一种带阻尼结构的工业汽轮机调节级动叶片的制作方法

1.本实用新型涉及汽轮机技术领域，具体涉及一种带阻尼结构的工业汽轮机调节级动叶片。


背景技术：

2.工业汽轮机主要用于驱动压缩机、鼓风机、给水泵等工业领域设备，转速变化范围大，工况复杂。由于工业装置以大型化发展为主及提高压缩机效率的需要，很多压缩机不仅功率大，而且转速高，与其配套的汽轮机也要求高转速，对于采用高压、高温进汽的汽轮机，汽轮机调节级动叶负荷大，工作环境恶劣，动应力很大，容易发生疲劳破坏。对于处于高温区段的调节级动叶片，动应力比静应力的威胁更大，其疲劳强度是调节级动叶片设计的重中之重。
3.基于上述情况，本实用新型提出了一种带阻尼结构的工业汽轮机调节级动叶片，可有效解决以上一种或多种问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种带阻尼结构的工业汽轮机调节级动叶片。
5.本实用新型通过下述技术方案实现：
6.一种带阻尼结构的工业汽轮机调节级动叶片，包括阻尼块和弹簧片；所述阻尼块呈楔形，且所述阻尼块的顶端厚度小于底端厚度；所述弹簧片包括形变部和设置在所述形变部两端的支撑部；所述形变部呈凸起的圆弧状，所述形变部的两端均通过倾斜的过渡部与支撑部连接。
7.优选的，所述阻尼块包括顶面、底面、第一侧面、第二侧面和两个端面；第一侧面与底面之间相互垂直；第二侧面向着第一侧面的方向倾斜设置在底面上；顶面向着底面的方向倾斜设置在第一侧面上。
8.优选的，第二侧面与竖直面的夹角为θ1，θ1＝10
°
～12
°
。
9.优选的，顶面与水平面的夹角为θ2，θ2＝5
°
～7
°
。
10.优选的，所述弹簧片为一体成型，且所述弹簧片的厚度为h1，所述形变部上最高点到所述支撑部底面的距离为h2，h2＝2h1～5h1。
11.一种带阻尼结构的工业汽轮机调节级动叶片，包括叶片、叶轮和上述的阻尼结构；所述叶片包括叶身、叶根以及连接所述叶身和叶根的过渡段，所述叶身顶部设有围带；所述叶轮上开有与所述叶根配合的固定槽。
12.优选的，所述过渡段上设有用于镶嵌阻尼块的楔形槽。
13.优选的，所述阻尼块与楔形槽间隙配合。
14.优选的，所述叶轮的顶面上设有用于限定阻尼块位置的第一限位槽。
15.优选的，所述叶轮的顶面上设有用于镶嵌所述弹簧片的第二限位槽。
16.本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
17.本实用新型的带阻尼结构的工业汽轮机调节级动叶片结构简单，使用方便，通过阻尼块，在叶轮旋转时会因为离心力的作用将叶片紧固，增大叶片阻尼，减少叶片在转动时由于气流的作用而产生的震动，降低叶身及叶根处的动应力；而且通过弹簧片，对叶片在轴向上进行限定，确保叶片不会在周向上产生晃动。
附图说明
18.图1为本实用新型所述阻尼块的结构示意图；
19.图2为本实用新型所述弹簧片的结构示意图；
20.图3为本实用新型所述阻尼块的受力示意图；
21.图4为本实用新型的结构示意图；
22.图5为本实用新型的截面示意图；
23.图6为本实用新型另一截面的结构示意图。
具体实施方式
24.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施例对本实用新型的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
25.实施例：
26.如图1至6所示，本实用新型提供了一种带阻尼结构的工业汽轮机调节级动叶片，包括阻尼块1和弹簧片2；所述阻尼块1呈楔形，且所述阻尼块1的顶端厚度小于底端厚度；所述弹簧片2包括形变部22和设置在所述形变部22两端的支撑部21；所述形变部22呈凸起的圆弧状，所述形变部22的两端均通过倾斜的过渡部23与支撑部21连接。
27.本实用新型通过所述阻尼块1，在叶轮4旋转时会因为离心力的作用将叶片3紧固，增大叶片阻尼，减少叶片3在转动时由于气流的作用而产生的震动，降低叶身及叶根处的动应力；而且通过所述弹簧片2，对叶片3在轴向上进行限定，确保叶片不会在轴向上产生晃动。
28.进一步地，所述阻尼块1包括顶面、底面、第一侧面、第二侧面和两个端面；第一侧面与底面之间相互垂直；第二侧面向着第一侧面的方向倾斜设置在底面上；顶面向着底面的方向倾斜设置在第一侧面上。
29.进一步地，第二侧面与竖直面的夹角为θ1，θ1＝10
°
～12
°
。
30.如图3所示，阻尼块1的第二侧面和第一侧面的正压力分别为n1和n2，摩擦力f1和f2，摩擦系数为μ，阻尼块1的离心力为f，则对正压力n1如式(9-1)：
[0031][0032]
正压力n1沿周向的分量为,此周向力的大小直接影响阻尼块1的阻尼效果，故需尽量使正压力n1的周向分量较大，如式(9-2)：
[0033][0034]
二者之间的摩擦系数μ由材质决定，若叶片与阻尼块为不锈钢材质，则μ＝0.3～0.4。离心力f的大小由阻尼块1的尺寸决定，为使n1c尽量大，需使上式中的分母尽量小，为使分母小于1：即如式(9-3)：
[0035][0036]
则θ1必须小于13.4
°
，才能有效保障式(9-3)中的分母小于1。过小容易导致摩擦力太小。则θ1的取值为10
°
～12
°
较为合理。
[0037]
进一步地，顶面与水平面的夹角为θ2，θ2＝5
°
～7
°
。
[0038]
将所述顶面倾斜设置，可以较好的避免阻尼块1在向外移动的过程中与叶片3产生冲击，延长使用寿命。
[0039]
进一步地，所述弹簧片2为一体成型，且所述弹簧片2的厚度为h1，所述形变部21上最高点到所述支撑部22底面的距离为h2，h2＝2h1～5h1。
[0040]
采用一体成型具有更好的结构强度以及缓震性能。
[0041]
h2＝2h1～5h1，较好的控制所述弹簧片2的压缩距离不会超过所述弹簧片2结构所能承受压缩范围，避免所述弹簧片2受损，提高缓震性能。
[0042]
所述弹簧片2的长度为l1为5～9mm，宽度为w为3.0～6.0mm。
[0043]
如图1至6所示，本实用新型提供了带阻尼结构的工业汽轮机调节级动叶片，包括叶片3、叶轮4和上述的阻尼结构；所述叶片3包括叶身31、叶根32以及连接所述叶身31和叶根32的过渡段33，所述叶身31顶部设有围带；所述叶轮4上设有与所述叶根32配合的固定槽。
[0044]
所述叶片3上还设有配合形变部22的定位槽，可对所述叶片3在轴向方向上起到定位作用。
[0045]
进一步地，所述过渡段33上设有用于镶嵌阻尼块1的楔形槽34。
[0046]
通过所述楔形槽34，更好的与所述阻尼块1配合，保证所述阻尼块1在离心力的作用下往外移动时，可以较好的对叶片3起到紧固作用，减少叶片3的震动。
[0047]
进一步地，所述阻尼块1与楔形槽34间隙配合。
[0048]
采用间隙配合，便于所述阻尼块1移动。
[0049]
所述阻尼块1在所述楔形槽34内与相邻叶片3的间隙d为0.12～0.21mm，两个所述叶片3之间的距离为e为0.00～0.05mm。
[0050]
进一步地，所述叶轮4的顶面上设有用于限定阻尼块1位置的第一限位槽42。
[0051]
所述第一限位槽42与阻尼块1之间也采用间隙配合。
[0052]
所述阻尼块1的两端到所述第一限位槽42侧壁的距离均为a，a为0.1～0.15mm，所述阻尼块1在所述第一限位槽42内径向上的移动距离c为0.45～0.6mm。
[0053]
进一步地，所述叶轮4的顶面上设有用于镶嵌所述弹簧片2的第二限位槽43。
[0054]
所述弹簧片2的两端与所述第二限位槽43之间留有空隙，便于所述弹簧片2在受到压力时向两端伸展，起到更好的减震效果。
[0055]
所述弹簧片2的两端到所述第一限位槽42侧壁的距离均b为0.15～0.25mm。
[0056]
依据本实用新型的描述及附图，本领域技术人员很容易制造或使用本实用新型的带阻尼结构的工业汽轮机调节级动叶片，并且能够产生本实用新型所记载的积极效果。
[0057]
如无特殊说明，本实用新型中，若有术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此本实用新型中描述方位或位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合附图，并根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0058]
除非另有明确的规定和限定，本实用新型中，若有术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0059]
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。