激光再制造汽轮机转子的力学性能研究

针对激光再制造汽轮机转子轴颈,在汽轮机转子激光再制造后的综合跳动(TIR)控制在6.35μm以内的前提下,选用铁基粉末进行力学性能测试,研究了激光再制造层与基体复合材料的拉伸、冲击与弯曲等力学性能.结果表明:复合材料的抗拉强度和抗弯强度分别比基体材料28CrMoNiV的平均抗拉和抗弯强度提高11.29%和24.11%,复合材料的平均冲击吸收功为39J;根据并联力学性能模型的混合律,激光再制造层的力学性能优于基体材料28CrMoNiV;激光再制造层中一次晶轴与二次晶轴的数量远大于基体材料,高密度的位错阻碍了晶界滑移,使抗拉伸强度提高;再制造层晶粒相对基体材料小而密集,裂纹扩展路径曲折,裂纹萌生功的提高使韧性增强.     

9%Cr钢表面激光熔覆1CrMo合金层的力学性能研究

为了解决9%Cr钢汽轮机转子轴颈堆焊1CrMo合金时,由于稀释率大、热输入高导致的新转子轴径表面降Cr质量分数效率低和磨损后不适合局部修复的问题,采用激光熔覆技术替代堆焊,在9%Cr钢表面进行了1CrMo合金激光熔覆试验,并对熔覆层组织结构和性能进行了测试分析。结果表明:激光熔覆技术可在9%Cr钢表面制备成形质量及力学性能良好的1CrMo合金熔覆层,熔覆层组织主要由铁素体和颗粒状碳化物组成;与堆焊相比,激光熔覆可有效降低基体对熔覆层的稀释率,提高表面降Cr质量分数效率;与基体材料相比,1CrMo合金熔覆层强度略低,但塑韧性更好,力学性能达到9%Cr钢汽轮机转子轴颈设计要求。     

基于激光熔覆的船用柴油机结构件修复技术研究

对激光熔覆技术进行了总体介绍;就该技术应用于船用柴油机结构件修复的可行性及技术难点进行了分析。通过激光熔覆技术在船用柴油机气缸及曲轴磨损修复中的实际应用,展示了该技术的绿色再制造特质及广阔的应用前景。     

20G钢管表面激光熔覆非晶合金复合涂层的耐腐蚀性能试验研究

利用激光熔覆技术在20G钢表面熔覆合金涂层，分析了激光熔覆层的微观组织，利用高温腐蚀试验和烟气模拟腐蚀试验测试激光熔覆层的耐腐蚀性能。结果表明：细小晶粒与有较高韧性的非晶相夹杂并弥散于金属间化合物的复合组织具有良好的抗高温腐蚀、抗烟气腐蚀性能，可应用于垃圾焚烧锅炉受热面，改善其表面的耐腐蚀性能。     

球墨铸铁的镍基合金激光熔敷试验

用千瓦级横流ＣＯ２激光器对球墨铸铁进行了镍基合金的激光熔敷试验，阐述了激光熔敷工艺，熔敷层组织结构及硬度特点，结果表明，球墨铸铁可以进行大面积、无裂纹的镍基合金激光熔敷。     

叶片激光三维熔覆与钎焊合金片工艺质量的比较研究

为克服钎焊合金片与基体结合不牢固的缺点,采用半导体激光器在汽轮机叶片进汽边熔覆专用钴基合金.对比了激光熔覆和钎焊合金片叶片的断面组织结构、显微硬度分布以及激光熔覆层和钎焊Stellite合金片与基体之间的结合强度.结果表明:激光熔覆层与基体呈冶金结合,在拉伸试验中结合区没有断开,其平均抗拉强度达699 MPa,熔覆层组织均匀无缺陷,从熔覆层到基体硬度呈阶梯式分布;而钎焊试样钎焊层有气孔,厚薄不均匀,从合金片到基体硬度差异较大,拉伸试样最小抗拉强度仅为206MPa;激光熔覆层与叶片基体的结合强度至少为钎焊Stellite合金片工艺的3倍以上.     

基于激光熔覆的机体修复前后再加工工艺

基于某大功率高速柴油机机体主轴承孔激光熔覆修复前后再加工工艺展开技术研究。在工艺试验基础上探究激光熔覆对机体已加工部位热影响规律,制定修复后再加工工艺方案,并指出该方案存在的技术问题及解决途径。     

汽轮机末级叶片进汽边表面防水蚀工艺研究

对比分析了汽轮机末级叶片进汽边的激光熔覆、激光淬火、钎焊司太立合金片表面防水蚀技术的工艺性。分别从工艺的实现能力以及防水蚀处理后叶片的工艺性能,如无损检测、缺陷分布、变形情况、组织与硬度等方面进行综合评估。结果表明,现有应用的几类表面防水蚀技术有着基本一致的变形趋势,防水蚀处理后表面硬度均在400HV以上。在缺陷的工艺控制、表面成型、界面结合及防水蚀性能方面,激光熔覆、激光淬火优于钎焊,但生产效率较低。激光熔覆工艺表现出较好的综合性能,是汽轮机末级叶片防水蚀技术的一个发展方向。     

激光扫描速度对Ni/Cr3C2复合涂层的影响

研究了在不同的激光扫描速度下对45#钢表面进行Ni/Cr3C2激光熔覆处理,并对合金层组织、显微硬度和物相进行了分析.结果表明:激光扫描速度对Ni/Cr3C2合金层的组织和显微硬度有很大的影响.     

注聚泵阀材料的激光熔覆强化

本文利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）及销环式磨损试验等研究了在2Cr13马氏体不锈钢注聚泵阀材料上激光熔覆i合金熔覆层的熔覆处理工艺对涂层组织和耐干滑动摩擦损性能的影响,Ni合金熔覆层由γ-Ni,Ni3B,CrB,M7C3和γ-（Ni,Fe)相组成,硬质硼化物,碳化物相的存在提高了涂层硬度,而涂层碍度最大值对应于最佳的激光扫描速度,激光熔覆Ni合金涂层可明显改善2Gr13不锈钢基材在干滑动摩擦磨损条件下的耐磨性能。     

汽轮发电机组轴系弯扭耦合振动问题研究综述

汽轮发电机组轴系由于存在质量不平衡和电磁扰动,在轴系中存在着弯曲振动,在发电机转子存在扭转振动,此前的研究工作大多将轴系的弯曲振动和扭转振动分别进行研究,但在工程实际的某些条件下,研究表明存在着弯扭耦合振动问题。对系统的弯扭耦合振动研究能对振动机理和运行规律有更为深入的认识和更为准确地反映机组的运行状态。总结了汽轮机组轴系弯扭耦合振动问题的研究现状,并对弯扭耦合的研究问题进行了展望。     

Performance tests on helical Savonius rotors

Conventional Savonius rotors have high coefficient of static torque at certain rotor angles and a negative coefficient of static torque from 135° to 165° and from 315° to 345° in one cycle of 360°. In order to decrease this variation in static torque from 0° to 360°, a helical Savonius rotor with a twist of 90° is proposed. In this study, tests on helical Savonius rotors are conducted in an open jet wind tunnel. Coefficient of static torque, coefficient of torque and coefficient of power for each helical Savonius rotor are measured. The performance of helical rotor with shaft between the end plates and helical rotor without shaft between the end plates at different overlap ratios namely 0.0, 0.1 and 0.16 is compared. Helical Savonius rotor without shaft is also compared with the performance of the conventional Savonius rotor. The results indicate that all the helical Savonius rotors have positive coefficient of static torque at all the rotor angles. The helical rotors with shaft have lower coefficient of power than the helical rotors without shaft. Helical rotor without shaft at an overlap ratio of 0.0 and an aspect ratio of 0.88 is found to have almost the same coefficient of power when compared with the conventional Savonius rotor. Correlation for coefficient of torque and power is developed for helical Savonius rotor for a range of Reynolds numbers studied.     

电磁式在线自动平衡系统及其动平衡方法研究

提出了一种新型的在线自动平衡系统,论述了其原理、结构和动平衡方法。该系统在旋转机械的轴上装有一个或一个以上的自动动平衡头,平衡头的定子能产生非接触的电磁力,以拖动装在旋转轴上的平衡盘。每个平衡头有两或三个平衡盘,每个盘上均有平衡块（或称为平衡质量）。这些平衡重所合成的总的平衡矢量就可以对转子的失衡进行平衡。轴的振动和平衡盘的位置均有相应的传感器探测。平衡盘采用单向移动方式;这种移动方式可以大幅简化控制系统。文中讨论了使转子达到动平衡的平衡盘的移动原则和步骤,并在具有挠性转子的实验台上进行了成功的动平衡实验。     

某型增压器主轴断裂原因分析

针对一起增压器主轴变截面处断裂故障,对主轴断口进行了宏观与微观分析.结果 表明:主轴变截面处过渡圆角加工过小且形成尖锐交面,是导致主轴发生疲劳断裂的根本原因.通过改进主轴加工工艺,上述问题得到解决.     

汽轮发电机轴振和轴承座振动非同步变化现象和分析

建立了转子-轴承系统动力学模型,分析启停机过程中轴振和轴承座振动随转速变化规律。研究结果表明,升速过程中不同转速区间内轴振和轴承座振动随转速变化趋势并不完全同步。转速较低和较高时,轴振和轴承座振动随转速变化基本同步,但在一定转速区间内有可能出现轴振和轴承座振动反向变化现象。当轴承座-支撑系统固有频率点位于工作频率点附近时,会出现动力吸振现象,转子振动转移到轴承座上,导致机组出现大幅轴承座振动。针对2台发电机组上发生的振动故障进行了分析,应用研究结果解释了轴承座异常振动现象,通过动平衡试验解决了机组振动故障。     

平板太阳能集热器热损系数及稳定性研究

为分析空晒对平板太阳能集热器热损的影响,通过准稳态的测试方法,得出3种涂层(蓝膜、黑铬、阳极氧化)集热器的热性能.此外,也分析了总热损系数随吸热板的平均温度、环温和风速等因素的变化趋势.分析结果表明,经过长期的空晒老化,蓝膜、黑铬和阳极氧化太阳能集热器的总热损系数分别为5.072、5.246和5.996 W/(m2·K...     

国产600MW汽轮发电机组轴系动平衡研究

针对国产600MW汽轮发电机组运行中普遍存在的轴系异常振动问题,分析了振动现象、振动特征、振动机理及其原因,并对现场动平衡问题的处理方法进行了总结.结果表明：国产600MW高中压转子由于结构不对称存在较大的振型干扰,现场对转子进行动平衡时应考虑各阶振型的干扰系数,尤其是一阶配重对二阶振型的影响;部分机组低压转子轴承座振动超标的原因为采用坐缸式轴承座的支承刚度不足,现场可以通过精细动平衡来消除;发电机转子振动主要呈现三阶振型,现场校正三阶不平衡的方法就是在低-发对轮或发-励对轮上加重,且在动平衡分析时应注意区分振型畸变;集电小轴的振动受发-励对轮的安装工况影响较大,现场对其进行动平衡分析时应考虑发-励对轮下张口对加重响应的影响.     

联轴器不对中状态对船舶轴系动力学特性影响的试验

针对某船舶高速轴系不对中状态对轴系振动的影响,建立涡轮转子-传动轴-太阳轮转子试验模型,通过调整轴承支座的标高来模拟平行不对中和转角不对中量,进行多次升降速试验获得靠近轴承处的转子的振动位移。研究表明:不同的联轴器不对中状态对轴系的临界转速没有影响;在工作转速4 200 r/min时,不同联轴器对中状态下轴系各测点基频振动幅值变化很小,靠近套齿联轴器的太阳轮右侧轴承处转子2倍频振动明显大于左侧轴承处的振动;整体抬高太阳轮轴系标高对2倍频振动的影响较小;太阳轮左侧轴承支座标高降低时各轴承处2倍频振动幅值均有一定程度的增大;降低涡轮驱动端轴承支座的标高,轴系2倍频振动幅值整体增大;各对中状态下所有测点振动幅值的计算值与试验测量值的平均偏差小于20%,不同的对中状态对涡轮机转子的振动影响均小于对太阳轮转子的影响。     

柔性支撑下汽轮机组振动响应特性分析

为解决汽轮机组低压缸轴承振动大的问题,对低压转子振动响应特性进行了研究。基于转子动力学理论建立了转子-轴承支撑系统有限元分析模型,考虑支撑刚度对转子系统振动的影响,计算了不同支撑刚度下转子轴承振动、轴振和绝对轴振响应特性。研究表明:不同支撑刚度下转子不平衡振动响应差异较大,柔性支撑下,轴承振动较大,轴振较小;转子绝对轴振能够较为真实的反映实际振动情况,3 000 r/min工作转速时,柔性支撑下轴承振动对转子不平衡力变化较为敏感;现场可通过精细动平衡降低轴承振动。     

轴表面误差对转子动平衡精度的影响

在利用电涡流非接触式位移传感器测量汽轮发电机组的轴承振位移时,测得的信号中含有因轴加工误差和轴表面缺陷形成的表面误差成份。