說明書(精簡(jiǎn)版)——彭雁

1、1三級(jí)五列汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)機(jī)設(shè)0801班彭雁指導(dǎo)老師：周小靈副教授摘要：摘要：汽輪機(jī)所有轉(zhuǎn)動(dòng)部分的組合體稱為轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子主要由主軸、葉輪、葉片、圍帶、危急保安器、推力盤組成。轉(zhuǎn)子是汽輪機(jī)核心的部件之一，承受蒸汽對(duì)所有工作葉片的回旋力，起著工質(zhì)能量轉(zhuǎn)換及扭矩傳遞的作用，它匯集了各級(jí)動(dòng)葉柵上得到的機(jī)械能并傳給其他機(jī)械。本設(shè)計(jì)對(duì)主軸、葉輪、葉片和危急保安器進(jìn)行了設(shè)計(jì)與核算。關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)，轉(zhuǎn)子，設(shè)計(jì)關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)，轉(zhuǎn)子，設(shè)計(jì)1三級(jí)五列汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子設(shè)

2、計(jì)方案1.1確定轉(zhuǎn)子總體方案三級(jí)五列汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)的主要參數(shù)：功率1500kw，轉(zhuǎn)速4400rmin，，進(jìn)氣壓力3.8MPa，排氣壓力0.4MPa，進(jìn)氣溫度360℃。根據(jù)主要參數(shù)，設(shè)計(jì)本轉(zhuǎn)子為中壓剛性轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子類型采用套裝轉(zhuǎn)子。套裝轉(zhuǎn)子優(yōu)點(diǎn)：有利于減少轉(zhuǎn)子的撓度，鍛件小、加工方便、節(jié)省材料、容易保證質(zhì)量、轉(zhuǎn)子部分零件損壞后也容易拆換。1.2主軸的設(shè)計(jì)主軸采用階梯軸，便于各級(jí)葉輪和主軸上其他零件的套裝和定位。根據(jù)主軸上的裝配零件，設(shè)計(jì)主軸

3、的結(jié)構(gòu)：主軸總長(zhǎng)度1584.5mm，最大直徑φ172mm，最小直徑φ39mm；裝配各級(jí)葉輪位置處設(shè)計(jì)鍵槽；各級(jí)蒸汽室間在軸的位置上設(shè)計(jì)迷宮式汽封槽；靠近汽缸兩端的主軸位置上設(shè)計(jì)迷宮式汽封，然后再用碳環(huán)密封，在主軸上碳環(huán)密封的位置鍍0.2mm的鉻。主軸要求的抗彎曲和抗扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度以及熱強(qiáng)度性能比較高，查《汽輪機(jī)原理》[1]，轉(zhuǎn)子主軸材料采用35CrMoV鋼，該材料有較好的工藝性能和較高的熱強(qiáng)度性能，在480℃以下的蠕變極限及持久強(qiáng)度均較高。1

4、.3葉輪的設(shè)計(jì)葉輪由輪緣、輪體和輪轂等三部分組成。本設(shè)計(jì)中，高溫高壓蒸汽從一級(jí)蒸汽室進(jìn)入，經(jīng)過一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)蒸汽室，蒸汽溫度和壓力逐漸降低，所以對(duì)葉輪強(qiáng)度要求也逐漸降低。從經(jīng)濟(jì)性考慮，各級(jí)葉輪設(shè)計(jì)如下：一級(jí)葉輪設(shè)計(jì)：輪體設(shè)計(jì)為錐形，其應(yīng)力分布比較均勻，強(qiáng)度較好；考慮到蒸汽的利用率，輪緣設(shè)計(jì)為雙列的葉片槽，輪緣葉片槽設(shè)計(jì)為外包凸肩T型槽。3從主軸的工作狀況及零件圖可以知道主軸上裝聯(lián)軸器的錐度段截面是危險(xiǎn)截面。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》[4]：軸的扭

5、轉(zhuǎn)強(qiáng)度τ=≈95500000.23=47.46式中：T—主軸所受的扭矩，Nmm；?—主軸的抗扭截面系數(shù)，mm3；n—主軸的轉(zhuǎn)速，rmin；n=4400rmin；P—主軸傳遞的功率，kW；P=1500kW；d—計(jì)算截面處軸的直徑，mm；d=70mm。查《機(jī)械工程材料手冊(cè)》35CrMoV鋼=381MPa。，故強(qiáng)度符合工作要[]τ≤[τ]求。2.1.2主軸的彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算校核軸上的承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度，即二級(jí)葉輪軸段中間截面處。查

6、《機(jī)械設(shè)計(jì)》軸的彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算公式=()24(2)2=2()2=51.5式中：M—軸所受的彎矩，Nmm；M=17241426Nmm；??T—軸所受的扭矩，Nmm；T=3255681.8Nmm；??W—軸的抗扭截面系數(shù)，mm3；W=345095.2mm3；—折合系數(shù)；。＝0.6查《機(jī)械工程材料手冊(cè)》，35CrMoV鋼。，故強(qiáng)度符合工作[?1]＝880MPa[?1]要求。主軸的結(jié)構(gòu)圖如圖21所示。圖21主軸圖2.2葉片強(qiáng)度計(jì)算汽輪機(jī)正常運(yùn)