成圈结构叶片围带工作面接触区域对其频率的影响分析

喻敏， 李泽培， 黄彪， 张东连

(东方汽轮机有限公司， 四川 德阳， 618000 )

0 前言

成圈结构的应用不仅能够增强叶片的结构阻尼[1], 大幅降低叶片的动应力水平[2], 而且能够在工作状态使叶片呈现整圈模态, 有利于改善其振动特性[3]。 基于成圈结构的阻尼减振等优点, 国内外各大汽轮机厂家都倾向于在大功率等级汽轮机组叶片上采用该结构型式。

根据结构型式与设计机理不同, 叶片成圈结构主要分为预扭成圈与扭转恢复成圈。 预扭成圈结构型式一般应用于中短叶片, 工作状态下叶片仅凭借自身的变形无法形成整圈连接状态, 此时需在叶片围带工作面预先设计一定过盈量（装配紧度）, 保证其在工作转速下形成整圈连接状态；而围带工作面存在一定过盈量, 需将叶片围带进行预扭以完成整圈叶片装配。 扭转恢复成圈结构型式常用于末级、 次末级等长叶片, 工作状态下能仅凭借自身的变形而形成整圈连接状态。

围带工作面过盈量或间隙的选取会直接影响到相邻围带工作面的接触区域, 进而影响叶片的整圈连接刚性, 最终影响其成圈频率特性。 而在实际加工与装配过程中, 叶片围带工作面的装配紧度会与设计值存在一定偏差, 对整圈叶片的成圈频率特性有一定影响, 可能会影响到整圈叶片的运行安全性。

本文针对不同的围带工作面接触区域, 对成圈结构叶片的频率特性进行了有限元分析； 并进一步探讨了成圈结构叶片围带工作面接触区域对其频率特性影响的变化规律。……