压气机试验设备制造技术

提供一种压气机试验设备，包括：机匣机构及轮毂机构，机匣机构及轮毂机构之间限定流道；机匣机构包括进口导叶及多级静子叶片，进口导叶及多级静子叶片沿径向方向设置于机匣机构及轮毂机构之间，并被构造成绕各自的轴线旋转，适用于调节与进口导叶或静子叶片相邻的转子叶盘的进气角度，以提高工作裕度；轮毂机构包括主轴、安装于主轴前端的转子组件及安装于转子后端的平衡盘，位于转子组件之前的主轴与机匣机构之间安装有第一轴承，位于转子组件及平衡盘之间的主轴与机匣机构之间安装有第二轴承，位于平衡盘之后的主轴与机匣机构之间安装有第三轴承，第一轴承、第二轴承及第三轴承适用于对主轴进行支承。承适用于对主轴进行支承。承适用于对主轴进行支承。

【技术实现步骤摘要】
压气机试验设备


[0001]本公开涉及航空发动机/燃气轮机压气机
，尤其是一种压气机试验设备。

技术介绍

[0002]多级轴流压气机是燃气轮机的核心部件，其流量、压比、效率、稳定工作范围等参数对于燃气轮机的整机性能具有决定性的影响。
[0003]随着压气机载荷的提高，稳定性问题也愈发突出，在非设计转速下叶片排间的不匹配问题尤为显著，可采用多级导/静叶调节技术以提高压气机低工况性能。但是采用数值模拟方法对压气机低工况流场计算精度不高，难以得到最优的多级导/静叶调节规律，因此，可通过试验设备(如部件试验)来验证压气机的性能。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中的上述以及其他方面的至少一种技术问题，本专利技术提供一种压气机试验设备，机匣机构中的进口导叶及多级静子叶片被构造成可旋转结构，适用于调节转子叶盘的进气角度，以模拟实际运行工况获取相应的流场信息，有利于验证进口导叶及静子叶片对压气机的性能影响。并且通过多轴承的支承结构，可较为有效的提高压气机试验件的转子动力学特性，以维持试验过程的稳定性。
[0005]本公开提供一种压气机试验设备，包括：机匣机构及轮毂机构，所述机匣机构及轮毂机构之间限定流道；所述机匣机构包括进口导叶及多级静子叶片，所述进口导叶及多级所述静子叶片沿径向方向设置于所述机匣机构及轮毂机构之间，并被构造成绕各自的轴线旋转，适用于调节与所述进口导叶或静子叶片相邻的转子叶盘的进气角度，以提高工作裕度；所述轮毂机构包括主轴、安装于所述主轴前端的转子组件及安装于转子后端的平衡盘，位于所述转子组件之前的主轴与所述机匣机构之间安装有第一轴承，位于所述转子组件及平衡盘之间的主轴与所述机匣机构之间安装有第二轴承，位于所述平衡盘之后的主轴与所述机匣机构之间安装有第三轴承，所述第一轴承、第二轴承及第三轴承适用于对所述主轴进行支承。
[0006]在一种示意性的实施例中，还包括软连接组件，适用于将所述机匣机构固定于台架上，以通过所述软连接组件的形变补偿试验设备的轴向和/或径向方向上的位移。
[0007]在一种示意性的实施例中，还包括驱动机构，包括：作动环，套设于所述机匣机构的外侧，被构造成沿所述机匣机构的周向方向在第一位置及第二位置之间旋转；多个摇臂，沿周向方向均匀间隔设置于所述作动环上，每个所述摇臂的两端分别可枢转地连接在所述作动环及所述进口导叶或静子叶片上；以及驱动部，和所述作动环连接，适用于驱动所述作动环在所述第一位置及第二位置之间旋转。
[0008]在一种示意性的实施例中，所述机匣机构还包括由所述流道的进气侧至出气侧顺次连接的前框架组件、机匣组件、后框架组件及第三轴承固定组件。
[0009]在一种示意性的实施例中，所述前框架组件包括：进气机匣，包括第一内匣体及套
设于第一内匣体外侧的第一外匣体；导流盆，安装于所述第一内匣体的进气端；进气帽罩，安装于所述第一外匣体的进气端、并套设于所述导流盆的外侧，所述进气机匣、导流盆及进气帽罩之间限定所述流道的进气通道，适用于向流道提供进气气流；以及前弹支，设置于所述第一内匣体的内侧、适用于与所述第一轴承的外环装配，以限制所述轮毂机构的前端相对于所述机匣机构的径向位置。
[0010]在一种示意性的实施例中，所述前框架组件还包括第一轴承润滑油管路，设置于所述进气机匣上，适用于将外部的润滑油引导至所述第一轴承上；以及引气管路，设置于所述进气机匣上，适用于对将至少一部分所述润滑油气封于所述第一轴承内。
[0011]在一种示意性的实施例中，所述机匣组件包括静子机匣，所述静子机匣的一端安装在所述前框架组件上，所述静子机匣的另一端适用于安装所述后框架组件，所述进口导叶及多级所述静子叶片的轴向的一端可枢转地设置于所述静子机匣上，所述进口导叶及至少一部分所述静子叶片的轴向另一端安装在内支承上，以使所述进口导叶及至少一部分所述静子叶片的两端形成双支撑结构，以限制所述进口导叶及静子叶片相对于流道的位置。
[0012]在一种示意性的实施例中，后框架组件包括：排气机匣，安装在所述机匣组件上，包括第二内匣体及套设于第二内匣体外侧的第二外匣体，所述第二内匣体及第二外匣体之间限定所述流道的排气通道；多个支板，每个所述支板沿径向方向设置于所述第二内匣体及第二外匣体之间，适用于限制所述第二外匣体相对于所述第二内匣体的轴向位置；出口导叶，设置于所述第二内匣体及第二外匣体之间；以及第一封严环，设置于所述第二内匣体及轮毂机构之间。
[0013]在一种示意性的实施例中，所述出口导叶包括：外环部，设置于所述第二外匣体的进气端的内表面；内环部，套设于所述第二内匣体的进气端的外表面、的与所述外环部相面对的位置；以及出口导叶本体，设置于所述内环部及外环部之间，所述出口导叶本体与所述内环部一体制成，所述出口导叶本体的与所述外环部相面对的端部与所述外环部钎焊固定，以使所述出口导叶本体的两端均被限制。
[0014]在一种示意性的实施例中，后框架组件还包括第二轴承固定部，包括：第二轴承机匣，设置于所述第二内匣体上，所述第二轴承机匣的与所述主轴相面对的端部形成第二轴承座，适用于与所述第二轴承的外环装配，以限制所述轮毂机构的中部相对于所述机匣机构的径向位置；锁紧螺母，设置于所述第二轴承机匣上，适用于将所述第二轴承的外环限制于所述第二轴承座上；以及第二封严环，设置于所述第二轴承机匣与所述转子组件之间。
[0015]在一种示意性的实施例中，所述第三轴承固定组件包括：第三轴承机匣，安装在所述后框架组件上；第三轴承座，安装在所述第三轴承机匣上、适用于对所述第三轴承的外环进行固定，适用于对所述第三轴承进行刚性支承，以限制所述轮毂机构的后端相对于所述机匣机构的径向位置；第三封严环，安装在所述主轴与第三轴承座的前端之间；以及第四封严环，安装在所述主轴与第三轴承机匣的后端之间；其中，所述第三轴承机匣上设置有第三轴承润滑油管路及通大气气路，并且所述第三封严环及第四封严环均包括采用螺旋密封，以将由所述第三轴承泄漏的润滑油引导至所述第三轴承润滑油管路中。
[0016]在一种示意性的实施例中，所述轮毂机构还包括连接轴，安装于所述主轴的后端，适用于将所述主轴与所述台架的联轴器连接，以使所述主轴与安装于台架上的驱动设备动力连接。
[0017]在一种示意性的实施例中，多级所述转子叶盘沿流道的轴向方向排布、并顺次连接，位于流道前端的第一级转子叶盘一体形成前轴颈，所述前轴颈的外侧适用于套设所述第一轴承；其他多级所述转子叶盘中的一级转子叶盘被构造成通过键齿和所述主轴连接，以使每级所述转子叶盘均随所述主轴同步旋转。
[0018]在一种示意性的实施例中，每级所述转子叶盘均包括叶盘本体及多个沿周向均匀间隔设置于所述叶盘本体上的转子叶片，每个所述转子叶片均与所述叶盘本体一体制成。
[0019]根据本公开提供的试验设备，机匣机构中的进口导叶及多级静子叶片被构造成可旋转结构，适用于调节转子叶盘的进气角度，以模拟实际运行工况获取相应的流场信息，有利于验证进口导叶及静子叶片对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压气机试验设备，其特征在于，包括：机匣机构及轮毂机构，所述机匣机构及轮毂机构之间限定流道；所述机匣机构包括进口导叶(32)及多级静子叶片，所述进口导叶(32)及所述多级静子叶片沿径向方向设置于所述机匣机构及轮毂机构之间，并被构造成绕各自的轴线旋转，适用于调节与所述进口导叶(32)或静子叶片相邻的转子叶盘的进气角度，以提高工作裕度；所述轮毂机构包括主轴(19)、安装于所述主轴(19)前端的转子组件(1)及安装于转子后端的平衡盘(110)，位于所述转子组件(1)之前的主轴(19)与所述机匣机构之间安装有第一轴承(11)，位于所述转子组件(1)及平衡盘(110)之间的主轴(19)与所述机匣机构之间安装有第二轴承(18)，位于所述平衡盘(110)之后的主轴(19)与所述机匣机构之间安装有第三轴承(111)，所述第一轴承(11)、第二轴承(18)及第三轴承(111)适用于对所述主轴(19)进行支承。2.根据权利要求1所述的试验设备，其特征在于，还包括软连接组件(7)，适用于将所述机匣机构固定于台架上，以通过所述软连接组件(7)的形变补偿试验设备的轴向和/或径向方向上的位移。3.根据权利要求1或2所述的试验设备，其特征在于，还包括驱动机构，包括：作动环(313)，套设于所述机匣机构的外侧，被构造成沿所述机匣机构的周向方向在第一位置及第二位置之间旋转；多个摇臂(312)，沿周向方向均匀间隔设置于所述作动环(313)上，每个所述摇臂(312)的两端分别可枢转地连接在所述作动环(313)及所述进口导叶(32)或静子叶片上；以及驱动部，和所述作动环(313)连接，适用于驱动所述作动环(313)在所述第一位置及第二位置之间旋转。4.根据权利要求1或2所述的试验设备，其特征在于，所述机匣机构还包括由所述流道的进气侧至出气侧顺次连接的前框架组件(2)、机匣组件(3)、后框架组件(4)及第三轴承固定部(6)。5.根据权利要求4所述的试验设备，其特征在于，所述前框架组件(2)包括：进气机匣(23)，包括第一内匣体及套设于第一内匣体外侧的第一外匣体(231)；导流盆(21)，安装于所述第一内匣体的进气端；进气帽罩(22)，安装于所述第一外匣体(231)的进气端、并套设于所述导流盆(21)的外侧，所述进气机匣(23)、导流盆(21)及进气帽罩(22)之间限定所述流道的进气通道，适用于提供进气气流；以及前弹支(24)，设置于所述第一内匣体的内侧，适用于与所述第一轴承(11)的外环装配，以限制所述轮毂机构的前端相对于所述机匣机构的径向位置。6.根据权利要求5所述的试验设备，其特征在于，所述前框架组件(2)还包括：第一轴承润滑油管路(233)，设置于所述进气机匣(23)上，适用于将外部的润滑油引导至所述第一轴承(11)上；以及引气管路(234)，设置于所述进气机匣(23)上，适用于对将至少一部分所述润滑油气封于所述第一轴承(11)内。7.根据权利要求4所述的试验设备，其特征在于，所述机匣组件(3)包括静子机匣(31)，所述静子机匣(31)的一端安装在所述前框架组件(2)上，所述静子机匣(31)的另一端适用
于安装所述后框架组件(4)，所述进口导叶(32)及多级所述静子叶片的轴向的一端可枢转地设置于所述静子机匣(31)上，所述进口导叶(32)及至少一部分所述静子叶片的轴向另一端安装在内支承(311)上，以使所述进口导叶(32)及至少一部分所述静子叶片的两端形成双支撑结构，以限制所述进口导叶(32)及静子叶片相对于流道的位置。8.根据权利要求4所述的试验设备，其特征在于，后框架组件(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小玉，耿少娟，王文涛，丁林超，张宏武，杜娟，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
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