[发明专利]枞树型叶根动叶片

说明书

技术领域

本发明涉及汽轮机动叶片，尤其涉及一种枞树型叶根动叶片。

背景技术

叶片是汽轮机将热能转化为机械能的最主要元件，其动叶片在工作时振动应力是造成叶片损坏的最主要因素。

动叶片的基本结构见图1，具有叶身1、叶根2、叶冠3，其中，叶根2有上、下两个部分，一是下部的根型部分，二是上部的中间体部分4。装配叶片时，叶根2的根型部分嵌入叶轮的轮槽内，中间体4位于叶轮的轮槽之外，所有叶片装入叶轮后，相邻叶片的叶根中间体相互接触，构成环状。

国内外数十年的设计、研究和运行实践都表明，中间体4相互之间挤紧程度对叶片的振动响应有着非常重要的影响。为此，叶根中间体4必须有适当的相互挤压紧度(见图2)。

对于从周向装入式(如T形叶根和菌型叶根)或顶插入式(如叉型叶根)的动叶片来说，这是容易做到的，但是，对于从轴向装入的枞树型叶根的动叶片而言，要实现上述叶根中间体具有相互挤压紧度，无论是在叶片结构上，还是在装配工艺上，都是很困难的。因此，目前所有汽轮机制造厂家都只要求周向装入式、顶插入式动叶片的叶根中间体有相互挤压紧度，而允许从轴向装入的枞树型叶根中间体之间有间隙，不相互挤压，其不利后果是：振动应力大，不利于叶片的安全，而且增加了漏汽损失。这种允许实属无奈，是因没有找到解决问题的技术手段。

发明内容

本发明的目的，是提供一种枞树型叶根动叶片，该叶片可使叶根中间体有相互挤压紧度。

本发明的技术解决方案是：

一种枞树型叶根动叶片，具有整体结构的叶身、叶根、叶冠，其中，所述叶根有根型部分和中间体部分，在中间体部分的径向面上设有楔槽，楔槽的尖端指向圆周，楔槽内有适配的楔片。

所述楔槽的倾角满足如下关系式：

tg(B)＜f

式中：B-楔槽斜面倾角；

      f-楔槽、楔片间的摩擦系数。

本发明的有益技术效果：

当汽轮机运行时，楔片在离心力F作用下，向楔槽的尖端滑动，楔片的斜面紧贴楔槽的斜面，产生作用分力N1，楔片的背面紧贴相邻叶片叶根中间体的相对配合面，产生作用分力N2，这样，使相邻两叶片的叶根中间体有相互挤压紧度，所有叶片被周向挤紧。

附图说明

图1是叶片基本结构示意图

图2是叶片的叶根中间体挤紧状态示意图

图3是本发明枞树型叶根的装配结构示意图

图4是图3的M-M视图

图5是图4中局部I的放大图

图6是楔片工作状态示意图

具体实施方式

参见图3、图4：本枞树型叶根动叶片具有叶身1、叶根2、叶冠3，其中，叶根2有上、下两个部分，一是下部的根型部分，二是上部的中间体部分4。装配叶片时，叶根2的根型部分嵌入叶轮6的轮槽内，中间体4位于轮槽之外，所有叶片装入叶轮6后，构成环状，相邻叶片的叶根中间体之间有间隙A，配合面不接触。

本发明的特点是：在叶根中间体4的配合面上开一楔槽，楔槽的尖端指向圆周，槽内放置适配的楔片5，楔片5的斜面对应楔槽斜面，楔片5的背面对应相邻叶片叶根中间体4’的相向配合面，详见该结构的放大图，即图5。

参见图6，本叶片结构的工作原理是：当汽轮机运行时，楔片5在离心力F作用下，向楔槽的尖端滑动，楔片5的斜面紧贴楔槽的斜面，产生法向作用分力N1，楔片5的背面紧贴相邻叶片叶根中间体的相向配合面，产生法向作用分力N2，各作用力的关系如下：

N1＝F/sin(B)            (1)

N2＝F/tg(B)             (2)

式中：B-楔槽斜面倾角；F-楔片离心力；N1-楔片斜面法向作用分力；

      N2-楔片背面法向作用分力。

这样，使相邻两叶片的叶根中间体有相互挤压紧度，所有叶片被周向挤紧。

显然，挤紧力与楔槽的倾角、楔片5的质量以及转子运行的速度相关，设计时，转子运行速度按照汽轮机额定转速考虑，是常数，楔片的质量也不宜太大，否则楔槽尺寸过大，将影响叶根中间体4的强度，也应取一常数，因此，应通过合理设计楔槽的倾角B°来满足挤紧力要求，当倾角B°足够小时，挤紧力即可符合要求。

楔槽的倾角B°可按如下关系式设计：

tg(B)＜f

式中：B-楔槽斜面倾角；

      f-楔槽、楔片间的摩擦系数。

实际工程中，由于叶片的规格、尺寸不同，应灵活设计楔槽、楔片，例如，对于大尺寸的叶片，可设计两个或多个楔槽、楔片，或者设计一个宽楔槽，并列放置两块或多块楔片。