压气机试验件的转子组件及压气机试验件制造技术

本发明专利技术公开了一种压气机试验件的转子组件及压气机试验件，转子组件包括：用于增大气体流速和气体压力的压气机叶片盘，用于平衡轴向作力与压气机叶片盘同轴设置的平衡盘，用于拉紧转子组件和传递轴向力的中心拉杆，中心拉杆贯穿并锁紧压气机叶片盘和平衡盘，用于扭矩传递轴向力并与平衡盘固定连接的动力输入轴，用于将转子组件支撑于机匣上的支撑结构，支撑结构包括第一支撑件和第二支撑件，第一支撑件和第二支撑件分别设置在压气机叶片盘的前端和后端，平衡盘设置在第二支撑件之后。本发明专利技术的结构设计显著减小了转子的支撑跨距，减小转子组件旋转时产生的弯曲挠度，增强转子组件自身刚性强度，提高转子组件的临界转速裕度。

Rotor Component and Compressor Test Component of Compressor Test Component

The invention discloses a rotor assembly of a compressor test piece and a compressor test piece. The rotor assembly includes a compressor blade disk for increasing gas flow rate and pressure, a balancing disk for balancing axial force and coaxial setting of compressor blade disk, a central pulling rod for tightening the rotor assembly and transmitting axial force, and a central pulling rod for penetrating and locking compressor blade disk. The weighing plate is a power input shaft used to transfer the axial force of the torque and fix the balance disk. It is used to support the rotor assembly on the casing. The supporting structure includes the first support and the second support. The first support and the second support are located at the front and back ends of the compressor blade disk respectively, and the balance plate is located behind the second support. The structure design of the invention significantly reduces the support span of the rotor, reduces the bending deflection of the rotor component when rotated, enhances the rigidity strength of the rotor component itself, and improves the critical speed margin of the rotor component.

【技术实现步骤摘要】
压气机试验件的转子组件及压气机试验件
本专利技术涉及航空发动机试验件领域，特别地，涉及一种压气机试验件的转子组件。此外，本专利技术还涉及一种包括上述压气机试验件的转子组件的压气机试验件。
技术介绍
航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械，为航空器提供飞行所需动力的发动机，随着科学技术的发展，航空发动机的性能不断提高。发动机在确定总体结构后，例如压气机、燃烧室、涡轮等各部件要设计试验件进行试验，以获取部件气动性能及振动特征，为整机的部件间匹配及优化改进提供支撑。与发动机相比，压气机试验件轴向力不能实现自平衡，必须在转子上增加平衡结构，否则轴向力将损坏轴承。压气机试验件在进行性能试验时，存在因转子变形过大导致转、静子碰磨，进而引发更严重的振动，造成叶片损伤或试验件损坏等问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种压气机试验件的转子组件及压气机试验件，以解决压气机试验件的转子组件在旋转时，转子易产生的弯曲挠度，使得转子刚度较弱和临界转速度不足的技术问题。本专利技术采用的技术方案如下：一种压气机试验件的转子组件，转子组件包括：用于增大气体流速和气体压力的压气机叶片盘，用于平衡轴向作力与压气机叶片盘同轴设置的平衡盘，用于拉紧转子组件和传递轴向力的中心拉杆，中心拉杆贯穿并锁紧压气机叶片盘和平衡盘，用于扭矩传递轴向力并与平衡盘固定连接的动力输入轴，用于将转子组件支撑于机匣上的支撑结构，支撑结构包括第一支撑件和第二支撑件，第一支撑件和第二支撑件分别设置在压气机叶片盘的前端和后端，平衡盘设置在第二支撑件之后。进一步地，压气机叶片盘包括依次排布的轴流第一级叶片盘、轴流第二级叶片盘和离心叶轮；轴流第二级叶片上设有沿压气机叶片盘内腔伸出用于径向限位的第一轴颈，第一轴颈安装有处于轴流第一级叶片盘的盘心位置的第一支撑件；第二支撑件安装在离心叶轮后端的第二轴颈上。进一步地，第一支撑件，包括用于转动连接处于第一轴颈上的第一自由端、用于转动连接并与机匣固定连接的第二自由端；第一自由端与第二自由端通过滚珠轴承连接；第二支撑件，包括用于转动连接处于第二轴颈上第三自由端、用于转动连接并与机匣固定连接的第四自由端；第三自由端与第四自由端通过滚棒轴承连接。进一步地，轴流第一级叶片盘、轴流第二级叶片盘与前轴颈采用一体结构。进一步地，轴流第一级叶片盘采用悬臂布设。进一步地，轴流第二级叶片盘与离心叶轮采用端齿定心传扭；离心叶轮与平衡盘采用止口定位连接；离心叶轮与平衡盘采用花键传扭。进一步地，平衡盘与动力输入轴采用止口定位连接、嵌套连接或多点螺栓连接中的至少一种；或者，平衡盘与动力输入轴采用多点连接、线连接或面连接中的至少一种；平衡盘与动力输入轴连接处设有封严篦齿。进一步地，中心拉杆的第一端与平衡盘采用螺栓连接，中心拉杆的第二端贯穿并锁定第一轴颈；中心拉杆与第一轴颈采用螺栓锁定、插销锁定、滑槽锁定、滑块锁定或楔块锁定中的至少一种。进一步地，第一支撑件与机匣之间、第二支撑件与机匣之间、压气机叶片盘的后端腔与机匣之间或压气机叶片盘与平衡盘之间中的至少一处布设有封严篦齿；平衡盘径向方向布设有封严篦齿与机匣间隙配合；第一级叶片盘上设置用于调整转子组件动平衡并在第一级叶片盘上可拆卸的平衡件；平衡件采用平衡块、平衡条或平衡面中的至少一种。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种压气机试验件，包括上述压气机试验件的转子组件。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的压气机试验件的转子组件包括压气机叶片盘、平衡盘、动力输入轴、中心拉杆和支撑结构，压气机试验件的转子组件设置为双支撑结构，平衡盘后不再设置支撑，按照1-1-0的形式支撑布局，将支撑结构布设在压气机叶片盘的前端和后端，平衡盘设置在所述第二支撑件之后。压气机试验件的转子组件的结构设计，减少第一支撑件和第二支撑件之间的支撑跨距，平衡盘后不再设置支撑，并且只采用两支撑件，有效的缩短转子组件跨距的距离。一方面，支撑结构的跨距与转子组件的刚性成反比例关系，随着支撑结构的跨距的减少，转子组件的刚性显著增加，减小转子组件旋转时产生的弯曲挠度，提升运转可靠性；另一方面，转子组件跨距与临界转速度成反比例关系，因此可以通过调节转子组件跨距，使得转子组件的工作转速远离临界转速裕度，有效的降低振动风险。本专利技术的压气机试验件的转子组件的结构设计，显著减小了转子的支撑跨距，有利于减小转子组件旋转时产生的弯曲挠度，增强转子组件自身刚性强度，提高转子组件的临界转速裕度，提升转子组件的运转可靠性。压气机试验件的转子组件的设置为双支撑结构，第一支撑件和第二支撑件，支撑件的减少可以节省支撑件的润滑及封严引气结构，降低加工及试验成本。通过试验测试，表明压气机试验件的转子组件运转安全平稳，未发生因不平衡引起的局部弯曲振动和因临界转速裕度不足引起的共振等问题。本专利技术的压气机试验件，采用压气机试验件的转子组件，通过显著减小了转子的支撑跨距，并保证压气机出口气流沿径向流出。压气机试验件结构简单，运转稳定，取得的试验数据稳定，符合发动机的试验要求。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术优选实施例的本实施例的压气机试验件的转子组件示意图。附图标记说明：1、压气机叶片盘；11、轴流第一级叶片盘；12、轴流第二级叶片盘；13、离心叶轮；2、平衡盘；3、动力输入轴；4、中心拉杆；5、支撑结构；51、第一支撑件；52、第二支撑件；121、第一轴颈；131、第二轴颈。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。图1是本专利技术优选实施例的本实施例的压气机试验件的转子组件示意图。如图1所示，本实施例的压气机试验件的转子组件，转子组件包括：用于增大气体流速和气体压力的压气机叶片盘1，用于平衡轴向作力与压气机叶片盘1同轴设置的平衡盘2，用于拉紧转子组件和传递轴向力的中心拉杆4，中心拉杆4贯穿并锁紧压气机叶片盘1和平衡盘2，用于扭矩传递轴向力并与平衡盘2固定连接的动力输入轴3，用于将转子组件支撑于机匣上的支撑结构5，支撑结构5包括第一支撑件51和第二支撑件52，第一支撑件51和第二支撑件52分别设置在压气机叶片盘1的前端和后端，平衡盘2设置在第二支撑件52之后。本专利技术的压气机试验件的转子组件包括压气机叶片盘1、平衡盘2、动力输入轴3、中心拉杆4和支撑结构5，压气机试验件的转子组件设置为双支撑结构5，平衡盘后不再设置支撑，按照1-1-0的形式支撑布局，将支撑结构5布设在压气机叶片盘1的前端和后端，平衡盘2设置在第二支撑件52之后。压气机试验件的转子组件的结构设计，减少第一支撑件51和第二支撑件52之间的支撑跨距，平衡盘2后不再设置支撑，并且只采用两支撑件，有效的缩短转子组件跨距的距离。一方面，支撑结构5的跨距与转子组件的刚性成反比例关系，随着支撑结构5的跨距的减少，转子组件的刚性显著增加，减小转子组件旋转时产生的弯曲挠度，提升运转可靠性；另一方面，转子组件跨距与临界转速度成反比例关系，因本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压气机试验件的转子组件，所述转子组件包括：用于增大气体流速和气体压力的压气机叶片盘(1)，用于平衡轴向作力与所述压气机叶片盘(1)同轴设置的平衡盘(2)，用于拉紧所述转子组件和传递轴向力的中心拉杆(4)，所述中心拉杆(4)贯穿并锁紧所述压气机叶片盘(1)和所述平衡盘(2)，用于扭矩传递轴向力并与平衡盘(2)固定连接的动力输入轴(3)，用于将所述转子组件支撑于机匣上的支撑结构(5)，其特征在于，所述支撑结构(5)包括第一支撑件(51)和第二支撑件(52)，所述第一支撑件(51)和第二支撑件(52)分别设置在所述压气机叶片盘(1)的前端和后端，所述平衡盘(2)设置在所述第二支撑件(52)之后。

【技术特征摘要】
1.一种压气机试验件的转子组件，所述转子组件包括：用于增大气体流速和气体压力的压气机叶片盘(1)，用于平衡轴向作力与所述压气机叶片盘(1)同轴设置的平衡盘(2)，用于拉紧所述转子组件和传递轴向力的中心拉杆(4)，所述中心拉杆(4)贯穿并锁紧所述压气机叶片盘(1)和所述平衡盘(2)，用于扭矩传递轴向力并与平衡盘(2)固定连接的动力输入轴(3)，用于将所述转子组件支撑于机匣上的支撑结构(5)，其特征在于，所述支撑结构(5)包括第一支撑件(51)和第二支撑件(52)，所述第一支撑件(51)和第二支撑件(52)分别设置在所述压气机叶片盘(1)的前端和后端，所述平衡盘(2)设置在所述第二支撑件(52)之后。2.根据权利要求1所述的压气机试验件的转子组件，其特征在于，所述压气机叶片盘(1)包括依次排布的轴流第一级叶片盘(11)、轴流第二级叶片盘(12)和离心叶轮(13)；所述轴流第二级叶片上设有沿所述压气机叶片盘(1)内腔伸出用于径向限位的第一轴颈(121)，所述第一轴颈(121)安装有处于所述轴流第一级叶片盘(11)的盘心位置的第一支撑件(51)；所述第二支撑件(52)安装在所述离心叶轮(13)后端的第二轴颈(131)上。3.根据权利要求1所述的压气机试验件的转子组件，其特征在于，所述第一支撑件(51)，包括用于转动连接处于所述第一轴颈(121)上的第一自由端、用于转动连接并与机匣固定连接的第二自由端；所述第一自由端与所述第二自由端通过滚珠轴承连接；所述第二支撑件(52)，包括用于转动连接处于所述第二轴颈(131)上第三自由端、用于转动连接并与机匣固定连接的第四自由端；所述第三自由端与所述第四自由端通过滚棒轴承连接。4.根据权利要求1所述的压气机试验件的转子组件，其特征在于，所述轴流第一级叶...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕顺日，景晓明，
申请(专利权)人：中国航发湖南动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：湖南,43