汽轮机主要零件结构与振动.ppt

第六章汽轮机主要零件结构与振动第一节汽轮机静止部分结构一汽缸
汽缸即汽轮机的外壳，是汽轮机静止部分的主要部件之一。它的作用是将汽轮机的通流部分与大气隔绝，以形成蒸汽能量转换的封闭空间，以及支承汽轮机的其他静止部件。
高中压缸
低压缸
进汽部分
中低压连通管
汽缸的支承和滑销系统

二隔板、隔板套和静叶环、静叶持环
隔板
隔板是汽轮机各级的间壁，用以固定汽轮机各级的静叶片和阻止级间漏气，并将汽轮机通流部分分隔成若干个级。
隔板套
隔板套用来固定隔板。
静叶环和静叶持环
在反动式汽轮机中没有叶轮和隔板，动叶片直接装在转子的外缘上，静叶则固定在汽缸内壁或静叶持环上。静叶持环的分级一般是考虑便于抽气口的布置而定的。静叶环和静叶持环一般为水平中分式。
三轴承
轴承是汽轮机的一个重要组成部分。
轴承工作原理
径向支持轴承
推力轴承
第二节汽轮机转动部分结构整锻转子
套装转子
焊接转子
组合转子
二叶轮
叶轮是用来装置叶片并传递气流力在叶栅上产生的扭矩的。
三动叶片
动叶片就是在汽轮机工作过程中随汽轮机转子一起转动的叶片，也称工作叶片，动叶片安装在叶轮或转鼓上，由多个叶片组成动叶栅，其作用是将蒸汽的热能转换为动能，再将动能转换为汽轮机转子旋转机械能，使转子旋转。
叶片一般由叶型部分、叶根和叶顶连接件组成。
四联轴器
联轴器又叫靠背轮或对轮，用来连接汽轮机的各个转子以及发电机的转子并将汽轮机的扭矩传给发电机。
联轴器一般有三种形式：刚性联轴器、半挠性联轴器和挠性联轴器。
盘车装置
在汽轮机内不进蒸汽时就能使转子保持转动状态的装置称为盘车装置。盘车装置的作用是在汽轮机启动冲转前或停机后，让转子以一定的速度连续转动起来以保证转子均匀受热或冷却，从而避免转子产生热弯曲。
第三节叶片的振动一叶片的振动
汽轮机的叶片在工作时，会受到不均匀汽流力（激振力）的作用，使叶片产生振动。特别是当叶片的自振频率等于激振力或者为其整数倍时，叶片将发生共振，就可能使叶片疲劳断裂。运行经验表明，叶片损坏主要原因是由于振动造成的。因此，研究叶片的振动，就应该研究引起叶片振动的激振力和叶片本身的自振频率。
二引起叶片振动的激振力
引起叶片振动的原因是叶片在工作时受到周期性的汽流激振力的作用。作用在叶片上的激振力按其产生原因可分为两类：一类是由于结构上的因素产生的；一类是由于制造、安装的误差产生的。前者称为高频激振力，后者称为低频激振力。
低频激振力
低频激振力产生的原因是由于结构件的制造、安装误差而导致汽流力分布不均所致。具体情况有如下几种：
（1）上下隔板接口结合不良，当汽流流过接口处的喷嘴通道时，汽流速度的大小及方向不同，形成一个（或两个）激振源。
（2）由于喷嘴或者隔板导叶制造误差，使个别喷嘴异常，其出口汽流速度的过大或过小，也就形成了一个激振力。
（3）对于喷嘴调节的汽轮机，采当部分进汽，调节阀依次开启，当叶片通过装有喷嘴弧段时，受到汽流力的作用，而叶片通过没有喷嘴弧段时，又不受汽流力的作用，从而引起了一个激振力。
（4）级前后有抽汽口，在抽汽口附近的动静间隙中有大量的汽流作径向流动，使得这一部位的出口汽流速度的周向分速变小，从而会引起了一个激振力。
上述几种情况产生的激振力，都会使动叶片每旋转一周，就要受到一次（或几次）激振力的作用，故称为低频激振力。低频激振力的频率是汽轮机转速的整数倍，即
(6—46)
式中，n-----汽轮机转速；
k——为正整数，k=1,2,3,……
高频激振力
高频激振力产生的原因是由于喷嘴的存在所致。由于喷嘴通道壁面的存在，使蒸汽在喷嘴出口处的汽流速度大小沿轮周分布呈近似抛物线（图6—42）。叶片每转过一个喷嘴通道时，所受汽流作用力就会发生一次由小到大、又由大到小的变化。这种激振力称之为高频激振力。高频激振力的频率用下式求得：
（6—47）
式中，n-----转速；
z----级内喷嘴数。
当部分进汽度e<1时，则有

式中，——为当量喷嘴数。
三叶片振动的基本振型
叶片振动的基本形式有弯曲振动和扭转振动。而弯曲振动又分切向振动和轴向振动：
绕叶片截面最小主惯性轴（Ⅰ—Ⅰ轴）的弯曲振动称为切向振动；
绕叶片截面最大主惯性轴（Ⅱ—Ⅱ轴）的弯曲振动称为轴向振动；
沿着叶片长度方向绕通过截面型心轴线往复作转过一角度的振动称为扭转振动。各种振型如图6—43所示。

切向振动：
叶片切向振动如图6--43a所示。而叶片切向振动又有不同的振动型式：
A型振动：根部固定、叶顶自由的振动（图6—44）。根据节点数的多少，A型振动又依次有型振动、型振动、型振动…等，即有无穷多个振型。其中，型振动的振幅最大、频率最低，随着振动阶次增加，其振幅逐渐减小，振动频率逐渐增大。对于等截面而言，其频率之间有一定比例关系，比值为：

B型振动：根部固定、叶顶为铰支