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1第二节汽轮机转动部分汽轮机的转动部分包括叶栅、叶轮、主轴和联轴器以及紧固件等旋转部分。23第二节汽轮机转动部分一、转子汽轮机的转动部分总称为转子，起着工质能量转换及扭矩传递的作用。工作时，转子除了要承受巨大的扭矩外，还要承受高速旋转所产生的离心力引起的巨大应力、温度分布不均匀引起的热应力及轴系振动所产生的动应力等，因此要求转子具有很高的强度。类型：冲动式汽轮机转子——轮式结构反动式汽轮机转子——鼓式结构。4轮式转子主轴上装有叶轮，动叶片安装在叶轮上冲动式鼓式转子没有叶轮或有叶轮径向尺寸也很小，动叶片安装在转鼓上，可缩短轴向长度和减小轴向推力反动式一、转子51、整煅转子一、转子6整锻转子的叶轮、轴封套、联轴器等部件与主轴是由一个整体锻件加工而成；无热套部件，对启动和变负荷的适应性较强；工作时叶轮与主轴不会产生松动现象；结构紧凑，装配零件少，轴向尺寸相对较短（没有连接短轴，叶轮无轮毂），安装维护节省工时；与套装转子相比，可以在较小的内孔应力下获得较好的刚性；整煅转子优点：应用_早期主要是高压转子，现在都可采用一、转子7整煅转子缺点：锻件尺寸大，工艺要求高；转子各部分只能用同一种材料制造，材料的潜力得不到充分利用；转子只能集中在少数机床上加工，制造周期较长，任何部位的缺陷都会影响到整个转子的质量。一、转子82、套装转子套装转子的叶轮、轴封套、联轴器等部件是分别加工后热套在阶梯形主轴上；采用过盈配合，以防止离心力产生的松动现象，并用键传递扭矩；所有设备锻件小，质量易保证；能够合理利用材料；应用：中、低压转子。一、转子9一、转子10一、转子113、焊接转子汽轮机转子为高速旋转机械，动平衡要求极高，不仅对焊缝质量要求极为严格，同时还要求严格控制焊接变形和焊接残余应力，因而高难度的焊接技术和复杂的焊接工艺限制了这种形式转子的发展和应用。焊接转子由若干个实心轮盘和两个端轴焊接而成12焊接转子特点由若干个实心叶轮和两个端轴焊接而成，具有启动热应力低，锻件尺寸小便于冶炼，锻造和热处理的优点；不存在松动，也没有中心孔；强度高，刚性大，质量轻，结构紧凑；可以做成转鼓结构用于反动式汽轮机；应用：大多用于低压转子。134、组合转子14一、转子15汽轮机转子的冷却冷却原因：鼓形转子直径大，热阻也大；进汽部分工作温度太高；要降低金属蠕变速度；减小热应力。冷却部位：高压转子（调节级区域）和中压转子进汽部分表面冷却工质：温度较低的蒸汽一、转子16高压转子（调节级区域）表面的冷却主蒸汽进口处的高温区段内转子的冷却结构蒸汽通过调节级叶轮上的斜孔（该斜孔具有离心泵的作用）并流过高温区转子表面（第二次冷却），然后进入压力级。去向：第一压力级前。蒸汽来源：第一级喷嘴后和调节级后的部分蒸汽。冷却蒸汽流动过程：喷嘴后的部分蒸汽，在压差作用下通过动静之间的间隙，经过喷嘴室内圈上的孔径降低喷嘴室内圈的温度（第一次冷却），然后进入压力级；调节级后的部分一、转子17中压转子表面的冷却再热蒸汽进口区域内转子的冷却蒸汽来源：用高压缸夹层冷却汽和中压平衡活塞持环处漏汽混合后进行冷却，冷却后的温度在360℃～480℃之间。冷却蒸汽流动过程：通过中压平衡活塞持环与中压转子表面之间的间隙和叶片根部的槽沟。去向：在中压第一级的喷嘴后和动叶根部完全混合。一、转子18叶轮的结构组成：由轮缘、轮面和轮毂组成。二、叶轮作用:(主要用于冲动式汽轮机)用来安装动叶片并将动叶片上的转矩传递给主轴。轮缘——轮盘的外缘安装工作叶片轮毂——与轴相连接部分轮辐——连接轮缘和轮毂部分19二、叶轮20按轮面断面的型线，叶轮的结构：二、叶轮21二、叶轮22二、叶轮23二、叶轮24叶片是汽轮机中数量和种类最多的零件（其加工量占整个汽轮机加工量的30%～50%）；由多个叶片组成的叶栅可以完成蒸汽的能量转换为转子的机械能；工作时，叶片不仅承受高速转动时离心力所产生的静应力和汽流作用的动应力，还要承受高温、腐蚀和冲蚀作用；（受力复杂、工作条件恶劣）叶片要有良好的型线（良好的流动性能）、足够的强度和完善的振动特性，以使汽轮机安全经济运行。三、动叶片25叶片的结构（按叶型沿叶高变化规律分）26三、动叶片272、叶根作用：叶根是将动叶片固定在叶轮或转鼓上的连接部分。要求：它的结构应保证在任何运行条件下叶片都能牢固的固定在叶轮或转鼓上，同时力求制造简单、装配方便。分类：T型、叉型、枞树型、菌型1、叶型叶型是动叶片的基本部分，相邻叶片的叶型部分构成汽流通道。三、动叶片28三、动叶片292、菌型叶根•1-整体围带；2-铆钉；3-铆接围带；4-三菌型叶根；5-轮缘三、动叶片30•T型和菌型叶根属于周向装配式叶根。这类叶根的轮缘槽上开有一个或两个缺口，叶片就从这些缺口一片片依次装入轮缘槽中。最后装在缺口处的叶片叫做封口叶片，研配装入后用两个铆钉固定在轮缘上。•周向装配式叶根的缺点是当个别叶片损坏时，不能单独拆换，而必须将部分或全部叶片拆下重装。三、动叶片313、叉型叶根三、动叶片32三、动叶片334、枞树型叶根拆装容易，故被大功率的调节级和末几级采用。但由于其加工面多，精度要求高，所以受到限制。三、动叶片343、叶顶汽轮机的短叶片、中长叶片和长叶片通常在叶顶用围带连在一起，构成叶片组。长叶片也可以通过叶型部分的拉金或者拉金与围带连接成组；有的叶片围带和拉金都不用，成为自由叶片。三、动叶片35（1）围带•作用：减小叶片工作的弯应力；增加叶片刚性以避开共振；形成一个封闭的汽流通道，减小级内漏汽损失。（a）、（b）整体围带；（c）铆接围带；（d）弹性拱形围带36373839（2）拉金结构•作用：增加叶片的刚性，改善其振动性能。•结构：通常为6～12mm的实心或空心金属丝或金属管，穿在叶型部分的拉金孔中。有的拉金与叶片焊接在一起，称为焊接拉金；也有的不焊接，称为松装拉金或阻尼拉金。（a）实心焊接拉金；（b）实心松装拉金；（c）空心松装拉金；（d）剖分松装拉金；（e）Z型拉金40三、动叶片41三、动叶片42三、动叶片43（3）拉金连接方式（a）分组连接拉金；（b）拱形围带和空心拉金；（c）组间连接拉金；（d）Z型拉金三、动叶片叶片结构用围带、拉金连在一起的数个叶片用围带、拉金将全部叶片连结在一起不用围带、拉金连结的叶片成组叶片（叶片组）整圈连接叶片单个叶片(自由叶片)三、动叶片45四、联轴器•联轴器又称为靠背轮。•作用：连接汽轮机的各转子及发电机转子，并传递转子上的扭矩。•分类：刚性联轴器、半挠性联轴器、挠性联轴器。46刚性联轴器优点：刚性高，传递扭矩大；结构简单，尺寸小；减少了轴承个数，缩短了机组长度，广泛应用于大功率汽轮机。缺点：传递振动和轴向位移，对转子找中心要求高。四、联轴器47半挠性联轴器半挠性联轴器的两对轮之间通过一个波形套筒连接。波形套筒在扭转方向是刚性的，在弯曲方向是挠性的。波形套筒具有一定的弹性，故可吸收部分振动，并允许两转子的中心有少许偏差，而这种偏差是汽轮机与发电机运行时由于热膨胀不同可能出现的。半挠性联轴器被广泛用来连接汽轮机转子和发电机转子。四、联轴器48挠性联轴器1、2-齿轮；3、4-螺帽；5-套筒；6、7-挡环；8-螺钉齿轮式联轴器蛇行弹簧联轴器1-主动轮；2-从动轮；3-蛇行弹簧；4-外壳四、联轴器49五、盘车装置在汽轮机不进蒸汽时驱动转子以一定转速旋转的设备——被称为盘车装置。50盘车装置的作用在汽轮机冲转前和停机后使转子转动，以避免转子受热和冷却不均而产生热弯曲。汽轮机启动过程中，为了使凝汽器内建立起一定的真空，需在冲转前向轴封供汽，由此进入汽缸的蒸汽滞留在汽缸的上部，使汽轮机上、下部分出现温差，若转子静止不动将向上弯曲，影响启动工作的正常进行，甚至引起动、静部件摩擦。停机时，汽轮机下缸比上缸冷却快，上、下部分之间也存在温差，如果转子停下后静止，将使大轴弯曲，这种弯曲需要较长时间才能消失，不利于汽轮机马上重新投入运行。启动前盘动转子，可以检查动静部件间是否有摩擦、润滑油系统工作是否正常及主轴弯曲是否过大等，用来检查汽轮机是否具备正常启动条件。五、盘车装置51盘车装置的分类（1）按盘车转速高低分：•低速盘车（3～5r/min）。低速盘车启动力矩小，冲击载荷小，有利于延长部件的使用寿命。•高速盘车（40～70r/min）。高速盘车时，转子转速高，可以加快汽缸内的热交换，减小上、下缸之间及转子内部温差，缩短机组启停时间，并可以在轴承内较好的建立起油膜，保护轴瓦和轴径。（2）按结构特点分：具有螺旋轴的电动盘车、具有摆动齿轮的电动盘车和具有链条-蜗轮蜗杆的电动盘车。对盘车装置的要求既能盘动转子，又能在汽轮机转子冲转后转速高于盘车转速时自动脱开，并使盘车装置停止转动。五、盘车装置52具有螺旋轴的电动盘车装置电动机通过小齿轮和大齿轮、啮合齿轮和盘车齿轮两次减速后带动汽轮机主轴转动。啮合齿轮的内表面铣有螺旋齿与螺旋轴相啮合，并可沿螺旋轴左右滑动。推动手柄可以改变啮合齿轮在螺旋轴上的位置，并控制盘车装置电动机行程开关和润滑油门。五、盘车装置53五、盘车装置54五、盘车装置55具有链轮—涡轮—蜗杆的电动盘车装置由电动机、传动轮系、操纵杆及连锁装置等组成。电动机通过链轮链条、涡轮蜗杆及几级齿轮传动减速后带动转子旋转。五、盘车装置56盘车投入时间要求汽轮机冲转前，要投入盘车装置（因为有轴封供汽）；再热机组旁路系统投入前，应投入盘车装置（因为低压缸的受热）；停机后，要投入盘车装置；盘车投入时，油系统必须先投入。盘车装置的投入将盘车装置控制开关投到“自动”位置，一但条件（转速为零，轴承内顶轴油压）满足自动投入（注意过程：先供油，后接通电源）。盘车装置停运改为手动，通过手柄人为退出，切断电源。五、盘车装置