全速机组超长钢制叶片的开发

介绍了采用自带围带加一道联接件的全速机组超长钢制末级长叶片结构,该长叶片除了具有良好的经济性以外,还具有很好的强度,振动特性,对大功率机组低压部分的开发起到良好的先导作用。

单叶片强度分析及整圈叶片动频计算

根据国内外同行多年设计经验,综合考虑安全性、经济性与工艺性,设计了1200mm长叶片的结构。在此基础上,应用有限元方法,建立了单叶片的有限元模型,在3300 r/min超速运行条件下,分析了叶片的静应力。计算结果表明,在超速情况下叶片强度是安全的;应用有限元商用软件ANSYS,采用接触边界法,建立了整圈叶片模型,计算了整圈叶片的动频率,得到叶轮的三重点共振转速M3为2802 r/min,由于叶片的工作转速为2820 r/min^3 090r/min,因此在该区间无三重点共振,叶片振动是安全的。

1200mm叶片的非线性摩擦减振特性

根据国内外同行多年设计经验,综合考虑安全性、经济性与工艺性,设计了1200mm长叶片的结构,其中静叶为变截面空间三维弯扭联合成型叶片;动叶为考虑大变形、附加动应力最小的变截面空间反扭成型叶片;动叶的拉筋和围带设计成自带凸台拉筋和自带围带整圈软联接;叶根方案确定为斜四齿枞树型。在此基础上采用固定界面模态综合法计算了整圈叶片的非线性振动响应。设计与计算结果表明:采用自带凸台拉筋和自带围带整圈软联接结构形式的1200mm长叶片,在外激振力作用下,具有良好的摩擦减振性能。