一种考虑预调同心的鼠笼弹性支撑结构设计方法技术

本申请属于发动机试验技术领域，具体涉及一种考虑预调同心的鼠笼弹性支撑结构设计方法。该方法包括：步骤S1、给出满足弹支刚度要求、疲劳要求及弹支限位间隙要求的鼠笼弹性支撑结构初始方案；步骤S2、计算鼠笼弹性支撑结构的弹支下沉量；步骤S3、当所述弹支下沉量超过所述弹支限位间隙的设定百分比时，将所述鼠笼弹性支撑结构按照给定的预调同心量进行偏心设计，所述预调同心量不超过所述弹支下沉量；步骤S4、对进行偏心设计的鼠笼弹性支撑结构进行疲劳校核，满足疲劳校核要求后固化鼠笼弹性支撑结构方案。本申请增加了预调同心设计，建立了考虑预调同心的鼠笼弹支设计方法，能够保证限位面或阻尼器油膜均匀度，进而保证减振效果。减振效果。减振效果。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑预调同心的鼠笼弹性支撑结构设计方法


[0001]本申请属于发动机试验
，具体涉及一种考虑预调同心的鼠笼弹性支撑结构设计方法。

技术介绍

[0002]航空发动机/航改燃机整机振动直接影响到寿命及安全，统计表明结构强度故障90％以上是由振动导致或与振动有关。航机/燃机结构复杂，工作情况恶劣，能够影响整机振动的因素很多，而采用弹支
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阻尼器结构是减小发动机振动、提高其稳定性最有效的方法，弹支阻尼器是指通过弹性结构支撑转子轴，同时弹性结构还与发动机壳体之间形成油膜孔，通过注入油液来提供振动阻尼。
[0003]在航空发动机(或航改燃机)动力学设计中，鼠笼弹支是优化整机振动特性最为常用的结构，配合挤压油膜阻尼器设计还能为系统提供额外阻尼，抑制振动。鼠笼弹支使用中发现，在支点径向载荷较大且鼠笼弹支柔度较大时，弹支静变形大，引起限位间隙或阻尼器油膜不均，进而导致振动抑制效果不良甚至失效。基于以上背景，就需要在弹支设计时考虑到限位环或阻尼器油膜间隙的同心度保证设计，即预调同心设计。
[0004]现有鼠笼弹支设计方法主要技术缺点是缺少预调同心设计，无法保证支点径向载荷条件下限位面/阻尼器油膜均匀度，减振效果无法保证甚至弹支直接失效。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题之一，本申请提供了一种考虑预调同心的鼠笼弹性支撑结构设计方法，通过鼠笼弹性支撑结构将动力涡轮转子支撑在弹支安装座上，所述鼠笼弹性支撑结构与所述弹支安装座之间设置有弹支限位间隙，所述弹支限位间隙内通过注油形成阻尼器油膜，其中，所述鼠笼式弹性支撑设计方法包括：
[0006]步骤S1、给出满足弹支刚度要求、疲劳要求及弹支限位间隙要求的鼠笼弹性支撑结构初始方案；
[0007]步骤S2、根据鼠笼弹性支撑结构的支点处的支点载荷及鼠笼弹性支撑结构的弹支刚度，计算鼠笼弹性支撑结构的弹支下沉量；
[0008]步骤S3、对比所述弹支下沉量与弹支限位间隙，当所述弹支下沉量超过所述弹支限位间隙的设定百分比时，将所述鼠笼弹性支撑结构按照给定的预调同心量进行偏心设计，所述预调同心量不超过所述弹支下沉量；
[0009]步骤S4、对进行偏心设计的鼠笼弹性支撑结构进行疲劳校核，满足疲劳校核要求后固化鼠笼弹性支撑结构方案。
[0010]优选的是，步骤S2中，弹支下沉量＝支点载荷/弹支刚度。
[0011]优选的是，所述设定百分比为15％～25％。
[0012]优选的是，所述设定百分比为20％。
[0013]优选的是，所述预调同心量为所述弹支下沉量的85％～95％。
[0014]优选的是，步骤S3进一步包括：
[0015]对比所述弹支下沉量与加工精度，当所述弹支下沉量小于加工精度时，不再进行偏心设计。
[0016]优选的是，步骤S3进一步包括：
[0017]所述偏心设计时，选取所述鼠笼弹性支撑结构与所述弹支安装座连接的止口位置处进行偏心加工。
[0018]本申请增加了预调同心设计，建立了考虑预调同心的鼠笼弹支设计方法，能够保证限位面或阻尼器油膜均匀度，进而保证减振效果。
附图说明
[0019]图1为本申请考虑预调同心的鼠笼弹性支撑结构设计方法的一优选实施例的流程图。
[0020]图2为本申请图1所示实施例的鼠笼弹性支撑结构安装示意图。
[0021]图3为本申请图2所示实施例的鼠笼弹性支撑结构右视图。
[0022]其中，1
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环形主体，2
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支臂，21
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安装边，3
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阻尼器油膜，100
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动力涡轮转子，101
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转子支撑轴承，102
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轴承外圈，103
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安装端，200
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弹支安装座，201
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翻边，300
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第一螺栓，400
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第二螺栓。
具体实施方式
[0023]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。
[0024]本申请提供了一种考虑预调同心的鼠笼弹性支撑结构设计方法，其中，鼠笼弹性支撑结构用于将动力涡轮转子100支撑在弹支安装座200上，如图2所示，所述鼠笼弹性支撑结构与所述弹支安装座200之间设置有弹支限位间隙，所述弹支限位间隙内通过注油形成阻尼器油膜3，以提供减振效果，参考图1，所述鼠笼式弹性支撑设计方法包括：
[0025]步骤S1、给出满足弹支刚度要求、疲劳要求及弹支限位间隙要求的鼠笼弹性支撑结构初始方案。
[0026]该步骤中，首先根据设计需求建立给出鼠笼弹性支撑结构方案，然后获取弹支刚度、弹支疲劳和弹支限位间隙，判断这些参数是否满足要求，如果不满足要求，则根据不满足项完成方案优化设计，直至设计出满足这些要求的鼠笼弹性支撑结构初始方案，在进行参数获取以及判断参数是否满足要求时，弹支的刚度和应力可以通过有限元仿真计算得到，刚度设计目标是满足转子动力学设计要求，疲劳需要满足储备要求。限位间隙则分为两类情况，一方面限位间隙影响疲劳储备，需要满足疲劳设计要求，另一方面在弹支还兼有挤压油膜阻尼器结构内环时，限位间隙还要考虑到油膜厚度的选取范围。
[0027]步骤S2、根据鼠笼弹性支撑结构的支点处的支点载荷及鼠笼弹性支撑结构的弹支刚度，计算鼠笼弹性支撑结构的弹支下沉量。
[0028]在一些可选实施方式中，弹支下沉量＝支点载荷/弹支刚度。
[0029]步骤S3、对比所述弹支下沉量与弹支限位间隙，当所述弹支下沉量超过所述弹支限位间隙的设定百分比时，将所述鼠笼弹性支撑结构按照给定的预调同心量进行偏心设计，所述预调同心量不超过所述弹支下沉量。
[0030]需要说明的是，由于鼠笼弹性支撑结构的主体部分大致为筒体结构，由内外环面构成，如图3所示，内环面可以通过轴承连接转子，简称轴承安装面，外环面支撑在弹支安装座上，简称为弹支安装柱面，所述偏心设计即使得轴承安装面与弹支安装柱面之间的距离沿周向不同，形成轴承安装面与弹支安装柱面的相对偏心。
[0031]该步骤中，偏心设计即为预调同心设计，在一些可选实施方式中，所述设定百分比为15％～25％，考虑到鼠笼弹性支撑结构及使用材料，一般将设定百分比选取为20％，弹支下沉量大于限位间隙的20％就需要考虑开展预调同心设计。在一些可选实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑预调同心的鼠笼弹性支撑结构设计方法，通过鼠笼弹性支撑结构将动力涡轮转子(100)支撑在弹支安装座(200)上，所述鼠笼弹性支撑结构与所述弹支安装座(200)之间设置有弹支限位间隙，所述弹支限位间隙内通过注油形成阻尼器油膜(3)，其特征在于，所述鼠笼式弹性支撑设计方法包括：步骤S1、给出满足弹支刚度要求、疲劳要求及弹支限位间隙要求的鼠笼弹性支撑结构初始方案；步骤S2、根据鼠笼弹性支撑结构的支点处的支点载荷及鼠笼弹性支撑结构的弹支刚度，计算鼠笼弹性支撑结构的弹支下沉量；步骤S3、对比所述弹支下沉量与弹支限位间隙，当所述弹支下沉量超过所述弹支限位间隙的设定百分比时，将所述鼠笼弹性支撑结构按照给定的预调同心量进行偏心设计，所述预调同心量不超过所述弹支下沉量；步骤S4、对进行偏心设计的鼠笼弹性支撑结构进行疲劳校核，满足疲劳校核要求后固化鼠笼弹性支撑结构方案。2.如权利要求1所述的考虑...

【专利技术属性】
技术研发人员：董超，杨昌祺，林金波，王晓伟，郑楠，梁媛媛，黄海，
申请(专利权)人：中国航发沈阳发动机研究所，
类型：发明
国别省市：