《叶轮结构计算》PPT课件.ppt
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1、第三章 转子、叶轮结构和强度计算 转子n轴、叶轮、动叶片和联轴器等n汇集各级动叶栅上得到的机械能并传给发电机(或其它机械)。n处在高温中;n高速旋转;n 承受叶片、叶轮、主轴的离心力;n蒸汽作用的轴向推力;n温度分布不均匀的热应力;n巨大的扭转力矩;n轴系振动。汽轮机结构汽轮机结构 (2 2)二、转子二、转子鼓式转子,轮式转子;鼓式转子,轮式转子;轮式转子:整锻,套装,组合,焊接转子轮式转子:整锻,套装,组合,焊接转子 n整锻转子的优缺点:n优点:n整体锻造,没有热套部件,消除松动问题,启动和变工况适应性好,适于在高温下工作;n强度和刚度好于套装转子;n结构接凑,轴向尺寸短;n机械加工和装配量
2、少;n缺点:n锻件尺寸大工艺要求高,加工周期长,质量不易保证;n贵重材料消耗大,不利于材料合理利用。汽轮机结构汽轮机结构 (2 2)二、套装转子二、套装转子 n套装转子:n优点:n锻件尺寸小,加工方便,质量容易控制;n不同部件采用不同材料,合理利用;n缺点:n高温下由于金属蠕变,过盈消失,叶轮和轴之间松动;n快速启动适应性差。n整锻转子用于高温区;高压转子;n125MW,200MW,300MW的高压转子;n300MW,600MW的高,中,低压转子。n套装转子适宜中压汽轮机或高压汽轮机的低压部分。n200MW的低压转子。n焊接转子:n若干个叶轮和两个端轴拼焊而成。如图6-29.n无中心孔,可以承
3、受很大的离心力,强度好;n结构紧凑,刚度大;n锻件尺寸小;n要求焊接工艺高,材料的焊接性能好。汽轮机结构汽轮机结构 (2 2)组合转子:组合转子:国产国产200MW200MW的中压转子的中压转子 第一节 转子和叶轮结构n一、转子形式n汽轮机主要采用整锻转子,焊接转子,套装转子以及组合转子。n燃气轮机主要采用整锻转子,焊接转子,拉杆转子。n二、叶轮结构设计n1、叶轮的工作条件和受力情况:叶轮离心力,叶片离心力,接触应力(套装转子),热应力,振动应力。n2、套装叶轮的联结方式:n 简单过盈配合-扭矩借摩擦力和键传递n 重载过盈配合-依靠中间环,径向键,扭矩借摩擦力和键传递第一节 转子和叶轮结构n
4、n3、叶轮型线设计n 按给定应力曲线设计叶轮型线n 先选择型线,计算应力,再修改型线n4、型线组成:轮缘,轮面,轮毂(套装转子)n 轮缘一般等厚度n 轮毂一般等厚度n 轮面型线:等厚度,锥形,双曲线,等强度。n5、设计步骤:由叶根联结部的型式选择适当的轮缘形状和尺寸,进行轮缘强度计算,并确定轮缘上的外载荷;选择轮面型线和轮毂尺寸。n接近空心鼓式转子:壁厚壁直径 小得多。n力学分析:圆环绕轴心旋转,离心力引起圆环变形,在圆环径向纵截面中产生应力,应力均匀分布。第二节 旋转薄圆环应力计算bR第二节 旋转薄圆环应力计算n结论:n旋转圆环的切向应力(径向纵截面拉应力)与材料 密度,圆环转动半径,转速的
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