和轴径。 （2）按结构特点分：具有螺旋轴的电动盘车、具有摆动齿轮的 电动盘车和具有链条-蜗轮蜗杆的电动盘车。
对盘车装置的要求 既能盘动转子，又能在汽轮机转子冲转后转速高于盘车转速
时自动脱开，并使盘车装置停止转动。 51
冷却蒸汽流动过程：通 过中压平衡活塞持环与 中压转子表面之间的间 隙和叶片根部的槽沟。
去向：在中压第一级的 喷嘴后和动叶根部完全 混合。
再热蒸汽进口区域内转子的冷却 17
二、叶轮
组成：由轮缘、轮面和轮毂组成。
轮缘——轮盘的外缘安装工作叶片 轮毂——与轴相连接部分 轮辐——连接轮缘和轮毂部分
作用:(主要用于冲动式汽轮机)用 来安装动叶片并将动叶片上的转 矩传递给主轴。
汽轮机转子及构成
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。
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。
①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：℃去掉锻件中残留的杂质及疏松部分；℃用来检查锻件的质量；℃减轻转子的重量。
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3.分类： （1）按盘车转速高低分： 高速盘车：40~70rpm,利于油膜的建立，加快热交换， 利于减小上下汽缸之间、转子内部温差，缩短起动时 间 低速盘车：2~4rpm，起动力矩小。速度低，不好建立 油膜，不能应用于大功率汽轮机。 （2）按结构特点分 具有螺旋轴的电动盘车装置 具有链轮—涡轮蜗杆的电动盘车装置
汽轮机转子
汽轮机的转动部分称为转子，主要部件有动叶片、主轴和叶 轮(反动式汽轮机为转鼓)、联轴器等； 作用：汇集各级动叶栅所得到的机械能，并传递给发电机转 子。 一、转子的结构 （一）轮式转子 1.套装转子 2.整锻转子 3.组合转子 4.焊接转子 （二）鼓式转子
加工方便，合理利用 材料，热态松动 应用于中低压转子
叶片振动的激振力
三、叶片的振动 叶片是根部固定的弹性杆件 自由振动——自振频率 强迫振动——激振力 共振 ——叶片的自振频率与激振力频率相等或成整数倍， 叶片将发生共振 。 共振时：振幅和振动应力急剧增加，可能引起叶片的疲劳 损坏 。
(一)引起叶片振动的激振力 1.高频激振力 汽流力 周期性变化 激振力的频率为：f=Zn×n0 激振力的频率f=2000～4000Hz
二、转子上的零部件 （一）叶轮 1.叶轮的结构 2.叶轮的振动
叶轮轮面上开有 平衡孔，奇数个
正在加工中的汽轮机转子
叶轮上的平衡孔、轴封
叶轮上的平衡孔、隔板汽封
与隔板对比
转子上的主油泵和转速表连接齿轮
主油泵
转速表连接齿轮
推力盘
隔板和汽封
动叶片
概念：动叶片是蒸汽动能转换成转子机械能的重 要部件。
工作条件：它在运行中受力复杂，工作条件又很 恶劣。 要求：它不但要有良好的流动特性，以保证较高 的能量转换效率，还要有足够的强度和完善的振 动特性。 加工要求：由于动叶片是精密零部件，所以加工 精度很高，要求更为严格，加工工作区域要求为 恒温，以防止因温度变化引起测量、加工误差。
一、动叶片的结构
(五)叶片的调频 叶片在共振状态下工作容易损坏，因此需要将叶 片的自振频率与激振力频率调开，避免运行中发 生共振 。 对叶片的自振频率或激振力频率进行调整，称之 为调频。由于激振力的频率难以准确估计且不好 改变，实用中通常是调整叶片的自振频率。
叶片的频率分散率 频率分散率△f是一级中叶片A0型振动最高和最低 自振频率之差与它们的平均值之比的百分数，要 求△f<8％。 当频率分散率过大时，应检查叶片的安装质量。 当频率分散度合格而频率仍不合格时，应进行调 频。
转子上的主要零部件 （二）联轴器 作用：连接汽轮机的各转子及发电机 转子，并传递转子上的扭矩。 分类：刚性联轴器 挠性联轴器 半挠性联轴器
1.刚性联轴器
优点：连接刚性大，传递扭矩大，结构简 单，尺寸小，减小轴承个数，缩短机组长 度。 缺点：传递振动和轴向位移，对转子找中 心要求高 应用：大功率汽轮机 找中心要求：圆周偏差0.04mm，端面偏差 0.02mm
调整叶片自振频率的措施主要是改变叶片的质量和刚度，包括 连接刚度。常用的调频方法有： 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。
叶片的振动
扭转振动：绕叶片形心连线往复扭转
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。 振动时，叶型上可能有不动的点(实际是一条线)，称为节点。 叶片和叶片组： 随着激振力频率的升高，将出现一个、两个及更多个节点的振型，这些振动 分别称为A0型、Al型、A2型……振动。 A0型振动：频率低，振幅最大，动应力最大，最危险 高阶次的振动不容易出现
• 中心孔D=100
结构紧凑，强度刚度 高，锻件尺寸大，加 工工艺要求高 应用于高中压转子
合理利用材料， 高压部分热态 不松动 应用于中压转 子
结构紧凑，强度刚度 高，锻件尺寸大，焊 接工艺要求高 适用于低压转子主轴 直径大的要求
平 衡 活 塞
平 衡 活 塞
平 衡 活 塞
调 节 级
1．危急保安器 2．主推力盘 3．付推力盘 4．前轴承轴颈 5．前汽封 6．平衡活塞汽封7．调节级 8．压力级 9．中间汽封 10． 低压级 11． 后汽封 12． 后轴承轴颈 13． 盘车棘轮14． 油涡轮动轮15． 联轴器轴16． 主平衡面17． 辅助
膜片联轴器
膜片联轴器
膜盘联轴器
半联轴器的安装方法
1、热装或冷套法：适合钢性联轴器，带联 接键钉。 2、液压拆装法：适合无键联接的半联轴器。
低压转子两端的联轴器
三、转子的临界转速 激振力：偏心质量引起的离心力 当转子旋转时，质量偏心引起的离心力作用在转子上，相 当于一个频率等于转速的周期性激振力，迫使转子振动。 转速=激振力频率=自振频率时发生共振
错油门压下， 润滑油接通
转子的临界转速—汽轮机发生共振时的转速
汽轮机转子临界转速影响因素： 刚度↑， 自振频率 ↑ 质量↑ ，自振频率↓ 跨度↑ ，自振频率↓ 工作温度↑，自振频率↓ 轴承支承刚度↓，自振频率↓ 轴系的临界转速比单跨转子相应阶次的高
汽轮机转子质量大，跨度大，临界转速一般都低 于3000rpm
刚性转子：一阶临界转速高于工作转速的转子。 启机中不发生共振。 临界转速高于工作转速20%~25%
挠性转子：一阶临界转速低于工作转速的转子。 启机中发生共振。 临界转速与工作转速错开30%~40%
盘车装置
1.定义：在汽轮机不进汽时，驱动转子以一定速 度旋转的设备 2.作用： （1）起动前盘动转子，直轴，油循环 （2）送轴封前盘动转子，防止主轴热弯曲 （3）冲转前检查动静是否摩擦，检查润滑系统是 否工作正常 （4）停机后盘动转子，直到汽缸温度到150℃以 下，防止主轴热弯曲。
3. 枞树型叶根
特点：这种叶根承载截面接近按等强度分布，叶根的 齿数可按叶片上载荷来选择，因此承载能力大，强度 适应性好，拆装方便。 缺点：但加工复杂，精度要求高。 装配： 轴向装配:安装时，叶根沿轴向装入轮缘上的枞树形槽 中。
应用：主要用于载荷较大的叶片。如国产引进型 600Mw汽轮机的压力级动叶片采用了这种形式的叶根
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。 用围带连成组的叶片，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、Bl等型式。 第一类对称的Bo型振动 ：对称于叶片组中心线的叶片的 振动相位相反。 第二类对称的B0型振动：对称于叶片组中心线的叶片振动 相位相同。
(三)叶片的自振频率 叶片在静止时的自振频率称为静频率。叶片的 自振频率取决于以下因素： (1)叶片的抗弯刚度越小，频率越低，振幅大。 (2)叶片的高度越高，频率越低，振幅大。
(3)叶片的质量越大，频率越低，振幅大。
叶片工作时的自振频率还受到以下工作条件的影响： (1)叶根的连接刚度 连接刚度降低，振动叶片的质量增加，刚性降低，因此自振频 率降低。 (2)工作温度 当温度升高时，叶片的刚性降低，使自自振频率降低。 (3)离心力 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。 (4)叶片成组 两方面影响：质量增加，使频率降低 ；叶片的刚度增加，频 率升高 叶片组的频率通常比单个叶片的同阶频率高。
动叶片由叶型、叶根、叶顶三部分组成
(一)叶型 叶型是动叶片的基本部分，相邻叶片的叶型部 分构成汽流通道。 叶型是进行能量转换的工作部分。 叶型分类：等截面直叶片，变截面扭叶片
等截面直叶片
直叶片
扭叶片
扭叶片
扭叶片
加工中的叶片
加工叶片的刀具
(二)叶根部分 定义：叶根是将动叶片固定在叶轮或转 鼓上的连接部分 要求：它的结构应保证在任何运行条件 下都能牢固地固定，同时力求制造简单、 装配方便。 分类：常用的叶根型式有T型叶根、叉 型叶根和枞树型叶根。
2．叉型叶根 特点：这种叶根叉尾数可根据叶片离心力大小选择， 因而强度高，适应性好。同时加工简单，更换叶片方 便。 缺点：但其装配工作量大，且需要较大的轴向空间， 限制了它在整锻转子和焊接转子上的应用。 装配： 径向装配。这种叶根被制成叉型，安装时从径向插入 轮缘上的叉槽中，并用铆钉固定。 应用：这种叶根结构多用于大功率汽轮机的调节级和 末几级。如国产引进型300MW和~600MW汽轮机的调 节级采用了每三个叶片为一个整体的三叉型叶根，
3.自由叶片 一般自由叶片和仅用拉金成组的叶片都将顶部削薄，可 起到汽封齿的作用，同时一旦动静部分在该部位发生摩擦， 可减轻事故程度，保护了汽轮机 。
铆接围带
铆接围带
整体围带
弹性拱形围带
二、叶片的强度 (一)叶片的受力分析 叶片受到的作用力主要有两种： ①叶片本身和与其相连的围带、拉金所产 生的离心力； ②汽流的作用力。
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。 低频激振力频率为：f=in