汽轮机设备SteamTurbine(1)
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⑷叶片成组
叶片成组后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
汽轮机设备SteamTurbine(1)
4.1 动叶片
小结：
了解叶片受力，叶片的振动形式 熟悉叶片自振频率的影响因素 掌握叶片的结构形式 能读懂检修规程中相关内容 能填写操作票
汽轮机设备SteamTurbine(1)
4.2 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。
• 转子的受力分析：传递扭矩、离心力、热应力、
•
振动应力。
• 转子的组成：主轴、叶轮、动叶片、联轴器等。
汽轮机设备SteamTurbine(1)
4.2 转子
• 一.转子的结构
• （一）轮式转子 • 1 套装式 • 叶轮与主轴热套
4.2 转子
（二）鼓式转子 高中压压力级反向布置，设有三个平衡活塞。 以进汽中心线为基准，两侧对称。 末级和次末级为整锻叶轮结构。
• 一般用于中压汽轮机和高 压汽轮机的低压部分。
• ①优点：加工方便，材
料利用合理，质量容易得 到保证。
• ②缺点：高温下易松动。
汽轮机设备SteamTurbine(1)
4.2 转子
• 2 整锻转子
• ①优点：不会出现零
• 由整体锻件加工而成， 件松动问题，结构紧
常钻有中心孔。
凑，强度、刚度高；
ຫໍສະໝຸດ Baidu• 用于大容量汽轮机高 • ②缺点：贵重材料消
（三）叶顶：短叶片和中长叶片通常在叶顶用围带连在一起， 构成叶片组长叶片在叶型部分用拉金连接成组
汽轮机设备SteamTurbine(1)
4.1 动叶片
1、T型
（1）结构：叶根形状呈T形 （2）特点：结构简单、加工方便，被短叶片普遍采
用 （3）装配方式 ：埋入法
（a）T型叶根 （b）外包T型叶根 （c）双T型叶根 （d）装入T型 叶根的切口
动叶片：是蒸汽动能转换成转子机械能的重要部件。
它在工作中受力复杂，工作条件很恶劣。因此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
汽轮机设备SteamTurbine(1)
4.1 动叶片
一、动叶片的结构
结构组成：叶型、叶根、叶顶
动叶片的结构示意图
1—叶顶 2—叶型 3—叶根
中压转子。
耗大，对加工工艺要
求高。
汽轮机设备SteamTurbine(1)
4.2 转子
3 组合转子 具有前两者的优点
汽轮机设备SteamTurbine(1)
4.2 转子
4 焊接转子
由若干实心轮盘和两个端轴焊接而成。 瑞士ABB公司生产的600MW汽轮机高、中、低压转
子全部为焊接转子。
汽轮机设备SteamTurbine(1)
汽轮机设备SteamTurbine(1)
4.1 动叶片
2、叉型
（1）结构：叶根形状呈叉形
（2）特点：强度高、适应性好、加工简单、更换叶片方便 （3）装配方式 ：从径向插入轮缘上的叉槽中，并用铆钉固定
叉型叶根
国产引进型300MW 汽轮机调节型叶片
汽轮机设备SteamTurbine(1)
4.1 动叶片
⑵工作温度： 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修正
考虑上述两个因素的影响自由叶片的自振频率为
汽轮机设备SteamTurbine(1)
4.1 动叶片
⑶离心力
叶片在旋转状态下的自振频率称为叶片的动频率，它与 静频率的关系
－叶片动频率 f －经过修正后的静频率 ｎ－叶片的工作转速 Ｂ－动频系数
3.枞树型
①结构：叶根形状呈楔形 ②特点：承载能力大、强度适应性好、拆装方便。但加工
复杂、精度要求高。 ③装配方式 ：采用轴向嵌入
枞树型叶根
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4.1 动叶片
二、叶片的强度
（一）叶片的受力分析
叶片受力
离心力 气流力
离心拉应力 离心弯应力 稳定部分——气流弯应力 交变部分——动应力
（a）等截面直叶片：叶型沿叶 高不变的动叶片。
（b）变截面扭曲叶片：叶型沿 叶高变化的动叶片。
汽轮机设备SteamTurbine(1)
4.1 动叶片
（一）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
（二）叶根部分：是将动叶片固定在叶轮或者轮鼓上面的部 分常用的叶根形式有T型、枞树型和叉形
汽轮机设备 SteamTurbine(1)
2020/11/24
汽轮机设备SteamTurbine(1)
第四章 汽轮机结构及零件强度
重点：①叶片、叶轮、转子、联轴器、盘车的结构形式
②汽缸不同支承方式的优缺点 ③汽封及轴封系统的作用 ④滑动轴承的工作原理及轴承的种类 ⑤检修规程与操作票
汽轮机设备SteamTurbine(1)
⑵计算
全周进汽
部分进汽 2、低频激振力
（1）起因：制造加工的误差及结构等方面 （2）计算：f=in
汽轮机设备SteamTurbine(1)
4.1 动叶片
（二）叶片的振型
扭转振动
叶片的振动
弯曲振动
（三）叶片的自振频率
切向振动 轴向振动
静频率：叶片在静止时的自振频率
等截面叶片频率的计算公式：
A型振动：叶根不动，叶顶摆动 B型振动：叶根不动，叶顶基本不摆动
1、由上式可知，叶片的自振频率取决于以下几个因素： ⑴叶片抗弯刚度（ＥI）， （ＥI）越大，频率越高 ⑵叶片高度，叶片越高，频率越低 ⑶叶片质量，质量越大，频率越低 ⑷叶片频率方程的根，其值与叶片振型有关
汽轮机设备SteamTurbine(1)
4.1 动叶片
2、工作因素影响
⑴叶根连接刚度：对于叶根形式不同自身柔度不同的叶片叶根连 接刚度对自振频率的影响程度是不同的
（二）叶片的拉应力
叶型部分离心力引起的拉应力 围带、拉金离心力引起的拉应力
（三）叶片的弯应力
汽流作用引起的弯应力 离心力产生的弯应力 围带和拉金对叶片弯应力的影响
汽轮机设备SteamTurbine(1)
4.1 动叶片
三、叶片的振动
（一）引起叶片振动的激振力
1、高频激振力
⑴起因：喷嘴汽流速度在圆周上分布不均
第四章 汽轮机结构及零件强度
本章内容： 4.1 动叶片 4.2 转子 4.3 汽缸 4.4 喷管组及隔板 4.5 汽封 4.6 盘车装置 4.7 轴承
汽轮机设备SteamTurbine(1)
4.1 动叶片
基本概念：
转子：转动的部分，主要部件有动叶片、主轴、叶轮和连轴器等
汽轮机本体
静子：静止的部分，主要部件有汽缸、隔板、轴承和汽封等
叶片成组后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
汽轮机设备SteamTurbine(1)
4.1 动叶片
小结：
了解叶片受力，叶片的振动形式 熟悉叶片自振频率的影响因素 掌握叶片的结构形式 能读懂检修规程中相关内容 能填写操作票
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4.2 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。
• 转子的受力分析：传递扭矩、离心力、热应力、
•
振动应力。
• 转子的组成：主轴、叶轮、动叶片、联轴器等。
汽轮机设备SteamTurbine(1)
4.2 转子
• 一.转子的结构
• （一）轮式转子 • 1 套装式 • 叶轮与主轴热套
4.2 转子
（二）鼓式转子 高中压压力级反向布置，设有三个平衡活塞。 以进汽中心线为基准，两侧对称。 末级和次末级为整锻叶轮结构。
• 一般用于中压汽轮机和高 压汽轮机的低压部分。
• ①优点：加工方便，材
料利用合理，质量容易得 到保证。
• ②缺点：高温下易松动。
汽轮机设备SteamTurbine(1)
4.2 转子
• 2 整锻转子
• ①优点：不会出现零
• 由整体锻件加工而成， 件松动问题，结构紧
常钻有中心孔。
凑，强度、刚度高；
ຫໍສະໝຸດ Baidu• 用于大容量汽轮机高 • ②缺点：贵重材料消
（三）叶顶：短叶片和中长叶片通常在叶顶用围带连在一起， 构成叶片组长叶片在叶型部分用拉金连接成组
汽轮机设备SteamTurbine(1)
4.1 动叶片
1、T型
（1）结构：叶根形状呈T形 （2）特点：结构简单、加工方便，被短叶片普遍采
用 （3）装配方式 ：埋入法
（a）T型叶根 （b）外包T型叶根 （c）双T型叶根 （d）装入T型 叶根的切口
动叶片：是蒸汽动能转换成转子机械能的重要部件。
它在工作中受力复杂，工作条件很恶劣。因此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
汽轮机设备SteamTurbine(1)
4.1 动叶片
一、动叶片的结构
结构组成：叶型、叶根、叶顶
动叶片的结构示意图
1—叶顶 2—叶型 3—叶根
中压转子。
耗大，对加工工艺要
求高。
汽轮机设备SteamTurbine(1)
4.2 转子
3 组合转子 具有前两者的优点
汽轮机设备SteamTurbine(1)
4.2 转子
4 焊接转子
由若干实心轮盘和两个端轴焊接而成。 瑞士ABB公司生产的600MW汽轮机高、中、低压转
子全部为焊接转子。
汽轮机设备SteamTurbine(1)
汽轮机设备SteamTurbine(1)
4.1 动叶片
2、叉型
（1）结构：叶根形状呈叉形
（2）特点：强度高、适应性好、加工简单、更换叶片方便 （3）装配方式 ：从径向插入轮缘上的叉槽中，并用铆钉固定
叉型叶根
国产引进型300MW 汽轮机调节型叶片
汽轮机设备SteamTurbine(1)
4.1 动叶片
⑵工作温度： 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修正
考虑上述两个因素的影响自由叶片的自振频率为
汽轮机设备SteamTurbine(1)
4.1 动叶片
⑶离心力
叶片在旋转状态下的自振频率称为叶片的动频率，它与 静频率的关系
－叶片动频率 f －经过修正后的静频率 ｎ－叶片的工作转速 Ｂ－动频系数
3.枞树型
①结构：叶根形状呈楔形 ②特点：承载能力大、强度适应性好、拆装方便。但加工
复杂、精度要求高。 ③装配方式 ：采用轴向嵌入
枞树型叶根
汽轮机设备SteamTurbine(1)
4.1 动叶片
二、叶片的强度
（一）叶片的受力分析
叶片受力
离心力 气流力
离心拉应力 离心弯应力 稳定部分——气流弯应力 交变部分——动应力
（a）等截面直叶片：叶型沿叶 高不变的动叶片。
（b）变截面扭曲叶片：叶型沿 叶高变化的动叶片。
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4.1 动叶片
（一）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
（二）叶根部分：是将动叶片固定在叶轮或者轮鼓上面的部 分常用的叶根形式有T型、枞树型和叉形
汽轮机设备 SteamTurbine(1)
2020/11/24
汽轮机设备SteamTurbine(1)
第四章 汽轮机结构及零件强度
重点：①叶片、叶轮、转子、联轴器、盘车的结构形式
②汽缸不同支承方式的优缺点 ③汽封及轴封系统的作用 ④滑动轴承的工作原理及轴承的种类 ⑤检修规程与操作票
汽轮机设备SteamTurbine(1)
⑵计算
全周进汽
部分进汽 2、低频激振力
（1）起因：制造加工的误差及结构等方面 （2）计算：f=in
汽轮机设备SteamTurbine(1)
4.1 动叶片
（二）叶片的振型
扭转振动
叶片的振动
弯曲振动
（三）叶片的自振频率
切向振动 轴向振动
静频率：叶片在静止时的自振频率
等截面叶片频率的计算公式：
A型振动：叶根不动，叶顶摆动 B型振动：叶根不动，叶顶基本不摆动
1、由上式可知，叶片的自振频率取决于以下几个因素： ⑴叶片抗弯刚度（ＥI）， （ＥI）越大，频率越高 ⑵叶片高度，叶片越高，频率越低 ⑶叶片质量，质量越大，频率越低 ⑷叶片频率方程的根，其值与叶片振型有关
汽轮机设备SteamTurbine(1)
4.1 动叶片
2、工作因素影响
⑴叶根连接刚度：对于叶根形式不同自身柔度不同的叶片叶根连 接刚度对自振频率的影响程度是不同的
（二）叶片的拉应力
叶型部分离心力引起的拉应力 围带、拉金离心力引起的拉应力
（三）叶片的弯应力
汽流作用引起的弯应力 离心力产生的弯应力 围带和拉金对叶片弯应力的影响
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4.1 动叶片
三、叶片的振动
（一）引起叶片振动的激振力
1、高频激振力
⑴起因：喷嘴汽流速度在圆周上分布不均
第四章 汽轮机结构及零件强度
本章内容： 4.1 动叶片 4.2 转子 4.3 汽缸 4.4 喷管组及隔板 4.5 汽封 4.6 盘车装置 4.7 轴承
汽轮机设备SteamTurbine(1)
4.1 动叶片
基本概念：
转子：转动的部分，主要部件有动叶片、主轴、叶轮和连轴器等
汽轮机本体
静子：静止的部分，主要部件有汽缸、隔板、轴承和汽封等