廖上斌

摘 要：文章對T形葉根輪緣強度在《火力發(fā)電設備技術手冊》要求的經(jīng)典強度計算基礎上進行了補充分析，得出了在一定結(jié)構(gòu)尺寸下其最大應力截面并不是常規(guī)計算的那幾個計算截面的結(jié)論，并提取了能滿足工程計算需要的該截面計算公式。

關鍵詞：T形葉根；拉彎合成應力；輪緣

中圖分類號：TK264 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）28-0116-03

Abstract： Based on the classical strength calculation required by "Technical Manual of Thermal Power Equipment"， the strength of T-shaped blade root / wheel flange is supplemented and analyzed in this paper. It is concluded that the maximum stress section of the structure is not the same as that of the conventional calculation by a certain size of the structure， and the calculation formula of this section which can meet the needs of engineering calculation is extracted.

Keywords： T-shaped blade root； stretch-bending stress； wheel flange

1 概述

為提高能源利用效率，各發(fā)電企業(yè)對汽輪機的效率要求越來越高。提高汽輪機效率的途徑一是降低調(diào)節(jié)級焓降，二是將機組由噴嘴配汽改為節(jié)流配汽，用壓力級代替調(diào)節(jié)級。隨之帶來的問題就是汽輪機轉(zhuǎn)子前面幾級的工作溫度同比越來越高，轉(zhuǎn)子在前幾級許用應力同比也就越來越低。在一定的應力水平下，綜合周期、成本及加工制造難度，汽輪機制造廠家首選的葉根形式還是T形葉根。為滿足轉(zhuǎn)子強度設計要求，只有將輪緣寬度加大。按照《火力發(fā)電設備技術手冊》對T形葉根輪緣的經(jīng)典強度計算，對于同一種T形葉根，輪緣越寬，Ⅱ-Ⅱ截面的應力水平越低，當輪緣達到一定寬度時，Ⅲ-Ⅲ截面的剪切應力更危險，此時，輪緣強度將由Ⅲ-Ⅲ截面的剪切應力來保證。但當輪緣達到一定寬度時，Ⅲ-Ⅲ截面的剪切應力理論上能保證輪緣的強度滿足要求嗎？如不能，《火力發(fā)電設備技術手冊》是不是基于實際工程中，輪緣不可能加得很寬，還是由Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ截面的強度一起來保證輪緣的強度。但輪緣寬度在多少以內(nèi)強度是有保證的，對于現(xiàn)有的T形葉根，其輪緣寬度都在限制值以內(nèi)嗎？我們怎么來保證T形葉根輪緣強度滿足要求呢？

2 T形輪槽的常規(guī)計算截面及公式

3.4 現(xiàn)有的T形葉根輪緣寬度限制值

根據(jù)現(xiàn)有的T形葉根型線尺寸，計算輪緣寬度限制值，根據(jù)計算結(jié)果得出：現(xiàn)有的T形葉根輪緣寬度基本能達到θ0=？琢時輪緣寬度；現(xiàn)有的T形葉根輪緣寬度具體工程上絕大多數(shù)都在輪緣寬度限制值以內(nèi)，但有部分工程達到或超過輪緣寬度限制值，再增加輪緣寬度已無法降低輪緣危險截面應力，僅用Ⅱ-Ⅱ截面的拉彎合成應力來校核輪緣強度已不合適，需要增加Ⅳ-Ⅳ截面的強度校核計算。

4 T形葉根輪緣的補充應力分析的應用

在反動式T形葉根輪緣的強度計算中，在中間級次，由于相鄰兩級葉片離心力差別不大，因此，Ⅰ-Ⅰ截面、Ⅱ-Ⅱ截面的拉彎合成應力將很小。另外在最邊上級次，如外側(cè)輪緣很寬，Ⅰ-Ⅰ截面、Ⅱ-Ⅱ截面的拉彎合成應力將很小。如葉根型線如圖4所示，則Ⅳ-Ⅳ截面肯定會是最危險截面（除非相鄰兩級葉片離心力或葉根型線差別很大），需校核該截面的應力。如葉根型線如圖5所示，ab、ac、ad哪個截面更危險，則由型線的具體尺寸來確定。

5 結(jié)束語

T形葉根輪緣強度在《火力發(fā)電設備技術手冊》要求的經(jīng)典強度計算不全面，工程實際應用中，需補充校核Ⅳ-Ⅳ截面的強度，該截面的應力可由（σP+σF1+σF4）計算公式，令θ=θ0得到。

參考文獻：

[1]中國動力工程學會.火力發(fā)電設備技術手冊-第二卷-汽輪機[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999.

[2]丁有宇.汽輪機強度計算手冊[M].北京：中國電力出版社，2010，6.

[3]北京科技大學，東北大學.工程力學：材料力學（1997年修訂版）[M].北京：高等教育出版社，1997.