陈光/文

航空倡导机转子系统的结构包罗:转子结构、转子支承妄想与转子支承结构等三全副。转子系统的结构妄想,在很洪流平上影响倡导机的重量、坚贞性以及振动特色等。

因此,在倡导机发展历程中,转子结构、转子支承结构的妄想,有较大的变换与发展;而转子支承妄想在发展中也突出了简化结构的脑子。

像20世纪60年月研制的斯贝倡导机中那样重大的转子结构妄想与支承妄想的妄想,在20世纪80年月发展的倡导机中已经见不到了,取而代之的是重大、涣散的焊接转子结构与支点数目少的支承妄想。

这种变换尽管该归功于倡导机先进的气动妄想(削减级数)、先进的工艺方式(电子束焊、惯性磨擦焊接转子)以及高精尖的加工伎俩(确保了支点的高度同心)等的发展与在倡导机中的奉背运用。

至于转子支承结构的妄想,为知足倡导机寿命日益削减、坚贞性要求越来越高的需要,在20世纪80年月研制的倡导机中又宽泛接管在60年月中已经患上到宽泛运用,但在70年月又不接管的挤压油膜、带挤压油膜的弹性支座。

对于涡桨、涡轴倡导机,因为流入倡导机的空气流量小,压气机、涡轮的直径小,因此转子转速高达3~4万转每一分钟甚至更高,转子能源学的成果变患上尤为突出,以是在它们的转子支承结构中,宽泛接管弹性支座、挤压油膜以及带挤压油膜的弹性支座等。

此外,因为航空燃气涡轮倡导机转子转速高、重量轻,支承转子的转动轴承简略产生打滑征兆,每一每一要接管防御泛起滑蹭伤害的措施。

为了改善主轴滚珠轴承的使命条件,普及其坚贞性,在滚珠轴承处并列削减一滚棒轴承的支承结构,已经在一些新倡导机,特意是用于波音777的 GE90倡导机中接管。预计在日后新研制的倡导机中将会患上到进一步发展。

图一、斯贝 MK511低压压气机转子结构图

转子结构

2.1 转子的根基结构方式

转子可分为三种根基结构方式:鼓式、盘式以及搅浑式。

图二、CFM56 2风扇增压压气机转子结构图

2.1.1 鼓式转子

鼓式转子的根基构件是一圆柱形或者圆锥形鼓筒,借装置边以及螺栓等与先后轴颈连成一体。鼓筒外详情加工有环向或者纵向燕尾形槽,用来装置使命叶片。

图1所示为斯贝 MK511涡扇倡导机的低压压气机转子,是典型的鼓式转子结构。鼓筒分为先后两段,每一段又由三段经由氩弧焊对于接焊成。前段带有前轴颈,后段带有后轴颈。先后两段用24个详尽螺栓衔接,其中3个是圆柱形螺栓,起装置放心浸染,其余为锥形螺栓,使命时放心传扭。强度与刚性还在转子的***后一级加之盘,如图3所示。

图3 、CF6风扇增压压气机转子结构图

2.1.2 盘式转子

盘式转子由一组轮盘与中间轴组成,扭矩经由盘轴传递。与鼓式转子比照,盘式转子强度好;主要弱点是抗弯刚性差,并简略产生振动。当初这种转子只用在单盘或者小流量压气机上。

2.1.3 搅浑式转子

搅浑式转子由盘、鼓筒以及轴组成。鼓筒与轮盘可能做成一体概况径自制成。扭矩由轴、盘或者轴、鼓、盘逐级传递。搅浑式转子兼有鼓式转子抗弯刚性好及盘式转子强度好的短处,以是在倡导机中患上到宽泛运用。其结构妄想也是多种多样的。

图4为CFM56倡导机的中间机转子结构图,是一典型的搅浑式转子。该转子压气机全副共9级,由1级涡轮动员,压气机与涡轮经由鼓筒轴用短螺栓衔接。压气机的第3级盘处与前轴颈衔接,后轴与压气机后封严篦齿盘相衔接。

这多少处的衔接均接管带自锁螺母的短螺栓。压气机后与涡轮盘前均设有篦齿封严盘。压气机的前两级钛合金盘焊成一体,4~9级镍基合金盘焊成一体。焊接方式均接管磨擦焊。该转子的两处篦齿环均带有盘,这是因为该转子的转速较高,篦

齿产生的离心负荷较大。篦齿盘的结构在今世高转速倡导机的中间机转子上被宽泛接管。

图四、 CFM56 3倡导机中间机转子结构图

2.2 转子的衔接结构

转子的衔接主要要解决盘盘衔接、盘轴衔接、叶片与盘的衔接等成果。前两种衔接又可分为可装置式以及不可装置式两种。

2.2.1 可装置式衔接

可装置式衔接有短螺栓、多根长螺栓、圆弧端齿加中间拉杆以及套齿衔接等方式。

(1)短螺栓衔接是今世倡导机上宽泛接管的一种结构。这种衔接结构艰深接管圆柱面放心,紧度配合,磨擦以及剪切配合传扭。依据区别倡导机的区别结构,有林林总总的方式。

图4所示转子的多少处螺栓衔接均接管了这种衔接方式,其中的螺母又均接管了自锁螺母。自锁螺母不用打锁片,靠螺母与螺杆之间的紧度等方式锁紧,惟独用限力扳手按给定的拧紧力矩拧紧即可,不光简化了结构、使装拆不便,而且可能据此计划一些新的、特定的结构;

有些结构,不自锁螺母则根基无奈实现。图4所示的转子的鼓筒轴与压气机转子的衔接处便是在压气机转子以及涡轮转子分说失调好后,拆下涡轮后轴颈,从涡轮盘中间孔处伸入工具,拧紧该处的48个自锁螺母。

图五、两级涡轮盘衔接

假如螺母不自锁,还须打锁片,根基就无奈装置,这种结构也就不能实现。

图5所示为某型倡导机的涡轮转子衔接结构,两级盘与承力锥之间的衔接接管的短螺栓结构,两头均用自锁螺母;两级盘上的装置边与承力锥之间接管圆柱面放心,紧度配合,磨擦传扭。

螺栓的形态如图6所示。该螺杆两头带螺纹,中间段为相似于行动场跑道的形态。该段的长度比承力锥在此处的厚度略小一些,与承力锥上相同形态的孔配合防御螺栓转折。跑道形的孔应力会集状态比圆孔好。

装置时,先将螺杆插入2级盘装置边上的孔中,拧紧右侧的自锁螺母,再将承力锥以及1级盘装入,用专用工具拧紧左侧的自锁螺母。承力锥再与轴衔接组成转子。

图六、特型螺栓

如今，建筑领域各项规范已逐渐成熟，机械锚栓的应用更是为锚固领域带来了福音。随着国民经济水平的不断提高，人们对建筑类产品的性能也有了更高的要求，相信未来更多、更新、更合理的锚固产品与连接方式将会不断被创造，更需要我们共同努力，不断创新！

(2)长螺栓衔接在一些倡导机中接管,可用中间长螺栓或者沿圆周扩散的多根长螺栓将多少级盘以及轴(鼓筒轴、先后轴)一起衔接起来。

图7所示的 AЛ31Ф低压压气机转子后三级盘及篦齿封严盘以及第4级盘后的装置边的衔接,各级盘间都夹着一个等直径的鼓筒,鼓筒与盘靠圆柱面定位,用一组长螺杆将鼓筒以及各级轮盘拉紧,靠端面磨擦传扭。

为防御鼓筒在夹紧时发生变形,鼓筒以及长螺杆间还装有衬套。螺杆在与盘配合的位置处直径加大,用来径向定位,须要时还可剪切传扭。各级盘缘处均左右外伸,相互之间接管圆柱面配合,组成外层鼓筒以及封严结构,进一步削减了刚性。

装置时必须严厉操作螺杆的预紧力,以防使命时转子刚性变差,或者螺杆内应力过大,致使断裂;同时还要保障各杆的受力平均。

图七、АЛ31Ф低压压气机转子(右图为轮盘、鼓筒衔接处详图)

涡轴7倡导机压气机转子接管了多根长螺栓的衔接方式,如图8所示。它由3级轴流及1级离心组成,盘与盘间接管定距环定位,经由一周均布的多少多个长螺栓加预紧力拧紧,将离心叶轮与三级轴流盘衔接成一体。

图八、涡轴7倡导机燃气发生器转子结构图