汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子T形葉根輪緣強(qiáng)度補(bǔ)充分析

廖上斌

摘 要：文章對T形葉根輪緣強(qiáng)度在《火力發(fā)電設(shè)備技術(shù)手冊》要求的經(jīng)典強(qiáng)度計(jì)算基礎(chǔ)上進(jìn)行了補(bǔ)充分析，得出了在一定結(jié)構(gòu)尺寸下其最大應(yīng)力截面并不是常規(guī)計(jì)算的那幾個計(jì)算截面的結(jié)論，并提取了能滿足工程計(jì)算需要的該截面計(jì)算公式。

關(guān)鍵詞：T形葉根；拉彎合成應(yīng)力；輪緣

中圖分類號：TK264 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）28-0116-03

Abstract： Based on the classical strength calculation required by "Technical Manual of Thermal Power Equipment"， the strength of T-shaped blade root / wheel flange is supplemented and analyzed in this paper. It is concluded that the maximum stress section of the structure is not the same as that of the conventional calculation by a certain size of the structure， and the calculation formula of this section which can meet the needs of engineering calculation is extracted.

Keywords： T-shaped blade root； stretch-bending stress； wheel flange

1 概述

為提高能源利用效率，各發(fā)電企業(yè)對汽輪機(jī)的效率要求越來越高。提高汽輪機(jī)效率的途徑一是降低調(diào)節(jié)級焓降，二是將機(jī)組由噴嘴配汽改為節(jié)流配汽，用壓力級代替調(diào)節(jié)級。隨之帶來的問題就是汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子前面幾級的工作溫度同比越來越高，轉(zhuǎn)子在前幾級許用應(yīng)力同比也就越來越低。在一定的應(yīng)力水平下，綜合周期、成本及加工制造難度，汽輪機(jī)制造廠家首選的葉根形式還是T形葉根。為滿足轉(zhuǎn)子強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求，只有將輪緣寬度加大。按照《火力發(fā)電設(shè)備技術(shù)手冊》對T形葉根輪緣的經(jīng)典強(qiáng)度計(jì)算，對于同一種T形葉根，輪緣越寬，Ⅱ-Ⅱ截面的應(yīng)力水平越低，當(dāng)輪緣達(dá)到一定寬度時，Ⅲ-Ⅲ截面的剪切應(yīng)力更危險(xiǎn)，此時，輪緣強(qiáng)度將由Ⅲ-Ⅲ截面的剪切應(yīng)力來保證。但當(dāng)輪緣達(dá)到一定寬度時，Ⅲ-Ⅲ截面的剪切應(yīng)力理論上能保證輪緣的強(qiáng)度滿足要求嗎？如不能，《火力發(fā)電設(shè)備技術(shù)手冊》是不是基于實(shí)際工程中，輪緣不可能加得很寬，還是由Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ截面的強(qiáng)度一起來保證輪緣的強(qiáng)度。但輪緣寬度在多少以內(nèi)強(qiáng)度是有保證的，對于現(xiàn)有的T形葉根，其輪緣寬度都在限制值以內(nèi)嗎？我們怎么來保證T形葉根輪緣強(qiáng)度滿足要求呢？

2 T形輪槽的常規(guī)計(jì)算截面及公式

3.4 現(xiàn)有的T形葉根輪緣寬度限制值

根據(jù)現(xiàn)有的T形葉根型線尺寸，計(jì)算輪緣寬度限制值，根據(jù)計(jì)算結(jié)果得出：現(xiàn)有的T形葉根輪緣寬度基本能達(dá)到θ0=？琢?xí)r輪緣寬度；現(xiàn)有的T形葉根輪緣寬度具體工程上絕大多數(shù)都在輪緣寬度限制值以內(nèi)，但有部分工程達(dá)到或超過輪緣寬度限制值，再增加輪緣寬度已無法降低輪緣危險(xiǎn)截面應(yīng)力，僅用Ⅱ-Ⅱ截面的拉彎合成應(yīng)力來校核輪緣強(qiáng)度已不合適，需要增加Ⅳ-Ⅳ截面的強(qiáng)度校核計(jì)算。

4 T形葉根輪緣的補(bǔ)充應(yīng)力分析的應(yīng)用

在反動式T形葉根輪緣的強(qiáng)度計(jì)算中，在中間級次，由于相鄰兩級葉片離心力差別不大，因此，Ⅰ-Ⅰ截面、Ⅱ-Ⅱ截面的拉彎合成應(yīng)力將很小。另外在最邊上級次，如外側(cè)輪緣很寬，Ⅰ-Ⅰ截面、Ⅱ-Ⅱ截面的拉彎合成應(yīng)力將很小。如葉根型線如圖4所示，則Ⅳ-Ⅳ截面肯定會是最危險(xiǎn)截面（除非相鄰兩級葉片離心力或葉根型線差別很大），需校核該截面的應(yīng)力。如葉根型線如圖5所示，ab、ac、ad哪個截面更危險(xiǎn)，則由型線的具體尺寸來確定。

5 結(jié)束語

T形葉根輪緣強(qiáng)度在《火力發(fā)電設(shè)備技術(shù)手冊》要求的經(jīng)典強(qiáng)度計(jì)算不全面，工程實(shí)際應(yīng)用中，需補(bǔ)充校核Ⅳ-Ⅳ截面的強(qiáng)度，該截面的應(yīng)力可由（σP+σF1+σF4）計(jì)算公式，令θ=θ0得到。

參考文獻(xiàn)：

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