Причины колебания рабочих лопаток

Вибрация рабочих лопаток.

а) неуравновешенность ротора может вызвать колебания рабочих лопаток с частотой f=n [1/с] (оборотная частота). (Вибрация ротора может возникнуть при аварийном режиме короткого замыкания, когда валопровод совершает интенсивные крутильные колебания. На практике встречается редко.)

б) в регулируемой ступени, между сопловыми сегментами имеются перегородки

f=nz_сегм. [1/с]

в) при неравномерной пригонке половинок диафрагмы в стыках могут возникнуть значительные изменения расхода и давления пара, следовательно и парового усилия на рабочих лопатках, частоте возмущающихся импульсов.

f=2n [1/с].

г) вследствие неточности изготовления (на заводе - технологические отклонения допустимы) проходные сечения отдельных сопел и рабочих лопаток могут быть различны, а следовательно различен расход пара, реактивность и паровое усилие действующие на окружности.

f=in [1/с]

I – любое целое число.

д) наличие силовых стоек в корпусе турбины, патрубков отбора пара и т.д.

е) в последних ступенях конденсационных турбин при существенном уменьшении объемного пропуска пара и увеличении противодавления, при этом в концевых зонах ступени возникают возвратно - вихревые токи, вызывающие вибрацию рабочих лопаток.

ж) неизбежным источником возмущающих сил является т.н. кромочные следы, образующиеся за выходными кромками сопловых лопаток.

f=n z₁[1/с]

С₀

С₁

у

а а у

а С₁ а

Как правило, переменные возмущения силы невелики по сравнению с постоянным паровым усилием, но при совпадении частоты возмущающих импульсов с частотой свободных колебаний лопатки (или пакета лопаток) возникает явление резонанса, сопровождающееся резким возрастанием амплитуды колебаний.

Рабочие лопатки могут колебаться как относительно минимальной оси инерции (т.е. приблизительно в плоскости диска) – тангенциальные колебания, так и относительно максимальной оси инерции – аксиальные. Кроме изгибных возможны крутильные колебания лопаток, особенно длинных последних ступеней.