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1、汽轮机结构与功能分析 Steam Turbine Theory,承德石油高等专科学校 热工系,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： 叶片本身和与其相连的围带、拉金所产生的离心力； 汽流的作用力。,第一节 动叶片,第四章 汽轮机结构及零件强度,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=Znn0 激振力的频率f=2000400
2、0Hz,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,(二)叶片的振型,切向振动可分为： A型振动和B型振动两大类 1A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,2
3、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
4、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。,(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f8。 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。,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。,
