改进压气机盘的拉刀设计

我厂研制的发动机,其压气机转子共有十级轮盘,轮盘榫槽为燕尾形式,有三种共458个榫槽,其中1～2级有56个,3～9级有341个,10级有61个,技术要求见图1。     

射流围转组合钻床

射流围转组合钻床是加工压气机转子组合件的专用设备,用于钻、铰前轴颈与一级盘配合处的29个φ8~( 0.013)毫米的销孔和钻、铰九级盘与后轴颈配合处的65个     

基于ANSYS的涡轴发动机组合压气机转子参数化仿真系统的开发

分析了涡轴发动机组合压气机转子的结构特点和设计特点,并将参数化设计思想引入到组合压气机的设计分析中,利用ANSYS提供的APDL和UIDL开发工具,开发了涡轴发动机组合压气机参数化有限元分析系统,实现了某涡轴发动机组合压气机转子各级叶片、各级轮盘、各级叶盘以及整级组件的全参数驱动的有限元建模及分析.     

高压转子维修单元体跳动评价方法

为了提升航空发动机高压转子维修单元体的装配质量，针对当前高压转子维修单元体跳动评价方法中普遍存在的沿程 测量误差问题，通过分析维修单元体转子偏心量与组合转子偏心量之间的影响关系，同时避免复杂的空间坐标变换计算，建立了 高压组合转子结合面偏心量快速预估模型，提出以支承轴颈处偏心量来评价高压转子维修单元体跳动的方法。采用该方法可快 速预估组合转子中间结合面偏心量范围，也可对批量压气机转子和涡轮转子实施最优配对。结果表明：在满足高压组合转子跳动 设计要求的前提下，改进后的跳动评价方法使高压转子维修单元体不合格率从最高约67%降低到约8%，有效提升了转子装配质 量，提高了装配效率。该跳动评价方法对于航空发动机转子装配、组合转子配对以及连接质量评估等工作的开展具有较强的工程 指导意义。     

叶片机转子叶片在轮盘上排配问题的探讨

现在高速叶片机转子(如化工、航空用轴流式压气机)在力学上的动、静平衡要求是十分严格的。以某型涡轮喷气发动机压气机转子部件为例,从该部件的外效应——振动要求来看,必须保证转子部件只有很小的动不平衡度(不大于5克·厘米)。从其内效应因——单级盘静不平衡度而引起的附加内应力和转子轴线的弯曲变形来看,必须保证转子每一横截面(在此即每一级轮盘装叶片的横截面)的静不平衡度为最小值。在力学上以“重径积”来衡量。     

航空发动机可拆卸盘鼓型转子拉杆螺栓装配紧度辨识方法

针对沿轮盘周向分布的拉杆螺栓装配紧度是影响航空发动机可拆卸盘鼓型转子振动特性的一个重要因素,提出了一种拉杆螺栓装配紧度辨识方法.通过对可拆卸盘鼓型转子进行激振测试,提取提升小波包分解重构信号的相对能量特征,然后定义拉杆螺栓装配紧度熵将相对能量特征映射到拉杆螺栓装配紧度辨识空间.实验研究了拉杆螺栓由松到紧的3种状态,结果表明装配紧度熵具有单调一致性递减规律.实验测试了外场服役的某型航空发动机可拆卸盘鼓型转子拉杆螺栓的装配紧度状态,结果表明拉杆螺栓装配紧度发生退化,拉杆螺栓处于松动状态.      

整体压气机转子结构优化设计

以航空发动机整体压气机转子优化设计分析为工程背景,建立整体压气机转子的优化模型,选择重量最轻为目标函数,进行轴对称热弹塑性有限元分析,采用设计尺寸、局部应力、局部低循环疲劳寿命、轮盘破裂转速等约束函数,同时还在形状描述方式、自动分网、灵敏度分析、后处理接口等方面作了大量研究工作,在此基础上研制了整体压气机转子优化设计程序,并应用到实际压气机转子和涡轮盘优化设计,在满足强度和寿命要求的同时。      

高压压气机盘瞬态温度场计算研究

为了对压气机轮盘疲劳寿命评估和结构优化提供相应的温度场数据,采用有限元分析软件ANSYS,建立了某型发动机高压压气机转子的二维整体模型,讨论了高压压气机不同部位的边界条件和旋转盘腔内换热的规律,对高压压气机在发动机从慢车状态到最大状态下的瞬态温度场进行了计算,并分析了盘的径向温差随时间变化关系。计算结果表明：各级盘的径向温差产生在轮缘与盘中心孔附近的厚块之间;在温度场趋于稳定的过程中,径向温差先增大后减小;各级盘的最大径向温差随转子级数增加而增大。     

GE90发动机的新压气机

GE公司计划到今年末为GE90发动机完成提高效率的压气机的研究、试飞和取证工作.新压气机将保持原来的气流流路,但采用了三元气动力程序,以便对前10级转子和静子叶片重新构形.GE公司认为他们能够提高压气机效率1.5%～2%和增加排气温度裕度约20℃.这种信心来自A32O客机上所用的CFM56-5BP发动机的经验,因为该发动机设计也采用了三元气动力程序.虽然还没有航空公司要求这些改进,但     

多级盘结构转子的工艺装配优化设计方法

对于多级盘结构的转子,例如航空发动机的压气机转子,尽管在工程设计中,对每级盘的不平衡量进行了严格的控制,但是如果装配工艺设计不当,多级轮盘的不平衡量在高速旋转过程中形成的作用于轴颈上的力和力矩是很可观的,严重时将影响整个转子系统的振动品质。为了解决这个问题,本文提出了一种采用Powell法优化各级盘的角向安装位置的工艺装配设计方法,从而消除了作用于轴颈上的力和力矩。     

轮盘止口定心传扭结构配合面过盈量估算方法

针对涡桨发动机压气机轮盘止口定心传扭结构配合面过盈量开展研究,为其设计提供理论依据。基于拉梅公式并考虑离心载荷的作用建立套装圆筒的力学模型,利用胡克定律和变形协调方程建立套装圆筒在高转速下配合面过盈量与剩余套装应力、转速之间的关系,进而导出轮盘过盈传扭结构配合面过盈量与扭矩、转速之间的关系,提出一种在一定工况下配合面最小过盈量的估算方法,为轮盘止口定心传扭结构的设计和分析提供了理论依据,具有工程应用价值。     

整体叶盘在航空发动机上的应用和发展

通常,压气机转子叶片均以叶身下的榫头(多为燕尾形)装于轮缘的榫槽中,再用锁紧装置将叶片锁定在轮盘上。80年代中期,在发动机结构设计中,出现了一种称之为“整体叶盘”(BliSk)的结构,它是将转子叶片和轮盘作成一体,省去了联接用的榫头、榫槽,使结构大为简化。整体转子和整体叶盘叶片与轮盘作为一体并不是近期的设计,在60和70年代发展的一些小型发动机的轴流-离心式     

叶片质量矩优化排序中遗传算法的应用

针对某型发动机压气机转子,考虑叶片质量矩和初始不平衡量,采用遗传算法,对叶片进行优化排序以达到减少转子不平衡量的目的.经过对10余台发动机转子叶片质量矩优化排序验证,结果表明:整个转子的不平衡量大大减小,该方法可在实际发动机转子动平衡中推广应用.     

燃气涡轮发动机压气机轮盘拓扑优化设计方法

为填补国内发动机设计体系初始阶段的不足,基于渐进结构法建立了一套适用于燃气发动机压气机转子轮盘的拓扑优化设计方法,充分考虑工程需求,对优化过程中可能出现的主结构断裂、封闭环腔结构问题,以及优化过程不可逆的缺陷,分别提出了限定全局与优化子步中可优化域、人为控制优化进程等应对措施。以轮缘径向位移协调为目标的算例表明,该方法有效提高了轮盘处内流道的保形效果,具有流程可行性与结果有效性,从而具备良好的工程实用性。     

一种多级轴流压气机不同工况叶尖间隙预估模型

考虑热负荷以及机械负荷的影响,建立了一种多级轴流压气机不同工况叶尖间隙的预估模型.模型针对多级轴流压气机考虑了温度在径向和轴向的分布,保证了模型的准确性.通过与通用电气公司E3发动机试验结果的对比,计算模型预估叶尖间隙在第3,5,10级的相对误差分别为0.8%,5.6%,3.7%,显示该方法能很好地揭示叶尖间隙在不同工况下的变化规律.模型在叶尖间隙随轮盘内腔冷气流量的变化趋势上预估与试验是一致的,在第3,10级叶尖间隙预估值的相对误差分别为9.7%,6.7%.试验中使用主动控制技术,得到其所能达到的最大叶尖间隙关小量在第10级转子处为0.2032mm,而模型预估所得调节流量所能达到的最大叶尖间隙关小量在第10级转子处为0.14mm,显示模型较好地反映了主动叶尖间隙控制技术的效果.      

一种整体叶盘的加工方法--线性摩擦焊

论述了在一些现代发动机风扇、压气机中采用的整体叶盘结构的特点、使用情况与加工方法,着重介绍了一种整体叶盘最新的加工方法──线性摩擦焊。分析了这种方法的加工原理、特点与成用前景。通常,航空燃气涡轮发动机的压气机及风扇工作叶片（即转子叶片）均用其叶身下的排头（多为燕尾型）装于轮盘轮缘的样槽中,再用锁紧装置将叶片锁定于轮盘中。80年代中期,在航空发动机结构设计方面,出现了一种称之为“整体叶盘”或简称“叶盘”（Blisk）的结构。它是将工作叶片和轮盘作成一体,省去了连接用的样头、样槽,使零件数目大大减少、结构…     

立式拉床冷却润滑液的改进

我车间的英国立式拉床XS30×66A主要担负着加工压气机1～10级轮盘榫槽和桨轴端面齿,其设计要求高:桨轴材料为40CrNiMoA,其端面有96个齿,齿型面与标准件着色面积不小于全部齿工作面积的50％,其他要求见图1;轮盘榫槽为燕尾形式,有三种共458个榫     

大长径比外圆与内孔加工

如图1所示大长径比细长杆外圆与深孔加工,材料是30CrMnSi加工性能差,毛料是厚壁管材,加工量约为0.35～0.5毫米左右,又有不同程度的弯曲,管内原有约为2～2.5毫米内孔,加工孔时客观上起导向作用,且壁厚不均,上下差可达0.2毫米左右,由于外径工量很小,且不能热处理,故内应力不能消除,加工后变形大,此件技术要求是(外径负0.2毫米,壁厚差不大于0.2毫米,即内孔直线偏差在0.2毫米以内,全长跳动不大于0.2毫米)就很难达到。针对零件材料状况和要求,进行了工艺分析,为保证技术要求采取了以下措施。     

静轴式压气机结构设计与静力学性能分析

为满足小型无人机和导弹等航空器使用的航空发动机的要求,基于轴流式压气机结构,提出了一种主轴固定、内静子、外转子的新型“静轴式压气机”构型。通过对压气机基元级运动模型简化分析,建立了空气在压气机基元级压缩过程的动力学模型,确定两段压气机与中间泄气隔断结构参数,进一步计算得出各级出口温度变化曲线。结合理论计算,对静轴式压气机部件进行三维建模,运用Fluent软件验证基元级增压原理,并在Workbench软件中开展关键转子部件的静力学仿真与性能分析。结果表明：静轴式压气机整体采用前四级后五级的九级压缩方式,总压比达到12,静温变化量达到51.5℃,满足高增压比、分段燃烧的需求;压气机基元级数值模拟结果满足增压原理,应力应变满足强度要求,转子结构设计最大变形量较传统压气机减小,可以满足小型飞行器用压气机的设计要求。     

压气机转子叶片叶冠封严槽磨削新设备

英国Newall公司生产了一种专门磨削压气机转子叶片叶冠封严槽的磨床,磨床布局与一般外圆磨床相似,但有以下特点: 1.工件回转直径大,以便将整个压气机各级转子叶片装配好后再进行磨削; 2.工件回转速度可达一万转/分,以接近转子实际工作状态,使压气机叶片与盘的榫槽配合间隙误差,由于离心力的作用得以消