陳光/文

航空倡導機轉子系統(tǒng)的結構包羅:轉子結構、轉子支承妄想與轉子支承結構等三全副。轉子系統(tǒng)的結構妄想,在很洪流平上影響倡導機的重量、堅貞性以及振動特色等。

因此,在倡導機發(fā)展歷程中,轉子結構、轉子支承結構的妄想,有較大的變換與發(fā)展;而轉子支承妄想在發(fā)展中也突出了簡化結構的腦子。

像20世紀60年月研制的斯貝倡導機中那樣重大的轉子結構妄想與支承妄想的妄想,在20世紀80年月發(fā)展的倡導機中已經(jīng)見不到了,取而代之的是重大、渙散的焊接轉子結構與支點數(shù)目少的支承妄想。

這種變換盡管該歸功于倡導機先進的氣動妄想(削減級數(shù))、先進的工藝方式(電子束焊、慣性磨擦焊接轉子)以及高精尖的加工伎倆(確保了支點的高度同心)等的發(fā)展與在倡導機中的奉背運用。

至于轉子支承結構的妄想,為知足倡導機壽命日益削減、堅貞性要求越來越高的需要,在20世紀80年月研制的倡導機中又寬泛接管在60年月中已經(jīng)患上到寬泛運用,但在70年月又不接管的擠壓油膜、帶擠壓油膜的彈性支座。

對于渦槳、渦軸倡導機,因為流入倡導機的空氣流量小,壓氣機、渦輪的直徑小,因此轉子轉速高達3~4萬轉每一分鐘甚至更高,轉子能源學的成果變患上尤為突出,以是在它們的轉子支承結構中,寬泛接管彈性支座、擠壓油膜以及帶擠壓油膜的彈性支座等。

此外,因為航空燃氣渦輪倡導機轉子轉速高、重量輕,支承轉子的轉動軸承簡略產(chǎn)生打滑征兆,每一每一要接管防御泛起滑蹭傷害的措施。

為了改善主軸滾珠軸承的使命條件,普及其堅貞性,在滾珠軸承處并列削減一滾棒軸承的支承結構,已經(jīng)在一些新倡導機,特意是用于波音777的 GE90倡導機中接管。預計在日后新研制的倡導機中將會患上到進一步發(fā)展。

圖一、斯貝 MK511低壓壓氣機轉子結構圖

轉子結構

2.1 轉子的根基結構方式

轉子可分為三種根基結構方式:鼓式、盤式以及攪渾式。

圖二、CFM56 2風扇增壓壓氣機轉子結構圖

2.1.1 鼓式轉子

鼓式轉子的根基構件是一圓柱形或者圓錐形鼓筒,借裝置邊以及螺栓等與先后軸頸連成一體。鼓筒外詳情加工有環(huán)向或者縱向燕尾形槽,用來裝置使命葉片。

圖1所示為斯貝 MK511渦扇倡導機的低壓壓氣機轉子,是典型的鼓式轉子結構。鼓筒分為先后兩段,每一段又由三段經(jīng)由氬弧焊對于接焊成。前段帶有前軸頸,后段帶有后軸頸。先后兩段用24個詳盡螺栓銜接,其中3個是圓柱形螺栓,起裝置放心浸染,其余為錐形螺栓,使命時放心傳扭。強度與剛性還在轉子的***后一級加之盤,如圖3所示。

圖3 、CF6風扇增壓壓氣機轉子結構圖

2.1.2 盤式轉子

盤式轉子由一組輪盤與中間軸組成,扭矩經(jīng)由盤軸傳遞。與鼓式轉子比照,盤式轉子強度好;主要弱點是抗彎剛性差,并簡略產(chǎn)生振動。當初這種轉子只用在單盤或者小流量壓氣機上。

2.1.3 攪渾式轉子

攪渾式轉子由盤、鼓筒以及軸組成。鼓筒與輪盤可能做成一體概況徑自制成。扭矩由軸、盤或者軸、鼓、盤逐級傳遞。攪渾式轉子兼有鼓式轉子抗彎剛性好及盤式轉子強度好的短處,以是在倡導機中患上到寬泛運用。其結構妄想也是多種多樣的。

圖4為CFM56倡導機的中間機轉子結構圖,是一典型的攪渾式轉子。該轉子壓氣機全副共9級,由1級渦輪動員,壓氣機與渦輪經(jīng)由鼓筒軸用短螺栓銜接。壓氣機的第3級盤處與前軸頸銜接,后軸與壓氣機后封嚴篦齒盤相銜接。

這多少處的銜接均接管帶自鎖螺母的短螺栓。壓氣機后與渦輪盤前均設有篦齒封嚴盤。壓氣機的前兩級鈦合金盤焊成一體,4~9級鎳基合金盤焊成一體。焊接方式均接管磨擦焊。該轉子的兩處篦齒環(huán)均帶有盤,這是因為該轉子的轉速較高,篦

齒產(chǎn)生的離心負荷較大。篦齒盤的結構在今世高轉速倡導機的中間機轉子上被寬泛接管。

圖四、 CFM56 3倡導機中間機轉子結構圖

2.2 轉子的銜接結構

轉子的銜接主要要解決盤盤銜接、盤軸銜接、葉片與盤的銜接等成果。前兩種銜接又可分為可裝置式以及不可裝置式兩種。

2.2.1 可裝置式銜接

可裝置式銜接有短螺栓、多根長螺栓、圓弧端齒加中間拉桿以及套齒銜接等方式。

(1)短螺栓銜接是今世倡導機上寬泛接管的一種結構。這種銜接結構艱深接管圓柱面放心,緊度配合,磨擦以及剪切配合傳扭。依據(jù)區(qū)別倡導機的區(qū)別結構,有林林總總的方式。

圖4所示轉子的多少處螺栓銜接均接管了這種銜接方式,其中的螺母又均接管了自鎖螺母。自鎖螺母不用打鎖片,靠螺母與螺桿之間的緊度等方式鎖緊,惟獨用限力扳手按給定的擰緊力矩擰緊即可,不光簡化了結構、使裝拆不便,而且可能據(jù)此計劃一些新的、特定的結構;

有些結構,不自鎖螺母則根基無奈實現(xiàn)。圖4所示的轉子的鼓筒軸與壓氣機轉子的銜接處便是在壓氣機轉子以及渦輪轉子分說失調(diào)好后,拆下渦輪后軸頸,從渦輪盤中間孔處伸入工具,擰緊該處的48個自鎖螺母。

圖五、兩級渦輪盤銜接

假如螺母不自鎖,還須打鎖片,根基就無奈裝置,這種結構也就不能實現(xiàn)。

圖5所示為某型倡導機的渦輪轉子銜接結構,兩級盤與承力錐之間的銜接接管的短螺栓結構,兩頭均用自鎖螺母;兩級盤上的裝置邊與承力錐之間接管圓柱面放心,緊度配合,磨擦傳扭。

螺栓的形態(tài)如圖6所示。該螺桿兩頭帶螺紋,中間段為相似于行動場跑道的形態(tài)。該段的長度比承力錐在此處的厚度略小一些,與承力錐上相同形態(tài)的孔配合防御螺栓轉折。跑道形的孔應力會集狀態(tài)比圓孔好。

裝置時,先將螺桿插入2級盤裝置邊上的孔中,擰緊右側的自鎖螺母,再將承力錐以及1級盤裝入,用專用工具擰緊左側的自鎖螺母。承力錐再與軸銜接組成轉子。

圖六、特型螺栓

如今，建筑領域各項規(guī)范已逐漸成熟，機械錨栓的應用更是為錨固領域帶來了福音。隨著國民經(jīng)濟水平的不斷提高，人們對建筑類產(chǎn)品的性能也有了更高的要求，相信未來更多、更新、更合理的錨固產(chǎn)品與連接方式將會不斷被創(chuàng)造，更需要我們共同努力，不斷創(chuàng)新！

(2)長螺栓銜接在一些倡導機中接管,可用中間長螺栓或者沿圓周擴散的多根長螺栓將多少級盤以及軸(鼓筒軸、先后軸)一起銜接起來。

圖7所示的 AЛ31Ф低壓壓氣機轉子后三級盤及篦齒封嚴盤以及第4級盤后的裝置邊的銜接,各級盤間都夾著一個等直徑的鼓筒,鼓筒與盤靠圓柱面定位,用一組長螺桿將鼓筒以及各級輪盤拉緊,靠端面磨擦傳扭。

為防御鼓筒在夾緊時發(fā)生變形,鼓筒以及長螺桿間還裝有襯套。螺桿在與盤配合的位置處直徑加大,用來徑向定位,須要時還可剪切傳扭。各級盤緣處均左右外伸,相互之間接管圓柱面配合,組成外層鼓筒以及封嚴結構,進一步削減了剛性。

裝置時必須嚴厲操作螺桿的預緊力,以防使命時轉子剛性變差,或者螺桿內(nèi)應力過大,致使斷裂;同時還要保障各桿的受力平均。

圖七、АЛ31Ф低壓壓氣機轉子(右圖為輪盤、鼓筒銜接處詳圖)

渦軸7倡導機壓氣機轉子接管了多根長螺栓的銜接方式,如圖8所示。它由3級軸流及1級離心組成,盤與盤間接管定距環(huán)定位,經(jīng)由一周均布的多少多個長螺栓加預緊力擰緊,將離心葉輪與三級軸流盤銜接成一體。

圖八、渦軸7倡導機燃氣發(fā)生器轉子結構圖