透平机械结构和强度计算第1章

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1、透平机械结构和强度计算1考试课2参考书：《透平零件结构和强度计算》吴厚钰《汽轮机原理》康松等《透平压缩机强度与振动》刘士学《机械工程手册》第72篇机械工业出版社《材料力学》《理论力学》其它力学资料、振动方面资料能源与动力学院叶轮机械与流体工程研究所孙涛综合实验2#楼31584707902suntao@dlut.edu.cn孙涛叶轮机械及流体工程研究所第一章叶片的结构和强度计算§1－1叶片结构从强度观点考虑，动叶片的结构分：叶片型线部分，叶根部分和叶顶部分1.1.1叶型部分1、符合气体动力学的要求，满足结构强度和加工方面要求2、叶型分等截面

2、和变截面叶型3、一般Dm/l>10的级等截面叶型4、一般Dm/l<10的级变截面叶型改善流动和减少离心力Dm----级的平均直径l----叶片高度(1)孙涛叶轮机械及流体工程研究所孙涛叶轮机械及流体工程研究所第一章叶片的结构和强度计算§1－1叶片结构1.1.2叶根部分1、作用：叶根是将叶片固定在叶轮或转鼓上的联结部分2、要求：叶根与轮缘的固定应该是牢靠的，在任何运行条件下保证叶片在转子中位置不变；叶根应尽量做到结构简单，制造方便；使轮缘的轴向尺寸最小，以缩短整个通流部分的轴向长度。3、型式：叶根的结构型式取决于强度、制造和安装工艺条件以及

3、转子的结构型式4、常用的结构型式有：T形、叉形、枞树形，菌形等。(2)孙涛叶轮机械及流体工程研究所第一章叶片的结构和强度计算§1－1叶片结构1.1.2叶根部分(3)孙涛叶轮机械及流体工程研究所第一章叶片的结构和强度计算§1－1叶片结构1.1.2叶根部分(3)叶根叶根孙涛叶轮机械及流体工程研究所第一章叶片的结构和强度计算§1－1叶片结构1.1.2叶根部分6、T型叶根优点：结构简单，加工装配方便，工作可靠，短叶片中普遍采用缺点：叶片离心力对轮缘两侧产生弯矩，使轮缘有张开的趋势，容易引起较大的弯曲应力。(4)孙涛叶轮机械及流体工程研究所第一章叶

4、片的结构和强度计算§1－1叶片结构1.1.2叶根部分6、T型叶根改进：叶片长度加大的情况下，在T型叶根的两侧往往加铣两个凸肩将轮缘两侧包住，以减少它的弯曲应力；当叶片增长，离心力加大的情况下，为了加大叶根的受力面积，还可以采用带凸肩的双T型叶根。可以用于中长叶片。(5)孙涛叶轮机械及流体工程研究所第一章叶片的结构和强度计算§1－1叶片结构1.1.2叶根部分6、T型叶根装配：圆周向装配式。在固定叶根的轮缘槽中有一个或两个窗口，其长度比叶片结距略大，宽度比叶根宽0.02~0.05毫米，以便将叶片依次装入轮槽中。在窗口位置的叶片为封口叶片（又称

5、末叶片），封口叶片用铆钉固定在轮缘上。(6)孙涛叶轮机械及流体工程研究所第一章叶片的结构和强度计算§1－1叶片结构1.1.2叶根部分6、T型叶根装配缺点：周向装配式叶根的共同缺点是当叶片损坏时，拆换必须通过窗口进行，因而必然牵动许多完好叶片，增加装拆工作量。(7)孙涛叶轮机械及流体工程研究所第一章叶片的结构和强度计算§1－1叶片结构1.1.2叶根部分7、叉型叶根优点：加工比较简单，拆换叶片方便；避免了T型叶根使轮缘两侧张开引起的弯应力，而且强度适应性好，随着叶片离心力的增大，叶根叉数可以增多。缺点：装配时钻铆孔不方便，比较费工。整锻转子和

6、焊接转子一般不采用叉型叶根。(8)孙涛叶轮机械及流体工程研究所第一章叶片的结构和强度计算§1－1叶片结构1.1.2叶根部分8、枞树型叶根广泛地应用于燃气轮机的透平叶片上，大功率蒸汽轮机的长叶片上。优点：枞树型叶根由轴向装入单独的叶根槽中，所以拆装方便；由于叶根采用尖劈形，所以叶根和对应的轮缘承载截面都接近等强度。在同样的尺寸下，承载能力最高。在叶根和叶轮槽中，齿的非承载面一边有间隙，燃气轮机可以利用此间隙进行空气冷却；同时，松动配合的叶片可以自动定心；间隙的存在，允许轮缘和叶根在受热后能自由膨胀以减少热应力。(9)孙涛叶轮机械及流体工程研

7、究所孙涛叶轮机械及流体工程研究所孙涛叶轮机械及流体工程研究所第一章叶片的结构和强度计算§1－1叶片结构1.1.2叶根部分8、枞树型叶根缺点：外形复杂，装配面多，为了保证各对齿接触良好，所以加工精度要求高，工艺复杂；由于齿数多，并受到叶根尺寸的限制，所以过渡圆角不易做大，引起比较高的应力集中。(10)孙涛叶轮机械及流体工程研究所楔形角：角大时，承力面增大，轮盘强度不利30—40度孙涛叶轮机械及流体工程研究所孙涛叶轮机械及流体工程研究所第一章叶片的结构和强度计算§1－1叶片结构1.1.3叶顶部分叶片组：叶片用围带、拉金联在一起后称为叶片组单个

8、叶片或自由叶片：叶片不用围带、拉金联结汽轮机叶片通常用围带、拉金联结成叶片组，只有末几级长叶片有时做成自由叶片。而燃气轮机叶片则较少联成叶片组(11)孙涛叶轮机械及流体工程研究所第一章叶片的结