[发明专利]汽轮机动叶片的围带结构及其加工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及汽轮机动叶片，尤其涉及该动叶片的围带结构及其加工工艺。

技术背景

围带是汽轮机转子的主重要部件之一，呈环状，其内周面与动叶片的顶端连接，将所有动叶片包围起来，围带与动叶片组合，形成汽道，每相邻两叶片之间的空间就是一条汽道。传统的围带是一个独立部件，装配时，铆/焊接在叶片的顶端，这种刚性连接方式，使得转子的动应力大，安全性不高，且由于叶片不能扭曲，机组的汽动特性差。自带冠动叶片问世后，围带不再是一个独立部件，而是由所有叶片的叶冠组合构成，每只叶片的叶冠就是一段围带，相邻叶片的叶冠相互接触，所有叶片的叶冠组合成圈，构成整圈围带。这种分段装配式围带，大幅度降低了转子的动应力，且由于叶片能扭曲，机组的汽动特性明显改善。但也带来新的问题：由于叶冠的配合结构是按静态设计的，在机组处于静态时，围带的两个轴向端面(即进汽侧和出汽侧端面)是齐平的，在机组运行时，叶片在离心力作用下发生扭曲，相邻叶冠的轴向端面错位，围带的两个轴向端面都变成锯齿状，不再齐平，这些锯齿相当于鼓风机的叶片，在转子旋转时，产生鼓风效应，消耗能量，并使汽道内的汽流紊乱，降低蒸汽作功的效率，还会增大机组运行时的噪音。随着汽轮机向大型化发展，单机功率越来越大，转子的直径越来越大，叶片的长度不断加长，其扭角越来越大，锯齿的高度越来越高，上述不利效果更为显著，成为研发大功率机组急待解决的问题。

发明内容

本发明的目的，是为解决上述问题，提供一种鼓风损失、噪音更小、蒸汽作功效率更高的汽轮机动叶片围带结构及其加工工艺。

实现上述目的技术方案如下：

一种汽轮机动叶片围带结构，若干具有叶冠的动叶片安装在汽轮机转子的叶轮上，呈辐射状分布，相邻动叶片的叶冠相互配合，组合成圈，构成围带；其特征在于：当汽轮机运转，动叶片扭转后，围带的两个轴向端面是齐平的，当汽轮机处于静态，动叶片未扭转时，围带的两个轴向端面呈锯齿状。

所述相邻动叶片叶冠的配合面是台阶面。

上述汽轮机动叶片围带结构的加工工艺，包括步骤：

①.准备步骤，包括：

-在加工动叶片时，其叶冠的两个轴向端面和顶面都预留加工余量；

-加工若干预扭工艺块，该工艺块具有整体结构的两个块状部分，两个块状部分平行错位，错位距离等于叶片扭转后相邻两叶冠的错位距离；

②.加工预扭工艺槽步骤

将所有叶片装在叶轮上，在围带的外周面(即所有叶冠的顶面)上车削一条环形槽，该槽的宽度与预扭工艺块的宽度相适配；

③.叶片预扭步骤

施外力将叶片扭转，使其叶冠错位，将预扭工艺块装入预扭工艺槽内；每相邻两叶片的叶冠配合部，装入一只预扭工艺块；

④.加工围带轴向端面步骤

车削围带的两个轴向端面，即进汽侧端面和出汽侧端面，使其齐平；

⑤.预扭恢复步骤

拆下预扭工艺块，叶片扭转恢复，叶冠复位，围带的两个轴向端面呈锯齿状；

⑥.加工围带外周面步骤

车削围带的外周面，使其成为圆柱面。

本发明的有益技术效果：

由于叶片的叶冠被预扭，当汽轮机处于静态，动叶片未扭转时，围带的两个轴向端面呈锯齿状，当汽轮机运转，动叶片扭转后，围带的两个轴向端面是齐平的，从而避免了鼓风损失及由此带来的噪音，同时也改善了汽流的有序度，提高了蒸汽作功的效率。

附图说明

图1是本发明围带外周面工艺槽结构示意图

图2是图1的A向视图

图3是工艺块的结构图

图4是图3的俯视图

图5是工艺块装入工艺槽后叶片预扭叶冠错位状态示意图

图6是叶片在预扭状态下围带的两个轴向端面被车削后的状态示意图

图7是卸掉工艺块后围带的静态示意图

图8是汽轮机运转时，围带的工作状态示意图

具体实施方式

参见图1、图2：叶冠1位于叶身2的顶部，在加工叶片时，叶冠1的进、出汽侧端面和顶面都预留加工余量，然后将所有叶片装进叶轮，使所有叶片的叶冠1组合成圈，构成围带，在围带的外周面(即叶冠的顶面)上车削一条环形工艺槽3，该槽的宽度为a、深度为b。

参见图3、图4：加工一批工艺块4，该工艺块4的几何尺寸与工艺槽3相适配，工艺块4具有整体结构的两个块状部分，两个块状部分平行错位，错位距离C等于叶片扭转后相邻两叶冠的错位距离。