某汽轮机弱刚性枞树形叶根大叶片质量改进研究

弱刚性枞树形叶根大叶片在转子装配时,经常发生围带、凸台等位置装配间隙超差。由于末级叶片具有尺寸长、重量大、刚性弱等特点,加工过程中会产生较大变形,保证最终的装配质量是一项非常大的挑战。文章主要以东汽自主设计的某弱刚性枞树形叶根大叶片为改进研究对象,采用精益方法,探索出该类型叶片更为合理可靠的加工方法,以提升产品质量。

枞树形榫结构参数对应力的影响

航空发动机枞树形榫结构在工作时的应力状态较复杂,容易发生疲劳破坏。本文通过有限元分析研究拉削角、楔形角、接触长度对榫结构应力的影响,为榫结构的设计和优化提供参考。根据四齿枞树形榫结构的几何特点,提取典型设计参数建立枞树形榫结构的参数化模型;考虑榫结构在实际工作中的受载形式及温度的影响,采用三维接触分析方法建立枞树榫结构热-力耦合分析流程;通过调整拉削角、楔形角和接触线长度的取值,计算榫齿接触区域应力分布情况,得到各设计参量对结构应力的影响规律。结果表明:拉削角增大会导致榫槽局部应力集中加剧以及榫头两侧榫齿应力差值增大,楔形角增大会导致榫头榫槽承担的应力载荷增加,接触长度增大会导致接触应力减小;航空发动机枞树形榫结构在设计时,拉削角在20°以下,楔形角18°、20°为宜,接触长度应适当增大。

枞树形榫联接结构参数选取及其与应力的关系

论述了榫联接结构的设计特点及要求,特别是对枞树型榫联接的设计特点及榫联接结构的失效模式和振动问题进行了详细介绍。通过算例对枞树型榫头的结构参数与应力关系进行了分析,揭示了榫联接压力角,楔形角,齿形角与剪切应力、挤压应力、弯曲应力的相互关系,可为合理选择几何尺寸提供参考。结果表明:楔形角30°适宜,压力角适当大点,齿形角45°～55°适宜。

轴向插装枞树形叶根成组叶片切向B0型振动特性的研究

采用三维 8节点非协调有限法和应变遥测法 ,对轴向插装枞树形叶根成组叶片的振动特性进行计算分析和实验研究。计算和实验发现 ,由N个叶片组成的叶片组出现了叶根参与振动和叶根不参与振动的两种形式 ,共 2倍的N -1个切向B0 型振动模态 ,而且叶根参与振动的切向B0 型振动频率远低于叶根不参与振动的情况。不同于目前文献对叶片组切向B0 型振动的描述。这种现象在叶片设计和事故分析中是值得注意的。

枞树形榫连结构接触应力的有限元分析及建模研究

采用有限元法对赫兹接触问题进行了分析,计算结果同解析解吻合很好,进而明确了有限元法求解接触问题的一般流程及难点。以某发动机涡轮盘三齿枞树形榫齿/榫槽连接结构作为研究对象,分析其接触应力。计算结果表明,接触区边缘存在较高的应力梯度,接触应力的有限元解同网格疏密度密切相关。通过建立一系列不同密度网格模型开展了有限元建模研究,以改善接触应力的求解精度,同时得出了一些具有工程指导意义的结论。

枞树形叶根榫槽的拉削加工

通过对枞树形叶根榫槽拉削加工的工艺方法和拉削参数的介绍,探讨其对枞树形叶根榫槽质量的影响。

透平机械枞树形叶根轮缘优化方法研究

枞树形叶根广泛应用于燃气轮机和大功率蒸汽轮机叶片,叶根的结构在一定程度上影响着整个叶片的安全性。本文基于参数化语言APDL,利用有限元软件ANSYS对具有复杂三维接触的枞树形叶根轮缘进行优化。以接触面倾斜角为优化变量,首先采用随机搜索方法得到较小的合理解范围,然后使用零阶算法和一阶算法分别进行优化分析,得到了接触面倾角最优值,使叶根轮缘的最大等效应力最小。优化结果表明在本研究中,初值对零阶算法影响不大,对一阶算法的收敛存在一定影响。通过优化前后结果对比,发现当接触面倾角从初始设计的25°变为最优值40.75°时,叶根及轮缘的最大等效应力分别减少了0.82%和11.2%。本文方法可以为枞树形叶根轮缘部分设计提供理论支持和基础数据。

某型燃气轮机枞树形榫接结构多齿形参数优化分析

在某型燃气轮机改型设计中发现,涡轮采用的3齿枞树形榫接结构应力集中严重,为避免榫齿出现裂纹、榫头断裂等故障,并降低峰值应力,延长使用寿命,对其形状进行优化设计。分析发现,相同的齿形参数无法获得满意的优化结果,因此,对每对榫齿采用不同的齿形参数进行2维参数化建模。通过试验设计方法,选取对最大当量应力影响较大的参数作为设计变量并进行优化。在满足约束的条件下,获得优化设计结果。结果表明:优化使最大当量应力降低19.93%,各齿应力分布更加均匀。该设计方法确实能提升榫接结构的优化潜力,对其设计与优化具有一定参考价值。

工业汽轮机枞树形叶根的断裂事故研究

本文首先简单介绍了KT1501及CN301两台机组参数,断裂叶片的几何参数,应力水平和事故情况;然后较详细地介绍了CN301叶片事故的处理进程,在这基础上。

枞树形叶根柔度系数的有限元计算及试验

利用有限无法计算了汽轮机叶片枞树形叶根的柔度系数,测试了其中主要的一个叶根柔度系数;计算了考虑叶根柔度影响的叶片固有频率并与实测值进行比较,讨论了叶根柔度系数对高刚度叶片固有频率的影响。

261P涡轮增压器叶片枞树形榫齿深磨试验研究

本文论述了用深切缓进给磨削工艺加工261P 涡轮增压器叶片枞树形榫齿的试验研究。用正交试验法优化工艺参量,用夹丝法及顶丝法半人工热电偶测出磨削区及工件表层温度分布曲线。磨削后试件精度合乎图纸设计要求;磨后表面层内应力状态及数值均较理想,硬化层浅,表面粗糙度值低。

一米长叶片枞树形叶根强度试验研究

一米长叶片为东汽厂30万千瓦汽轮机的关键零件。其叶根型式采用直线枞树型,是一种新设计的叶根。为此,对其作了不少的试验研究工作,如有限元计算、光弹性试验、金属模型试验等。为了更进一步确保其安全性,确认其最终的极限承载能力,最后还进行了全尺寸的实物叶根试验。

枞树形榫槽拉刀的磨削制造

枞树形榫槽拉刀的磨削制造贵阳工具厂（５５０００３）罗颖在航机、风机、汽轮机行业中，叶片连接的方式为榫槽连接，榫槽形状复杂，技术要求高，其制造方式为成形拉削，其中，拉刀的设计、制造及拉削参数的选择对榫槽加工精度的影响相当大。本文着重讨论榫槽拉刀的制造问...

基于3.2M滚齿机的枞树形叶根槽的加工

对3.2M滚齿机进行技术改进,定制科学的加工方案并进行工艺试验,完成了整锻式转子轮盘上枞树形叶根槽的加工,为枞树形叶根槽在滚齿机上的加工积累了经验。

155MW汽轮机低压整锻转子枞树形轮槽加工

对155MW双抽汽轮机低压转子枞树型轮槽在国产通用数控卧式镗床上加工的可行性进行了工艺论证,并给出了枞树型轮槽加工的具体工艺方法;同时提出了几种提高加工过程中可靠性的工艺措施;保证了枞树型轮槽加工精度,各项技术参数均满足设计技术要求。

枞树型叶片不同振型动应力分析

本文以高转速工业汽轮机枞树形叶根长叶片为例,对其在运行转速范围内的振动特性和不同谐波交点下的响应进行了计算,得到了叶片模型在不同节径和阶次振型下的动应力分布。结果表明叶片模型的一阶家族振型以切向为主,且响应明显,最大响应位于叶根内弧外侧颈部靠出汽侧区域,高节径振型的响应比低节径小;二阶家族振型以叶身的弯扭振动为主,各部位的响应均非常小。

枞树型轮槽加工用中心架整体结构力学分析

为缓解生产压力,设计了刨台铣加工转子枞树型叶根槽用中心架。为验证设计可靠性,本文采用有限元软件ANSYS Workbench建立了中心架整体的有限元模型,并进行了静力学分析和有预应力的模态分析,得到了应力分布、变形情况,以及前六阶固有频率和振型。结果表明:中心架的刚度、强度和振动稳定性符合设计要求。

枞树型榫槽拉刀的设计与修正

汽轮机,燃气轮机叶轮枞树形叶根槽的加工是难度较大的加工项目。本文通过实例,提出了改进粗拉刀具的刃齿形状,来保证精拉时刃齿各部分具有相同的加工余量,以此达到提高加工质量的目的。文中还给出了改进刀具刃齿参数的数值计算。

考虑制造偏差的高温叶片热弹性接触应力研究

枞树型叶根广泛应用于燃气轮机和大功率蒸汽轮机叶片,其可靠性严重影响着叶片的安全运行。采用三维热弹性有限元分析技术建立了仅考虑离心力载荷及综合考虑离心力和温度载荷的数值模型,对4种不同的叶根轮缘接触面制造偏差状况下叶根应力进行了详细分析,发现常温下设计良好的枞树型叶根轮缘,在高温下由于热胀导致的变形,将使叶根承载分布不均,从而产生很大的应力,并且应力状况也随着制造偏差而不同。所以在设计高温级叶片枞树型叶根型线时,需要综合考虑叶根的制造偏差以及工作状态下的承载情况进行安全性校核。

圆铣叶片汽道夹具设计

介绍了一种数控机床加工枞树形叶片汽道夹具的设计方法和关键要点。