专利名称：汽轮机围带的阻尼结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽轮机围带，具体涉及该围带的阻尼结构。
背景技术：
汽轮机转子主要由主轴、叶片、叶轮构成，大型汽轮机通常采用自带冠 叶片，该叶片具有叶身、叶根、叶冠，叶根装于叶轮的轮槽内，当所有叶片 装入叶轮后，相邻叶片的叶冠相互接触，组合成圈，构成围带。
转子运转时，叶片将发生振动，产生动应力，危及叶片安全。解决此问 题的技术手段有两个， 一是在叶片结构设计时，避开共振频率，使激振响应
尽量小；二是在相邻叶片叶冠的配合面设阻尼结构，以耗散部分激振力能 量，两个手段同时运用，使叶片的动应力尽量小。围带阻尼结构是槽、块配 合结构，即在叶片叶冠的配合面上开阻尼槽，槽内置入阻尼块，转子运转 时，阻尼块的离心力产生阻尼。
随着单级负荷的不断增大，尤其是大负荷供热汽轮机的问世，出现了超 大负荷级，这些超大负荷级工作时承受着很大的激振力，阻尼件的尺寸也越 来越大。大尺寸的阻尼件必然使叶冠的厚度增加，加厚后的叶冠不仅增加了 动叶片的离心力，而且使叶片的自振频率明显下降，从而增大了叶片振动设 计的难度。因此，如何在尽量不增加叶冠厚度的情况下，通过改进阻尼件自 身的结构，获得所希望的阻尼效果，成为叶片设计界普遍关注的问题。
阻尼值与阻尼块的质量成正比关系，质量越大，离心力即阻尼就越大， 当阻尼块的材料密度确定时，阻尼值就与阻尼块的体积成正比关系。因此， 找到一种阻尼槽、块的几何形状，该几何形状所需的叶冠厚度、轴向宽度与
现有阻尼结构相同，而阻尼块的体积却更大，正是叶片设计人员努力寻求 的。
此前申请人曾发明了一种楔形阻尼槽、块结构(专利号
ZL02222120.4)，具有较好的阻尼效果，但用于超大负荷级时，该阻尼块的 质量仍显得不足，不得不放大尺寸，由此也不得不增大叶冠厚度。
发明内容
本发明的目的，是提供一种围带阻尼结构，与现有阻尼结构相比，该结 构在同样的叶冠厚度和轴向宽度尺寸下，其阻力块的体积更大，因而能够产 生更大的离心力，满足更大负荷级的阻尼要求。
本发明的技术解决方案是
一种汽轮机围带的阻尼结构，具有叶冠的多只叶片装在叶轮上，呈放射 状分布，相邻叶片的叶冠3相互接触，组合成圈，构成围带，在相邻叶片叶冠 3的配合面上设有阻尼槽，该槽内设有阻尼块4;其特征在于，所述阻尼槽是
半圆槽，所述阻尼块4是准半圆柱体，其半径与半圆槽的半径相同；该准半圆
柱体具有两个端平面B1、 B2， 一个缺半圆柱面D， 一个缺直径平面C， 一个缺 平面A，该缺平面A与缺直径平面C垂直相交。
所述缺平面A与缺半圆柱面D的交点的水平夹角P满足如下关系式
Nl:F/sinP (1) N2=F/tgP (2) 式中0-准半圆柱形状阻尼块夹角；
F-准半圆柱形状阻尼块离心力； N1-准半圆柱形状阻尼块B处法向作用力；
N2-准半圆柱形状阻尼块C面法向作用力。 所述夹角e在20。 70°之间。 本发明的技术效果
与楔形阻尼结构相比，在叶冠厚度、轴向宽度相同的情况下，本准半圆
柱阻尼块的体积是前者的it /2倍(约1.57倍)，大约多出57%的离心力，可 以满足超大负荷级的阻尼要求，不必增大叶冠厚度和轴向尺寸。
图l是本发明准半圆柱形阻尼块结构示意图 图2是图1的K向视图
图3是本发明阻尼槽结构及其在叶冠上的位置关系图
图4是图3的M向视图
图5是图4的E-E (旋转)视图
图6是叶冠组合成圈构成围带后的顶视图
图7是图6的W-W视图
图8是准半圆柱阻尼块工作状态受力分析图 图9是准半圆柱阻尼块与楔形阻尼块截面积比较分析图
具体实施例方式
参见图l、图2:准半圆柱阻尼块具有两个平行的端平面Bi、 B2， 一个缺半 圆柱面D, —个缺直径平面C， 一个缺平面A，该缺平面A与缺直径平面G垂直相 交。准半圆柱阻尼块的直径为4>，宽度为L，高度为H，其缺失部分的高度 为h。缺平面A与缺半圆柱面D的交点为b，该交点b与圆心的连线e的水平夹角 为0。
参见图3、图4、图5:叶片由叶根l、叶身2、叶冠3三部分构成，三个部 分是整体结构。阻尼槽设在叶冠的一个配合侧面上，该阻尼槽是半圆槽，其 直径与阻尼块的直径相同。槽口连线(即直径)与转子辐射线重合，槽的轴 向宽度与阻尼块的宽度L适配。
参见图6、图7:当所有叶片装入叶轮后，叶冠3就组合成圈，构成围带， 每相邻两只叶片叶冠3的配合面都有一个阻尼结构，这些阻尼结构在围带内呈 周向均匀分布。
参见图8:阻尼结构的工作原理是转子运转时，准半圆柱阻尼块产生离
心力F，分解成两个分力，艮PC面法向作用力N,、 b处法向作用力N2，并有如下
关系-
Nl二F/sinP (1) N2=F/tg0 (2)
式中0-准半圆柱阻尼块夹角； F-准半圆柱阻尼块离心力； N1-准半圆柱阻尼块B处法向作用力；
N2-准半圆柱阻尼块C面法向作用力。 C面法向作用力&作用于相邻叶片，b处法向作用力N2作用于阻尼块所在叶片。
通过改变e的角度值，调整相邻两叶片之间的作用力，即可改变阻尼大
小， 一般情况夹角e在20。 70°之间。
参见图9:本准半圆柱阻尼块与楔形阻尼块相比，它的横截面积更大。根 据几何关系，半圆柱阻尼块横截面积52=* (忽略缺失部分)，楔形阻尼块 的最大横截面积为^-r2 (忽略缺失部分)，两者之比尝=;=1.57。多出约
50%,在阻尼块的宽度L、材料相同时，其体积、质量、离心力也就是楔形阻 尼块的n/2倍，可以满足超大负荷级的阻尼要求，也就不必增大叶冠厚度和 轴向尺寸。
在具体设计时，根据叶冠厚度确定准半圆柱阻尼块的直径4),根据叶冠 的轴向宽度确定准半圆柱阻尼块的宽度L,然后再根据所需的阻尼值计算出准 半圆柱阻尼块的体积、高度H及角度e。
权利要求
1.一种汽轮机围带的阻尼结构，具有叶冠的多只叶片装在叶轮上，呈放射状分布，相邻叶片的叶冠(3)相互接触，组合成圈，构成围带，在相邻叶片叶冠(3)的配合面上设有阻尼槽，该槽内设有阻尼块(4)；其特征在于，所述阻尼槽是半圆槽，所述阻尼块(4)是准半圆柱体，其半径与半圆槽的半径相同；该准半圆柱体具有两个端平面(B1、B2)，一个缺半圆柱面(D)，一个缺直径平面(C)，一个缺平面(A)，该缺平面(A)与缺直径平面(C)垂直相交。
2.根据权利要求l所述汽轮机围带的阻尼结构，其特征在于，所述缺平 面(A)与缺半圆柱面(D)的交点的水平夹角e满足如下关系式Nl=F/sinP (1) N2=F/tgP (2) 式中e-准半圆柱形状阻尼块夹角；F-准半圆柱形状阻尼块离心力； N1-准半圆柱形状阻尼块B处法向作用力；N2-准半圆柱形状阻尼块C面法向作用力； 所述夹角3在20。 70°之间。
全文摘要
本发明公开一种汽轮机围带阻尼结构，具有叶冠的多只叶片装在叶轮上，呈放射状分布，相邻叶片的叶冠相互接触，组合成圈，构成围带，在相邻叶片叶冠的配合面上设有阻尼槽，该槽内设有阻尼块；阻尼槽是半圆槽，阻尼块是准半圆柱体，其半径与半圆槽的半径相同；该准半圆柱体具有两个端平面，一个缺半圆柱面，一个缺直径平面，一个缺平面，该缺平面与缺直径平面垂直相交。缺平面与缺半圆柱面的交点的水平夹角β满足如下关系式N1＝F/sinβ N2＝F/tgβ，夹角β在20°～70°之间。该结构与现有阻尼结构相比，在同样的叶冠厚度和轴向宽度尺寸下，其阻力块的体积更大，因而能够产生更大的离心力，满足更大负荷级的阻尼要求。
文档编号F01D5/22GK101349170SQ200810046068
公开日2009年1月21日 申请日期2008年9月13日 优先权日2008年9月13日
发明者吴其林, 周振杰, 周显丁, 奇 孙, 曹守洪, 李伯武, 李泽培, 范小平, 谢永慧, 钟刚云 申请人:东方电气集团东方汽轮机有限公司