转子叶片换装方法技术

本发明专利技术提供一种转子叶片换装方法，其中，将待换装至转子盘的新叶片组安装到模拟盘的榫槽上，模拟盘的榫槽按照转子盘的榫槽加工；在模拟盘带动新叶片组旋转的情况下，对新叶片组的叶尖进行组合磨削加工，使得D01≤D1≤D02且R1≤R0；将组合磨削加工后的新叶片组换装至转子盘。上述转子换装方法可以在更换转子叶片时减少拆装，同时可以有效地控制换装前后转子装配状态。装配状态。装配状态。

Rotor blade replacement method

【技术实现步骤摘要】
转子叶片换装方法


[0001]本专利技术涉及一种转子叶片换装方法。

技术介绍

[0002]现代商用涡扇航空发动机为了追求高安全性、高可靠性和高经济性，以及满足适航和环境保护的要求，设计中不断提高涵道比、采用高热力循环参数和较小转静子间隙等手段，在部件效率获得提升的同时，也使得转子的振动问题尤为明显。对于高速旋转的动力装置而言，由于不平衡所导致的离心惯性力或力矩引起的振动会更加显著。
[0003]在航空发动机装配过程中，一般都要求转子组件在完成装配及平衡后才能装机，如果转子组件上部分零件需要更换，则更换后零件的转子组件需要重新平衡后才能继续装机。但从当前民用航空发动机的适航需求、经济性需求、在役持续时间需求来看，为避免零组件大规模拆分及复装带来的成本和时间影响，越来越要求发动机零组件具备良好的互换性和具有更多在线更换零件的可能性。航空发动机的高压压气机转子叶片是相对容易受损的零件，一旦发生超过限度的叶片损伤，极其容易造成发动机的重大事故。而在保持航空发动机整机绝大部分零组件基本不拆分的情况下更换转子叶片的技术和能力尤其重要，如果控制不好，其可能对航空发动机的振动水平造成较大影响。当前在发动机整机状态下更换高压压气机转子叶片的方法主要是先单独加工好单件叶片，然后直接替换原装机叶片，该方法面临问题是，更换叶片后的新转子组件的叶片叶尖直径、跳动和转子不平衡量实际值不可控，容易造成发动机的碰摩和振动风险。
[0004]因此，需要提供一种转子换装方法，可以减少对发动机的拆装，同时可以有效地控制换装前后转子装配状态。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种转子换装方法，可以在更换转子叶片时减少拆装，同时可以有效地控制换装前后转子装配状态。
[0006]本专利技术提供一种转子叶片换装方法，包括下述步骤：步骤S01、将待换装至转子盘的新叶片组安装到模拟盘的榫槽上，所述模拟盘的榫槽按照所述转子盘的榫槽加工；步骤S02、在所述模拟盘带动所述新叶片组旋转的情况下，对所述新叶片组的叶尖进行组合磨削加工，使得D01≤D1≤D02且R1≤R0，其中，D1=D
‑
Δ1，R1=R+2e，D01、D02是叶尖直径的许用范围的下限值、上限值，R0是许用叶尖跳动，D是所述新叶片组在所述模拟盘上组合磨削加工时的叶尖直径的实测值，Δ1是所述转子盘的榫槽的T线直径的实测值减去所述模拟盘的榫槽的T线直径的实测值得出的差值，R是所述新叶片组在所述模拟盘上组合磨削加工时的叶尖跳动的实测值，e是表征所述模拟盘的旋转中心与所述转子盘的旋转中心之间的差异的数值；步骤S03、将组合磨削加工后的所述新叶片组换装至所述转子盘。
[0007]在一个实施方式中，在步骤S01之前，所述转子叶片换装方法包括下述步骤：步骤S11、从所述转子盘拆除待更换的原叶片组，记录各原叶片的角向位置；步骤S12、称重所述
原叶片组所有原叶片的重量，并且基于步骤S11中记录的各原叶片的角向位置，计算所述原叶片组的合成不平衡量矢量；步骤S13、对所述新叶片组进行优化排序，使得所述新叶片组的合成不平衡量矢量最接近步骤S12中计算得到的所述原叶片组的合成不平衡量矢量；步骤S01中，按照步骤S13中优化排序后的角向位置，将所述新叶片组安装到所述模拟盘上。
[0008]在一个实施方式中，在步骤S03中，按照步骤S13中优化排序后的角向位置，将所述新叶片组换装至所述转子盘。
[0009]在一个实施方式中，在步骤S11中，还从所述转子盘拆除叶片平衡块，并且记录各叶片平衡块的角向位置；在步骤S01之前，所述转子叶片换装方法还包括下述步骤：步骤S21、按照步骤S11中记录的各原叶片和各叶片平衡块的角向位置，将所述原叶片组和所述叶片平衡块安装到所述模拟盘；步骤S22、利用所述模拟盘测量所述原叶片组和所述叶片平衡块的实际总合成不平衡量矢量，作为第一矢量；步骤S23、从所述模拟盘拆除所述原叶片组和所述叶片平衡块；在步骤S02之后，所述转子叶片换装方法还包括下述步骤：步骤S31、利用所述模拟盘平衡所述新叶片组，通过调整所述叶片平衡块的角向位置，使得第二矢量与所述第一矢量接近至预定程度，并且记录各叶片平衡块的角向位置，其中，所述第二矢量是所述新叶片组与所述叶片平衡块的实际总合成不平衡量矢量；在步骤S03中，还按照步骤S31中记录的各叶片平衡块的角向位置，将所述叶片平衡块换装至所述转子盘。
[0010]在一个实施方式中，判定所述第二矢量与所述第一矢量接近至预定程度的判定标准是：ΔV≤a0*V0；其中，，V1、α分别是所述第一矢量的矢量大小和方向角，V2、β分别是所述第二矢量的矢量大小和方向角，V0是许用不平衡量，a0为1/10~1/2。
[0011]在一个实施方式中，所述新叶片组包含源自所述原叶片组的部分原叶片和新换的部分新叶片。
[0012]在一个实施方式中，在步骤S11中，在发动机整机状态下，拆除对开机匣的上半机匣，借此，从所述转子盘拆除待更换的原叶片组。
[0013]在一个实施方式中，在步骤S01之前，所述转子叶片换装方法还包括下述步骤：步骤S41、在所述转子盘或所述模拟盘上试装所述新叶片组，并通过更换缘板加宽的叶片或者磨削叶片缘板的方式，将所述新叶片组的缘板间累积周向间隙调整到预定范围内。
[0014]在一个实施方式中，e=|e1
‑
e2|；其中，e1是通过测量所述转子盘的榫槽的跳动数据而获得的所述转子盘的榫槽的偏心量，e2是通过测量所述模拟盘的榫槽的跳动数据而获得的所述模拟盘的榫槽的偏心量。
[0015]上述转子叶片换装方法中，使用模拟盘带动新叶片组旋转的同时对新叶片组进行组合磨削加工，可以减小单件叶片加工后再装配产生的累积误差，确保新叶片组叶尖直径的均匀性，而且可以避免对转子盘进行拆装，而在发动机整机状态下更换转子叶片，也即在更换转子叶片时可以减少拆装。而且上述转子叶片换装方法考虑到模拟盘的榫槽与装机的转子盘的榫槽之间的差异，提供了使用模拟盘进行组合磨削加工时对叶尖直径和叶尖跳动进行控制的标准，因而可以精确地控制新叶片组的质量，可以有效地控制换装前后转子装配状态，因而可以整体提升加工效率和装配质量。
附图说明
[0016]本专利技术的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：图1是根据本专利技术第一实施例的示例性转子叶片换装方法的流程图。
[0017]图2是根据本专利技术第二实施例的示例性转子叶片换装方法的流程图。
[0018]图3是根据本专利技术第三实施例的示例性转子叶片换装方法的流程图。
具体实施方式
[0019]下面结合具体实施方式和附图对本专利技术作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施方式的内容限制本专利技术的保护范围。
[0020]例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转子叶片换装方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤S01、将待换装至转子盘的新叶片组安装到模拟盘的榫槽上，所述模拟盘的榫槽按照所述转子盘的榫槽加工；步骤S02、在所述模拟盘带动所述新叶片组旋转的情况下，对所述新叶片组的叶尖进行组合磨削加工，使得D01≤D1≤D02且R1≤R0，其中，D1=D
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Δ1，R1=R+2e，D01、D02是叶尖直径的许用范围的下限值、上限值，R0是许用叶尖跳动，D是所述新叶片组在所述模拟盘上组合磨削加工时的叶尖直径的实测值，Δ1是所述转子盘的榫槽的T线直径的实测值减去所述模拟盘的榫槽的T线直径的实测值得出的差值，R是所述新叶片组在所述模拟盘上组合磨削加工时的叶尖跳动的实测值，e是表征所述模拟盘的旋转中心与所述转子盘的旋转中心之间的差异的数值；步骤S03、将组合磨削加工后的所述新叶片组换装至所述转子盘。2.如权利要求1所述的转子叶片换装方法，其特征在于，在步骤S01之前，所述转子叶片换装方法包括下述步骤：步骤S11、从所述转子盘拆除待更换的原叶片组，记录各原叶片的角向位置；步骤S12、称重所述原叶片组所有原叶片的重量，并且基于步骤S11中记录的各原叶片的角向位置，计算所述原叶片组的合成不平衡量矢量；步骤S13、对所述新叶片组进行优化排序，使得所述新叶片组的合成不平衡量矢量最接近步骤S12中计算得到的所述原叶片组的合成不平衡量矢量；步骤S01中，按照步骤S13中优化排序后的角向位置，将所述新叶片组安装到所述模拟盘上。3.如权利要求2所述的转子叶片换装方法，其特征在于，在步骤S03中，按照步骤S13中优化排序后的角向位置，将所述新叶片组换装至所述转子盘。4.如权利要求2所述的转子叶片换装方法，其特征在于，在步骤S11中，还从所述转子盘拆除叶片平衡块，并且记录各叶片平衡块的角向位置；在步骤S01之前，所述转子叶片换装方法还包括下述步骤：步骤S21、按照步骤S11中记录的各原叶片和各叶片平衡块的角向位置，将所述原叶...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪俊熙，潘泽宇，李继保，苏巧灵，曹传军，陆晓锋，
申请(专利权)人：中国航发商用航空发动机有限责任公司，
类型：发明
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