一种压气机叶片制造技术

本发明专利技术提出了一种压气机叶片，包括轮缘、阻尼环和设置于轮缘上的沟槽，所述阻尼环部分嵌入于所述沟槽内部，从而将所述阻尼环固定于所述轮缘上，所述沟槽和阻尼环的两个侧面之间为过盈配合，所述阻尼环位于所述轮缘内侧。本发明专利技术利用叶盘高速旋转时的离心力使叶盘轮缘内侧沟槽中嵌入的阻尼环获得适当的正压力，叶片受到气流激振力产生振动，由于轮缘沟槽和阻尼环之间的粘-滑运动而耗能，有效减小叶盘和叶片强耦合模态下的叶片振动。本发明专利技术与目前针对叶片的摩擦阻尼处理方法相比，不与叶片直接接触，不需要对叶片进行加工，仅需在轮缘上加工出一条较窄的沟槽，具有工艺简单、安装方便、附加质量小、设计简单、可靠性高的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种压气机叶片
本专利技术具体涉及一种压气机叶片。
技术介绍
汽轮机是一种透平机械，是将蒸汽的能量转换为机械功的旋转式动力机械，是蒸力动力装置的主要设备之一。汽轮机在社会经济的各部门中都有广泛的应用，如航空、大型火力、水力、核能发电设备及新能源利用等。目前，汽轮机向着高参数、高性能、高可靠性方向发展。叶片在汽轮机中承担着把蒸汽的热能转化为机械能的重要任务，是汽轮机中最重要的零部件之一。因此，随着汽轮机性能的提高，作为汽轮机心脏的叶片面临着很大的挑战，其工作环境将会更恶劣。大型汽轮机组中叶片数目往往会要多达几千片，并且要工作在高温、高压、高转速或湿蒸汽区等恶劣环境中，经受着离心力、蒸汽力、蒸汽激振力、腐蚀和振动以及湿蒸汽区高速水滴冲蚀的共同作用。此外，汽轮机在各种非设计工况下工作时，如启动、低负荷、停机、变负荷、高背压等，叶片还要承受负荷变化带来的交变应力以及小容积工况下的较大气流激振力等，以上的各种载荷作用使得叶片的工作环境更是极为复杂。随着汽轮机性能的提高，蒸汽流量的逐渐加大，叶片也随之加长，容易发生颤振，影响叶片的强度及寿命。汽轮机叶片工作的恶劣坏境、长叶片的采用及其他一些无法预测的因素使得事故时有发生。调查表明，汽轮机运行中，叶片事故约占汽轮机事故总数的40％，造成了巨大的直接和间接的经济损失。因此对叶片的安全性和可靠性提出了愈来愈高的要求。叶片损坏的原因是多方面的，如果从发生的机理区分，60％-80％的损坏原因是振动。由此可见，若要提高汽轮机特别是大型汽轮机运行的可靠性，首先必须解决叶片的振动失效问题。通常解决振动问题的方法有两种，一种是借助于改变结构参数，如几何形状、尺寸以及材料等来调整激振频率及结构的质量和刚度分布，以避开共振，这种措施对多数结构而言有一定的局限性；另一种更有效的方法是增加阻尼。带冠汽轮机叶片、缘板阻尼器就是应用这种减振方法工作的。本专利技术提出了一种在叶片的轮缘内侧沟槽内嵌入阻尼环的方法来增加阻尼，抑制叶片的振动。
技术实现思路
为增加叶片结构的阻尼，抑制叶片的振动，本专利技术提出了一种压气机叶片。本专利技术的技术方案如下：一种压气机叶片，包括轮缘，还包括阻尼环和设置于轮缘上的沟槽，所述阻尼环部分嵌入于所述沟槽内部，从而将所述阻尼环固定于所述轮缘上，所述沟槽和阻尼环的两个侧面之间为过盈配合，所述阻尼环位于所述轮缘内侧。较佳的，所述沟槽和阻尼环的截面积形状为圆形或矩形。较佳的，所述沟槽和阻尼环的顶面沿径向具有一间隙，所述间隙的大小根据工作温度下所述阻尼环膨胀量的1.1—1.3倍来确定。进一步的，所述间隙的大小的最佳值为工作温度下所述阻尼环膨胀量的1.15倍。较佳的，所述阻尼环与所述轮缘采用相同的金属材料，所述金属材料为奥氏体钢、铁镍合金和镍基合金任意之一。较佳的，所述阻尼环的个数为单个或多个。进一步的，所述轮缘包括第一结构部和第二结构部，所述第二结构部设置于所述第一结构部内侧，所述阻尼环和沟槽均设置于所述第一结构部上，所述阻尼环位于所述第二结构部的上游一侧或下游一侧。较佳的，所述阻尼环为开口阻尼环，所述开口阻尼环的开口两端共同嵌入所述沟槽内部。进一步的，所述开口阻尼环的开口两端通过可调螺纹结构连接，所述可调螺纹结构和所述开口阻尼环的开口两端共同嵌入所述沟槽内部。进一步的，所述可调螺纹结构包括螺纹、第一防松螺母、双头螺栓、旋紧螺母和第二防松螺母，其中，所述螺纹设置于所述开口阻尼环的开口两端的内侧；所述双头螺栓通过所述螺纹与所述开口阻尼环螺纹连接；所述第一防松螺母和第二防松螺母套设于所述双头螺栓上，且位于所述开口阻尼环的开口两端之间；所述旋紧螺母位于所述第一防松螺母和第二防松螺母之间。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术与目前针对叶片的摩擦阻尼处理方法(如叶片凸肩、拉筋处的干摩擦阻尼、缘板摩擦阻尼器、叶冠阻尼器等)相比，不与叶片直接接触，不需要对叶片进行加工，仅需在轮缘上加工出一条窄的沟槽，具有工艺简单、安装方便、附加质量小、设计简单、可靠性高的特点。附图说明图1为本专利技术压气机叶盘的局部结构示意图；图2为本专利技术压气机叶盘中单一叶片的结构示意图；图3为本专利技术压气机叶盘中单一叶片的结构剖视图；图4为本专利技术阻尼环的实施方案一——开口阻尼环的结构示意图；图5为本专利技术阻尼环的实施方案二——闭口阻尼环的结构示意图。【主要符号说明】1阻尼环2沟槽3轮缘4叶片5开口6小孔7螺纹8第一防松螺母9双头螺栓10旋紧螺母11第二防松螺母31第一结构部32第二结构部具体实施方式以下将结合本专利技术的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本专利技术的一部分实例，并不是全部的实例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。本专利技术公开了一种压气机叶片，包括轮缘3、阻尼环1和设置于轮缘上的沟槽2，所述阻尼环1部分嵌入于所述沟槽2内部，从而将所述阻尼环1固定于所述轮缘3上，所述沟槽2和阻尼环1的两个侧面之间为过盈配合，且所述阻尼环1位于所述轮缘3内侧。其中，所述沟槽2和阻尼环1的截面积形状相一致。优选的，所述沟槽2和阻尼环1的截面积形状为圆形或矩形。所述沟槽2和阻尼环1的顶面沿径向具有一间隙，所述径向为阻尼环1直径方向，所述间隙的大小可根据工作温度下所述阻尼环膨胀量的1.1～1.3倍来确定。本实施例中，所述间隙的大小的最佳值为工作温度下所述阻尼环膨胀量的1.15倍。较佳的，所述阻尼环1与所述轮缘3采用相同的金属材料，用以防止所述轮缘3上的沟槽2及其它部件过量磨损。本实施例中，所述金属材料可以是奥氏体钢、铁镍合金和镍基合金任意之一。进一步的，所述轮缘3包括第一结构部31和第二结构部32，所述第二结构部32设置于所述第一结构部31内侧，所述阻尼环1和沟槽2均设置于所述第一结构部31上，所述阻尼环1位于所述第二结构部32的上游一侧或下游一侧。具体的，所述阻尼环1的个数可以是单个或多个。当所述阻尼环1的个数为单个时，所述阻尼环1可任意布置在所述第二结构部32的上游方向或下游方向。当所述阻尼环1的个数为多个时，所述阻尼环1可布置在所述第二结构部32的上游方向和/或下游方向。较佳的，所述阻尼环1为开口阻尼环，所述开口阻尼环的开口两端共同嵌入所述沟槽2内部。或者，所述开口阻尼环的开口两端通过可调螺纹结构连接，形成一个闭口阻尼环的结构，所述可调螺纹结构和所述开口阻尼环的开口两端共同嵌入所述沟槽2内部。其中，所述可调螺纹结构包括螺纹7、第一防松螺母8、双头螺栓9、旋紧螺母10和第二防松螺母11，其中，所述螺纹7设置于所述开口阻尼环的开口两端的内侧；所述双头螺栓9通过所述螺纹7与所述开口阻尼环螺纹连接；所述第一防松螺母8和第二防松螺母11套设于所述双头螺栓9上，且位于所述开口阻尼环的开口两端之间；所述旋紧螺母10位于所述第一防松螺母8和第二防松螺母11之间。具体实施例：参见附图1-3，其中附图1揭示了本专利技术压气机叶盘的局部结构示意图，附图2揭示了本专利技术压气机叶盘中单一叶片的结构示意图，附图3为本专利技术单一叶片的结构剖视图。本实施例中，所述单个叶片上安装了三个阻尼环1。示意图中，所述叶片4和轮缘3为一体成型，在所述轮缘3上加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压气机叶片，包括轮缘，其特征在于，还包括阻尼环和设置于轮缘上的沟槽，所述阻尼环部分嵌入于所述沟槽内部，从而将所述阻尼环固定于所述轮缘上，所述沟槽和阻尼环的两个侧面之间为过盈配合，所述阻尼环位于所述轮缘内侧。

【技术特征摘要】
1.一种压气机叶片，包括轮缘，其特征在于，还包括阻尼环和设置于轮缘上的沟槽，所述阻尼环部分嵌入于所述沟槽内部，从而将所述阻尼环固定于所述轮缘上，所述沟槽和阻尼环的两个侧面之间为过盈配合，所述阻尼环位于所述轮缘内侧，所述沟槽和阻尼环之间发生粘-滑运动；所述沟槽和阻尼环的顶面沿径向具有一间隙，所述间隙的大小可根据工作温度下所述阻尼环膨胀量的1.1～1.3倍来确定；所述阻尼环为开口阻尼环，所述开口阻尼环的开口两端共同嵌入所述沟槽内部；或所述阻尼环为闭口阻尼环，所述闭口阻尼环为在开口阻尼环的开口两端处通过可调螺纹结构连接所闭合形成，所述可调螺纹结构和开口阻尼环的开口两端共同嵌入所述沟槽内部，所述可调螺纹结构包括螺纹、第一防松螺母、双头螺栓、旋紧螺母和第二防松螺母，其中，所述螺纹设置于开口阻尼环的开口两端的内侧；所述双头螺栓通过所述螺纹与开口阻尼环螺纹连接；所述第一防松螺母和第二防松螺母套设于所述双头螺栓上，且位于开口阻尼环...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄修长，华宏星，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31