一种大型汽轮机动叶片叶根及其轮槽型线制造技术

本发明专利技术公开了一种大型汽轮机动叶片叶根，属于汽轮机的技术领域，包括叶根本体，所述叶根本体呈枞树形结构，且叶根本体上沿其根部平台至底部方向按一定规律分布有第一对齿、第二对齿、第三对齿和第四对齿，相邻两对齿之间平滑过渡连接；所述叶根本体的根部平台与第一对齿之间设有第一过渡部，叶根本体的底部与第四对齿之间设有第二过渡部，通过对其长度尺寸相对值进行优化设计，单只叶片承载能力达1000吨或1000吨以上；使该动叶片叶根具备更强的承载能力，并解决了各齿应力分布不均匀及局部应力集中过大等问题。

Blade root and groove profile of a large turbine blade

【技术实现步骤摘要】
一种大型汽轮机动叶片叶根及其轮槽型线
本专利技术属于汽轮机的
，具体而言，涉及一种大型汽轮机动叶片叶根及其轮槽型线。
技术介绍
现有3000r/min火电汽轮机末级叶片叶根轮槽型线设计虽然具有大承载能力，但还没有达1000吨或1000吨以上承载能力，不能满足更长叶片设计要求。目前已知的世界各大汽轮机制造厂设计的3000r/min长叶片系列中：如GE公司拥有的48〞钢叶片、国内目前投运的3000r/min国产长叶片1200mm等火电钢制叶片，叶片有效高度都低于55英寸，离心力都没达到或超过1000吨。
技术实现思路
鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种大型汽轮机动叶片叶根及其轮槽型线以达到动叶叶片具备更强的承载能力，并解决叶根轮槽型线中各齿应力分布不均匀及局部应力集中过大的问题。本专利技术所采用的技术方案为：一种大型汽轮机动叶片叶根，包括叶根本体，所述叶根本体呈枞树形结构，且叶根本体上沿其根部平台至底部方向依次分布有第一对齿、第二对齿、第三对齿和第四对齿，相邻两对齿之间平滑过渡连接；所述叶根本体的根部平台与第一对齿之间设有第一过渡部，叶根本体的底部与第四对齿之间设有第二过渡部，以解决枞树形结构的叶根本体中各齿的载荷分布不均匀性。进一步地，所述第一过渡部包括直线段和曲线段，所述曲线段的曲率半径沿叶根本体的根部平台至其底部方向呈由大变小的趋势，且曲线段由两段圆弧光滑连接而成，能够解决叶根本体的第一对齿的过渡部位在超大离心力作用下的应力集中系数过大情况。进一步地，所述第二过渡部包括依次平滑连接的A圆弧段、B圆弧段和C圆弧段，所述A圆弧段的曲率半径为RM1、B圆弧段的曲率半径为RM2以及C圆弧段的曲率半径为RM3，且满足RM1<RM2<RM3，且比例关系为：RM1：RM2：RM3＝1：1.27：2.33，通过增大应力集中区域的曲率半径，降低其应力集中系数，使得第二过渡部的应力大幅下降，且不超过材料的许用值。进一步地，所述第一对齿、第二对齿、第三对齿和第四对齿均包括两对称设置的工作齿，相邻两工作齿的工作面之间的距离相等并设为DB；各所述工作齿的高度相等并设为DA，且满足DA：DB＝1：2.35，以满足各工作齿的工作面的挤压应力条件。进一步地，相邻两工作齿的工作面之间通过非工作面过渡连接，且该非工作面两端的过渡圆角半径为Rr，且满足Rr：DA＝1：1.98，以实现叶根本体的齿拉伸(或弯曲)应力集中系数降低25％。进一步地，各所述工作齿的工作面的倾角为45°，以满足叶根本体中各工作齿的弯曲应力满足强度设计要求。进一步地，各所述工作齿的工作面与其相邻的非工作面之间为楔角，该楔角为24°～40°，各个对齿的作用力分布和根部连接的应力影响不大，不会超过材料的许用值。本专利技术还提供了一种大型汽轮机动叶片的轮槽型线，该轮槽型线与上述任意一项所述的叶根本体相匹配，且叶根本体与轮槽型线之间分布有多个不同间隙范围。进一步地，所述轮槽型线与所述叶根本体的根部平台之间的间隙为A1＝0.359～0.585mm；所述轮槽型线与所述叶根本体中各对齿的工作面之间的间隙为B1＝0～0.04mm；所述轮槽型线与所述叶根本体的底部之间的间隙为F1＝0.409～0.635mm；所述轮槽型线与所述叶根本体中各对齿的非工作面之间的间隙分别为C1＝0.372～0.58mm、D1＝0.401～0.603mm和E1＝0.401～0.603mm。本专利技术的有益效果为：1.采用本专利技术提供的大型汽轮机动叶片叶根及其轮槽型线，通过对其长度尺寸相对值进行了优化设计，使之具备更强的承载能力，单只叶片承载能力达1000吨或1000吨以上；该动叶片叶根具备更强的承载能力，并解决了各齿应力分布不均匀及局部应力集中过大等问题。附图说明图1是本专利技术提供的大型汽轮机动叶片叶根的基本结构尺寸示意图；图2是本专利技术提供的大型汽轮机动叶片的轮槽型线中叶根本体与轮槽型线之间的匹配关系图；附图中标注如下：D圆弧段的半径-RN2，E圆弧段的半径-RN1，过渡圆角半径-Rr，叶根平台的根部节距-T0，叶根本体的顶端处节距-TA，叶根本体的理论高度-H，叶根本体的有效高度-H1，工作齿高度-DA，相邻两对齿的工作面之间的距离-DB，第一对齿的工作面节距-DA1，第二对齿的工作面节距-DA2，第三对齿的工作面节距-DA3，第四对齿的工作面节距-DA4，A圆弧段的半径-RM1，B圆弧段的半径-RM2，C圆弧段的半径-RM3。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，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，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。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专利技术中的具体含义；实施例中的附图用以对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。实施例1如图1所示，在本实施例中具体提供了一种大型汽轮机动叶片叶根，包括叶根本体，将该叶根本体设为呈枞树形结构，且叶根本体上沿其根部平台至底部方向依次分布有第一对齿、第二对齿、第三对齿和第四对齿，相邻两对齿之间平滑过渡连接，以解决枞树形结构的叶根本体中各齿的载荷分布不均匀性。根据齿的载荷分布的不均匀系数的变化，与相互接触的齿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大型汽轮机动叶片叶根，包括叶根本体，其特征在于，所述叶根本体呈枞树形结构，且叶根本体上沿其根部平台至底部方向依次分布有第一对齿、第二对齿、第三对齿和第四对齿，相邻两对齿之间平滑过渡连接；所述叶根本体的根部平台与第一对齿之间设有第一过渡部，叶根本体的底部与第四对齿之间设有第二过渡部。/n

【技术特征摘要】
1.一种大型汽轮机动叶片叶根，包括叶根本体，其特征在于，所述叶根本体呈枞树形结构，且叶根本体上沿其根部平台至底部方向依次分布有第一对齿、第二对齿、第三对齿和第四对齿，相邻两对齿之间平滑过渡连接；所述叶根本体的根部平台与第一对齿之间设有第一过渡部，叶根本体的底部与第四对齿之间设有第二过渡部。


2.根据权利要求1所述的大型汽轮机动叶片叶根，其特征在于，所述第一过渡部包括直线段和曲线段，所述曲线段的曲率半径沿叶根本体的根部平台至其底部方向呈由大变小的趋势，且曲线段由两段圆弧光滑连接而成。


3.根据权利要求1所述的大型汽轮机动叶片叶根，其特征在于，所述第二过渡部包括依次平滑连接的A圆弧段、B圆弧段和C圆弧段，所述A圆弧段的曲率半径为RM1、B圆弧段的曲率半径为RM2以及C圆弧段的曲率半径为RM3，且满足RM1<RM2<RM3，且比例关系为：RM1：RM2：RM3＝1：1.27：2.33。


4.根据权利要求1所述的大型汽轮机动叶片叶根，其特征在于，所述第一对齿、第二对齿、第三对齿和第四对齿均包括两对称设置的工作齿，相邻两工作齿的工作面之间的距离相等并设为DB；各所述工作齿的高度相等并设为DA，且满足DA：DB＝1：2.35。

【专利技术属性】
技术研发人员：周显丁，范志飞，范小平，靳亚峰，苟小平，蒲守武，贺伟，李音，陈涛，江南，谢苏燕，吴敏，黄柳燕，
申请(专利权)人：东方电气集团东方汽轮机有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51