本发明专利技术提供了一种压气机叶片，包括叶片本体，叶片本体包括叶身、缘板和榫头，缘板的上端与叶身相连，缘板的下端与榫头相连，其中榫头包括与缘板相连的第一部分和与第一部分相连的第二部分，榫头还包括在周向方向上开设的调节频率的调频槽口，调频槽口改变榫头的径向面积实现调频。设置调频槽口即可改变榫头的径向面积以实现对叶片的准确调频，又可有效的减少叶片的重量。本发明专利技术还提供了上述调频槽口尺寸的确定方法及含有该压气机叶片的压气机和燃气轮机。气轮机。气轮机。
【技术实现步骤摘要】
压气机叶片及其调频槽口尺寸的确定方法、压气机和燃气轮机
[0001]本专利技术涉及一种燃气轮机，具体而言，涉及一种压气机叶片及其调频槽口尺寸的确定方法、压气机和燃气轮机。
技术介绍
[0002]压气机中通常包括轮盘和轮盘上设置的叶片，轮盘旋转进而带动叶片转动，以使叶片压缩空气做功。由于叶片设置在轮盘上，当叶片的重量较大时，将导致轮盘的载荷较重，进而影响轮盘的旋转，并且对叶片的固定带来困难。在设计压气机时，需要确保压气机的叶片的各阶频率都不会产生共振，避免产生共振后带来危险。故当初步设计出叶片结构后，通常还需要调节频率。即在设计叶片时需要尽量减少叶片的重量，并且调整叶片的频率、避免共振。
[0003]目前已有在叶片上设置调频的结构以改变叶片频率的方案。如专利CN208900416U中公开了一种用于重型燃气轮机的压气机叶片，包括叶片本体，叶片本体包括叶身、轮缘及榫头，榫头的底部开有用于调节频率的调节盲孔，轮缘的底部开有槽口，槽口内安装有阻尼环。其中榫头的底部上需设置多个调节盲孔、调节盲孔的深度各不相同。该专利通过开设用于调频的调节盲孔，进而能够改变叶片质量及刚度的分度，从而实现调频，避免叶片发生共振现象。但是，该专利并未公开上述盲孔的尺寸、形状如何确定。即该专利只提出了在叶片上设置调节盲孔调整频率的概念，而并未给出如何设置盲孔的具体尺寸，加之调节盲孔对叶身和榫头的刚度属性的影响较小，即无法实现通过盲孔精准地对叶片的频率进行调整。同时，该专利需要设置多个盲孔，导致机构设计比较麻烦，且无法再设计阶段进行定量估计，导致只能通过实验和多次经验确定调频量，无法在设计阶段便实现准确调频。在减重方面，盲孔一般体积较小，无法有效的减少叶片的重量。
[0004]目前有专利如CN111156196A中，在叶片本体内设置有中间金属板，并通过中间金属板构成叶片空腔，所述叶片本体的边缘设置有蒙皮，且所述蒙皮与所述中间金属板连接；所述榫头包括第一对榫齿面和第二对榫齿面，所述第一对榫齿面和第二对榫齿面对称设置，且所述第一对榫齿面和第二对榫齿面相对的内侧榫齿面之间设置有榫头空腔；所述叶片本体与所述榫头连接，且所述榫头空腔与所述叶片空腔连通。即通过将叶片本体和榫头设计为空腔的结构，降低叶片的重量。即全篇只涉及降低叶片重量的内容，并未提及如何调节叶片的频率。综上所述，目前需要一种既可以准确地调整叶片的频率又可以有效减少叶片重量的技术方案。
[0005]鉴于上述技术问题，特提出本专利技术。
技术实现思路
[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种压气机叶片，以解决现有技术中无法既准确调节叶片频率又有效减小叶片质量的问题。
[0007]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种压气机叶片，包括叶片本体，叶片本体包括叶身、缘板和榫头，缘板的上端与叶身相连，缘板的下端与榫头相连，其中榫头包括与缘板相连的第一部分和与第一部分相连的第二部分，榫头还包括在周向方向上开设的调节频率的调频槽口，调频槽口改变榫头的径向面积实现调频。通过设置调频槽口即可改变榫头的径向面积以实现对叶片的准确调频，又可有效的减少叶片的重量。
[0008]进一步的，调频槽口的轴向长度需满足的关系为：调频槽口在轴向上的长度与第二部分在轴向上的长度之和为第一轴向长度，缘板在轴向上的长度为第二轴向长度，第一轴向长度小于第二轴向长度。
[0009]进一步的，第一部分在轴向上的长度为第三轴向长度，第一轴向长度小于或等于第三轴向长度。榫头由第一部分向第二部分收窄，成锥形便于插接在安装叶片的叶片槽中。
[0010]进一步的，第二轴向长度、第三轴向长度和第一轴向长度依次减小。沿向下的方向，缘板、榫头的第一部分、第二部分依次收窄，利于榫头插接在上述叶片槽中，并且利于缘板抵接在叶片槽的顶部固定叶片。
[0011]进一步的，调频槽口的高度应满足以下条件：第二部分的顶面为第二顶面，调频槽口的顶面为第三顶面，第三顶面在径向方向上的高度大于或者等于第二顶面在径向方向上的高度。
[0012]进一步的，第一部分的顶面为第一顶面，第三顶面在径向方向上的高度大于第二顶面在径向方向上的高度，且小于或等于第一顶面在径向方向上的高度。调频槽口还不得沿径向方向高于第一部分。
[0013]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了调频槽口的开槽方式确定为：根据压气机的结构确定初始峰值应力的安全系数K1，并根据安全系数K1确定调频槽口在榫头轴向方向上的位置。
[0014]进一步的，所述调频槽口的开槽尺寸的迭代校核包括：根据所述开槽尺寸重新确定峰值应力的安全系数K2，确定更新阶数和对应的更新频率，并根据所述更新频率与初始频率的差值和所述安全系数K2确定调频结果进而对所述开槽尺寸进行校核；重复上述步骤进行迭代校核。进一步的，调频槽口的开槽尺寸的迭代校核包括：根据开槽尺寸确定更新峰值应力的安全系数K2确定更新阶数和对应的更新频率，并根据更新频率与初始频率的差值和安全系数K2确定调频结果进而对开槽尺寸进行校核；重复上述步骤进行迭代校核。
[0015]进一步的，调频槽口位于榫头在径向方向上远离缘板的一侧。避免调频槽口影响缘板的强度。
[0016]进一步的，调频槽口为在周向方向上贯穿的通槽和/或非贯穿的槽口。
[0017]进一步的，调频槽口位于榫头轴向方向上的中部和/或两侧。
[0018]进一步的，调频槽口的顶面与侧面的交界处为圆弧形状。圆弧形状避免划伤手。
[0019]进一步的，圆弧相对于榫头的垂直中分面呈镜面对称。
[0020]进一步的，位于中部的调频槽口的轴向宽度L大于位于中部的调频槽口的圆弧的半径R1。
[0021]进一步的，位于中部的调频槽口的轴向宽度L大于位于中部的调频槽口的圆弧的半径R1的2倍。
[0022]进一步的，位于两侧的调频槽口的圆弧半径R2大于第四轴向长度，第四轴向长度
为第二轴向长度与榫头的第二部分在轴向上的长度之差的一半。
[0023]进一步的，榫头的截面为倒T型。
[0024]进一步的，第一部分的截面宽度小于第二部分的截面宽度。
[0025]进一步的，调频槽口的数量为1～3个。
[0026]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种如上的压气机叶片中调频槽口尺寸的确定方法，包括以下步骤：
[0027]根据压气机的结构确定初始峰值应力的安全系数K1，并根据安全系数K1确定调频槽口在榫头轴向方向上的位置，从而确定调频槽口的开槽方式；
[0028]确定压气机叶片的调频阶数和调频量，根据调频槽口在榫头轴向方向上的位置、压气机叶片的调频阶数和调频量确定与其对应的开槽尺寸；
[0029]对开槽尺寸进行迭代校核。
[0030]进一步的，开槽方式包括在榫头轴向中部和/或两侧进行开槽，并获得周向方向上的用于调节频率的调频槽口。
[0031]进一步的，对开槽尺寸进行迭代校核，包括：
[0032]根据开槽尺寸，重新确定峰本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种压气机叶片，包括叶片本体，所述叶片本体包括叶身、缘板和榫头，所述缘板的上端与叶身相连，所述缘板的下端与所述榫头相连，其中所述榫头包括与所述缘板相连的第一部分和与所述第一部分相连的第二部分，其特征在于：所述榫头还包括在周向方向上开设的调节频率的调频槽口，所述调频槽口改变所述榫头的径向面积实现调频。2.根据权利要求1所述的压气机叶片，其特征在于，所述调频槽口在轴向上的长度与所述第二部分在轴向上的长度之和为第一轴向长度，所述缘板在轴向上的长度为第二轴向长度，所述第一轴向长度小于第二轴向长度。3.根据权利要求2所述的压气机叶片，其特征在于，所述第一部分在轴向上的长度为第三轴向长度，所述第一轴向长度小于或等于第三轴向长度。4.根据权利要求3所述的压气机叶片，其特征在于，所述第二轴向长度、所述第三轴向长度和所述第一轴向长度依次减小。5.根据权利要求1所述的压气机叶片，其特征在于，所述第二部分的顶面为第二顶面，所述调频槽口的顶面为第三顶面，所述第三顶面在径向方向上的高度大于或者等于第二顶面在径向方向上的高度。6.根据权利要求5所述的压气机叶片，其特征在于，所述第一部分的顶面为第一顶面，所述第三顶面在径向方向上的高度大于第二顶面在径向方向上的高度，且小于或等于第一顶面在径向方向上的高度。7.根据权利要求1～6任一权利要求所述的压气机叶片，其特征在于，所述调频槽口的开槽方式确定为：根据压气机的结构确定初始峰值应力的安全系数K1，并根据所述安全系数K1确定所述调频槽口在所述榫头轴向方向上的位置。8.根据权利要求1～6任一权利要求所述的压气机叶片，其特征在于，所述调频槽口的开槽尺寸确定为：确定调频阶数和调频量、根据所述调频槽口在所述榫头轴向方向上的位置、调频阶数和调频量确定所述调频槽口的尺寸参数，并根据所述尺寸参数确定所述开槽尺寸。9.根据权利要求1～6任一权利要求所述的压气机叶片，其特征在于，所述调频槽口的开槽尺寸的迭代校核包括：根据所述开槽尺寸重新确定峰值应力的安全系数K2，确定更新阶数和对应的更新频率，并根据所述更新频率与初始频率的差值和所述安全系数K2确定调频结果进而对所述开槽尺寸进行校核；重复上述步骤进行迭代校核。10.根据权利要求1～6任一权利要求所述的压气机叶片，其特征在于，所述调频槽口位于所述榫头在径向方向上远离所述缘板的一侧。11.根据权利要求1～6任一权利要求所述的压气机叶片，其特征在于，所述调频槽口为在周向方向上贯穿的通槽和/或非贯穿的槽口。12.根据权利要求1～6任一权利要求所述的压气机叶片，其特征在于，所述调频槽口位于所述榫头轴向方向上的中部和/或两侧。13.根据权利要求12所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹诗彧，安鑫，魏泽明，何柳，
申请(专利权)人：中国联合重型燃气轮机技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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