【技术实现步骤摘要】
本技术涉及汽轮机，具体为一种用于高转速汽轮机的四叉形叶片。
技术介绍
1、目前高转速发电用汽轮机能提效降本，是小功率汽轮机的主流风向，但叶片离心力与转速的平方成正比，高转速汽轮机叶片相比于常规发电3000转/分钟的叶片对叶根强度要求更高。选用更宽更大的叶根能满足高转速叶片强度要求，但叶根轴向宽度增加会导致级内间距增加，级效率降低，同时也会增加动叶片和轮缘的材料成本。
2、高转速汽轮机在实际工作中，大负荷叶片的叉形叶根销钉存在承载能力不足以及承载不均匀，无法保证叶片的安全性的问题，因此，有必要设计出不影响效率并能大幅度提高强度的四叉形叶片，从而提高销钉承载能力，增强叶根强度。
技术实现思路
1、为解决高转速汽轮机大负荷叶片的四叉形叶片的叶根销钉承载能力不足，无法保证叶片的安全性的问题，进而提供一种用于高转速汽轮机的四叉形叶片，通过以下技术方案得以实现：
2、一种用于高转速汽轮机的四叉形叶片，包括有拉筋、叶身、叶根叶片中间体、叶根、销钉和轮缘，所述叶身上设置有拉筋，所述叶根为四叉形叶根，叶根的叉齿宽度不均匀，所述叶根通过销钉安装在轮缘上，所述轮缘上设置有与叶根的叉齿嵌合的卡槽，轮缘通过卡槽与叶根的叉齿连接，所述销钉安装于轮缘侧面并穿设在叶根内。
3、进一步的，所述叶根叶片中间体宽度设置为b，所述叶根的4个叉齿的总宽度不超过0.7*b。
4、进一步的，所述叶根中间两个叉齿的宽度均不小于0.07*b。
5、进一步的，所述叶根每叉齿
6、进一步的，所述叶根的4个叉齿的宽度分布与所述叶根叶片中间体以上部分的重心相关，从所述叶身的进汽边到所述叶身的出汽边方向看所述叶根的4个叉齿宽度依次设置为p1、p2、p3、p4，所述叶根叶片中间体宽度为b，当所述叶根叶片中间体以上部分的重心辐射线与所述叶根叶片中间体的中心线重合时，中间第一个叉齿的宽度p2与中间第二个叉齿的宽度p3相等，外侧第一个叉齿的宽度p1与外侧第二个叉齿的宽度p4相等，同时1.1*p2≤p1≤1.6*p2且0.12*b≤p2≤0.15*b。
7、进一步的，从所述叶身的进汽边到所述叶身的出汽边方向看所述叶根的4个叉齿宽度依次为p1、p2、p3、p4，所述叶根叶片中间体宽度为b，当所述叶根叶片中间体以上部分的重心辐射线与所述叶根叶片中间体的中心线不重合且偏心距离不超过0.01*b时，中间第一个叉齿的宽度p2与中间第二个叉齿的宽度p3相等，外侧第一个叉齿的宽度p1与外侧第二个叉齿的宽度p4不相等，当所述叶根叶片中间体以上部分的重心辐射线偏向所述叶身的进汽边，则p4=0.88*p1，1.1*p2≤p1≤1.6*p2且0.12*b≤p2≤0.15*b；当所述叶根叶片中间体以上部分的重心辐射线偏向所述叶身的出汽边，则p1=0.88*p4，1.1*p2≤p4≤1.6*p2且0.12*b≤p2≤0.15*b。
8、进一步的，从所述叶身的进汽边到所述叶身的出汽边方向看所述叶根的4个叉齿宽度依次为p1、p2、p3、p4，所述叶根叶片中间体宽度为b，当所述叶根叶片中间体以上部分的重心辐射线与所述叶根叶片中间体的中心线不重合且偏心距离超过0.01*b时，中间第一个叉齿的宽度p2与中间第二个叉齿的宽度p3不相等，外侧第一个叉齿的宽度p1与外侧第二个叉齿的宽度p4不相等，当所述叶根叶片中间体以上部分的重心辐射线偏向所述叶身的进汽边，则p4=0.88*p1，p3=0.83*p2，1.1*p2≤p1≤1.6*p2且0.12*b≤p2≤0.15*b；当所述叶根叶片中间体以上部分的重心偏向所述叶身的出汽边，则p1=0.88*p4，p2=0.83*p3，1.1*p2≤p4≤1.6*p2且0.12*b≤p3≤0.15*b。
9、进一步的，所述拉筋设置于叶身工作高度的2/3处，所述拉筋呈截椎体状。
10、进一步的，所述叶根叶片中间体呈梯形凸台状，且叶根叶片中间体的背侧设置有梯形凹槽，便于相邻两个叶片的一体装配。
11、进一步的，所述轮缘与叶根均开设有轴向通孔，所述销钉安装于轴向通孔内。
12、本技术的有益效果主要体现在：
13、1）通过对叶根每叉齿宽度的最优比例和尺寸设置，利用有限元优化分析，在保持叶根叶片中间体宽度尺寸、销钉直径和位置不变的情况下，四叉形叶根和轮缘叶片峰值应力最小，销钉受力均匀，与原始每叉齿宽度均布的叶根叶片相比，极大地提高了叶根强度，延长了叶片使用寿命，起到降本增效的效果；
14、2）同时，当叶根每叉齿间隙宽度设置为一致时，便于降低叶根和轮缘的卡槽的加工时间，节约时间成本；
15、3）而截椎体状的拉筋，有利于减少叶片运行时的振动和应力，进一步延长叶片使用寿命；
16、4）此外，叶根叶片中间体呈梯形凸台状保留叶片底部截面的出汽边，且叶根叶片中间体背侧有梯形凹槽有利于相邻叶片的装配，此结构对于大安装角的叶片既保留了叶片的气动性能又便于安装。
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1.一种用于高转速汽轮机的四叉形叶片，包括有拉筋（1）、叶身（2）、叶根叶片中间体（3）、叶根（4）、销钉（5）和轮缘（6），其特征在于：所述叶身（2）上设置有拉筋（1），所述叶根（4）为四叉形叶根，叶根（4）的叉齿宽度不均匀，所述叶根（4）通过销钉（5）安装在轮缘（6）上，所述轮缘（6）上设置有与叶根（4）的叉齿嵌合的卡槽，轮缘（6）通过卡槽与叶根（4）的叉齿连接，所述销钉（5）安装于轮缘（6）侧面并穿设在叶根（4）内。
2.根据权利要求1所述的一种用于高转速汽轮机的四叉形叶片，其特征在于：所述叶根叶片中间体（3）宽度设置为B，所述叶根（4）的4个叉齿的总宽度不超过0.7*B。
3.根据权利要求2所述的一种用于高转速汽轮机的四叉形叶片，其特征在于：所述叶根（4）中间两个叉齿的宽度均不小于0.07*B。
4.根据权利要求1所述的一种用于高转速汽轮机的四叉形叶片，其特征在于：所述叶根（4）每叉齿之间的间隙宽度均匀。
5.根据权利要求1所述的一种用于高转速汽轮机的四叉形叶片，其特征在于：所述叶根（4）的4个叉齿的宽度分布与所述叶根叶片中
6.根据权利要求1所述的一种用于高转速汽轮机的四叉形叶片，其特征在于：从所述叶身（2）的进汽边到所述叶身（2）的出汽边方向看所述叶根（4）的4个叉齿宽度依次为P1、P2、P3、P4，所述叶根叶片中间体（3）宽度为B，当所述叶根叶片中间体（3）以上部分的重心辐射线与所述叶根叶片中间体（3）的中心线不重合且偏心距离不超过0.01*B时，中间第一个叉齿的宽度P2与中间第二个叉齿的宽度P3相等，外侧第一个叉齿的宽度P1与外侧第二个叉齿的宽度P4不相等，当所述叶根叶片中间体（3）以上部分的重心辐射线偏向所述叶身（2）的进汽边，则P4=0.88*P1，1.1*P2≤P1≤1.6*P2且0.12*B≤P2≤0.15*B；当所述叶根叶片中间体（3）以上部分的重心辐射线偏向所述叶身（2）的出汽边，则P1=0.88*P4，1.1*P2≤P4≤1.6*P2且0.12*B≤P2≤0.15*B。
7.根据权利要求1所述的一种用于高转速汽轮机的四叉形叶片，其特征在于：从所述叶身（2）的进汽边到所述叶身（2）的出汽边方向看所述叶根（4）的4个叉齿宽度依次为P1、P2、P3、P4，所述叶根叶片中间体（3）宽度为B，当所述叶根叶片中间体（3）以上部分的重心辐射线与所述叶根叶片中间体（3）的中心线不重合且偏心距离超过0.01*B时，中间第一个叉齿的宽度P2与中间第二个叉齿的宽度P3不相等，外侧第一个叉齿的宽度P1与外侧第二个叉齿的宽度P4不相等，当所述叶根叶片中间体（3）以上部分的重心辐射线偏向所述叶身（2）的进汽边，则P4=0.88*P1，P3=0.83*P2，1.1*P2≤P1≤1.6*P2且0.12*B≤P2≤0.15*B；当所述叶根叶片中间体（3）以上部分的重心偏向所述叶身（2）的出汽边，则P1=0.88*P4，P2=0.83*P3，1.1*P2≤P4≤1.6*P2且0.12*B≤P3≤0.15*B。
8.根据权利要求1所述的一种用于高转速汽轮机的四叉形叶片，其特征在于：所述拉筋（1）设置于叶身（2）工作高度的2/3处，所述拉筋（1）呈截椎体状。
9.根据权利要求1所述的一种用于高转速汽轮机的四叉形叶片，其特征在于：所述叶根叶片中间体（3）呈梯形凸台状，且叶根叶片中间体（3）的背侧设置有梯形凹槽，便于相邻两个叶片的一体装配。
10.根据权利要求1所述的一种用于高转速汽轮机的四叉形叶片，其特征在于：所述轮缘（6）与叶根（4）均开设有轴向通孔，所述销钉（5）安装于轴向通孔内。
...【技术特征摘要】
1.一种用于高转速汽轮机的四叉形叶片，包括有拉筋（1）、叶身（2）、叶根叶片中间体（3）、叶根（4）、销钉（5）和轮缘（6），其特征在于：所述叶身（2）上设置有拉筋（1），所述叶根（4）为四叉形叶根，叶根（4）的叉齿宽度不均匀，所述叶根（4）通过销钉（5）安装在轮缘（6）上，所述轮缘（6）上设置有与叶根（4）的叉齿嵌合的卡槽，轮缘（6）通过卡槽与叶根（4）的叉齿连接，所述销钉（5）安装于轮缘（6）侧面并穿设在叶根（4）内。
2.根据权利要求1所述的一种用于高转速汽轮机的四叉形叶片，其特征在于：所述叶根叶片中间体（3）宽度设置为b，所述叶根（4）的4个叉齿的总宽度不超过0.7*b。
3.根据权利要求2所述的一种用于高转速汽轮机的四叉形叶片，其特征在于：所述叶根（4）中间两个叉齿的宽度均不小于0.07*b。
4.根据权利要求1所述的一种用于高转速汽轮机的四叉形叶片，其特征在于：所述叶根（4）每叉齿之间的间隙宽度均匀。
5.根据权利要求1所述的一种用于高转速汽轮机的四叉形叶片，其特征在于：所述叶根（4）的4个叉齿的宽度分布与所述叶根叶片中间体（3）以上部分的重心相关，从所述叶身（2）的进汽边到所述叶身（2）的出汽边方向看所述叶根（4）的4个叉齿宽度依次设置为p1、p2、p3、p4，所述叶根叶片中间体（3）宽度为b，当所述叶根叶片中间体（3）以上部分的重心辐射线与所述叶根叶片中间体（3）的中心线重合时，中间第一个叉齿的宽度p2与中间第二个叉齿的宽度p3相等，外侧第一个叉齿的宽度p1与外侧第二个叉齿的宽度p4相等，同时1.1*p2≤p1≤1.6*p2且0.12*b≤p2≤0.15*b。
6.根据权利要求1所述的一种用于高转速汽轮机的四叉形叶片，其特征在于：从所述叶身（2）的进汽边到所述叶身（2）的出汽边方向看所述叶根（4）的4个叉齿宽度依次为p1、p2、p3、p4，所述叶根叶片中间体（3）宽度为b，当所述叶根叶片中间体（3）以上部分的重心辐射线与所述叶根叶片中间体（3）的中心线不重合且偏心距离不超过0.01*b时，...
【专利技术属性】
技术研发人员：董洪潮，魏双，赵帅，杨晓锋，杨世华，刘成成，邱卫强，
申请(专利权)人：杭州中能透平机械装备股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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