陳光/文

航空倡導(dǎo)機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包羅:轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)子支承妄想與轉(zhuǎn)子支承結(jié)構(gòu)等三全副。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)妄想,在很洪流平上影響倡導(dǎo)機(jī)的重量、堅(jiān)貞性以及振動(dòng)特色等。

因此,在倡導(dǎo)機(jī)發(fā)展歷程中,轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)子支承結(jié)構(gòu)的妄想,有較大的變換與發(fā)展;而轉(zhuǎn)子支承妄想在發(fā)展中也突出了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的腦子。

像20世紀(jì)60年月研制的斯貝倡導(dǎo)機(jī)中那樣重大的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)妄想與支承妄想的妄想,在20世紀(jì)80年月發(fā)展的倡導(dǎo)機(jī)中已經(jīng)見(jiàn)不到了,取而代之的是重大、渙散的焊接轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與支點(diǎn)數(shù)目少的支承妄想。

這種變換盡管該歸功于倡導(dǎo)機(jī)先進(jìn)的氣動(dòng)妄想(削減級(jí)數(shù))、先進(jìn)的工藝方式(電子束焊、慣性磨擦焊接轉(zhuǎn)子)以及高精尖的加工伎倆(確保了支點(diǎn)的高度同心)等的發(fā)展與在倡導(dǎo)機(jī)中的奉背運(yùn)用。

至于轉(zhuǎn)子支承結(jié)構(gòu)的妄想,為知足倡導(dǎo)機(jī)壽命日益削減、堅(jiān)貞性要求越來(lái)越高的需要,在20世紀(jì)80年月研制的倡導(dǎo)機(jī)中又寬泛接管在60年月中已經(jīng)患上到寬泛運(yùn)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(duì)于渦槳、渦軸倡導(dǎo)機(jī),因?yàn)榱魅氤珜?dǎo)機(jī)的空氣流量小,壓氣機(jī)、渦輪的直徑小,因此轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速高達(dá)3~4萬(wàn)轉(zhuǎn)每一分鐘甚至更高,轉(zhuǎn)子能源學(xué)的成果變患上尤為突出,以是在它們的轉(zhuǎn)子支承結(jié)構(gòu)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?yàn)楹娇杖細(xì)鉁u輪倡導(dǎo)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速高、重量輕,支承轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)軸承簡(jiǎn)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(jiān)貞性,在滾珠軸承處并列削減一滾棒軸承的支承結(jié)構(gòu),已經(jīng)在一些新倡導(dǎo)機(jī),特意是用于波音777的 GE90倡導(dǎo)機(jī)中接管。預(yù)計(jì)在日后新研制的倡導(dǎo)機(jī)中將會(huì)患上到進(jìn)一步發(fā)展。

圖一、斯貝 MK511低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖

轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)

2.1 轉(zhuǎn)子的根基結(jié)構(gòu)方式

轉(zhuǎn)子可分為三種根基結(jié)構(gòu)方式:鼓式、盤(pán)式以及攪渾式。

圖二、CFM56 2風(fēng)扇增壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖

2.1.1 鼓式轉(zhuǎn)子

鼓式轉(zhuǎn)子的根基構(gòu)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(lái)裝置使命葉片。

圖1所示為斯貝 MK511渦扇倡導(dǎo)機(jī)的低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子,是典型的鼓式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。鼓筒分為先后兩段,每一段又由三段經(jīng)由氬弧焊對(duì)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(gè)詳盡螺栓銜接,其中3個(gè)是圓柱形螺栓,起裝置放心浸染,其余為錐形螺栓,使命時(shí)放心傳扭。強(qiáng)度與剛性還在轉(zhuǎn)子的***后一級(jí)加之盤(pán),如圖3所示。

圖3 、CF6風(fēng)扇增壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖

2.1.2 盤(pán)式轉(zhuǎn)子

盤(pán)式轉(zhuǎn)子由一組輪盤(pán)與中間軸組成,扭矩經(jīng)由盤(pán)軸傳遞。與鼓式轉(zhuǎn)子比照,盤(pán)式轉(zhuǎn)子強(qiáng)度好;主要弱點(diǎn)是抗彎剛性差,并簡(jiǎn)略產(chǎn)生振動(dòng)。當(dāng)初這種轉(zhuǎn)子只用在單盤(pán)或者小流量壓氣機(jī)上。

2.1.3 攪渾式轉(zhuǎn)子

攪渾式轉(zhuǎn)子由盤(pán)、鼓筒以及軸組成。鼓筒與輪盤(pán)可能做成一體概況徑自制成。扭矩由軸、盤(pán)或者軸、鼓、盤(pán)逐級(jí)傳遞。攪渾式轉(zhuǎn)子兼有鼓式轉(zhuǎn)子抗彎剛性好及盤(pán)式轉(zhuǎn)子強(qiáng)度好的短處,以是在倡導(dǎo)機(jī)中患上到寬泛運(yùn)用。其結(jié)構(gòu)妄想也是多種多樣的。

圖4為CFM56倡導(dǎo)機(jī)的中間機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖,是一典型的攪渾式轉(zhuǎn)子。該轉(zhuǎn)子壓氣機(jī)全副共9級(jí),由1級(jí)渦輪動(dòng)員,壓氣機(jī)與渦輪經(jīng)由鼓筒軸用短螺栓銜接。壓氣機(jī)的第3級(jí)盤(pán)處與前軸頸銜接,后軸與壓氣機(jī)后封嚴(yán)篦齒盤(pán)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(jī)后與渦輪盤(pán)前均設(shè)有篦齒封嚴(yán)盤(pán)。壓氣機(jī)的前兩級(jí)鈦合金盤(pán)焊成一體,4~9級(jí)鎳基合金盤(pán)焊成一體。焊接方式均接管磨擦焊。該轉(zhuǎn)子的兩處篦齒環(huán)均帶有盤(pán),這是因?yàn)樵撧D(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速較高,篦

齒產(chǎn)生的離心負(fù)荷較大。篦齒盤(pán)的結(jié)構(gòu)在今世高轉(zhuǎn)速倡導(dǎo)機(jī)的中間機(jī)轉(zhuǎn)子上被寬泛接管。

圖四、 CFM56 3倡導(dǎo)機(jī)中間機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖

2.2 轉(zhuǎn)子的銜接結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)子的銜接主要要解決盤(pán)盤(pán)銜接、盤(pán)軸銜接、葉片與盤(pán)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(zhǎng)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(dǎo)機(jī)上寬泛接管的一種結(jié)構(gòu)。這種銜接結(jié)構(gòu)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(dǎo)機(jī)的區(qū)別結(jié)構(gòu),有林林總總的方式。

圖4所示轉(zhuǎn)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(dú)用限力扳手按給定的擰緊力矩?cái)Q緊即可,不光簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)、使裝拆不便,而且可能據(jù)此計(jì)劃一些新的、特定的結(jié)構(gòu);

有些結(jié)構(gòu),不自鎖螺母則根基無(wú)奈實(shí)現(xiàn)。圖4所示的轉(zhuǎn)子的鼓筒軸與壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子的銜接處便是在壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子以及渦輪轉(zhuǎn)子分說(shuō)失調(diào)好后,拆下渦輪后軸頸,從渦輪盤(pán)中間孔處伸入工具,擰緊該處的48個(gè)自鎖螺母。

圖五、兩級(jí)渦輪盤(pán)銜接

假如螺母不自鎖,還須打鎖片,根基就無(wú)奈裝置,這種結(jié)構(gòu)也就不能實(shí)現(xiàn)。

圖5所示為某型倡導(dǎo)機(jī)的渦輪轉(zhuǎn)子銜接結(jié)構(gòu),兩級(jí)盤(pán)與承力錐之間的銜接接管的短螺栓結(jié)構(gòu),兩頭均用自鎖螺母;兩級(jí)盤(pán)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(dòng)場(chǎng)跑道的形態(tài)。該段的長(zhǎng)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(zhuǎn)折。跑道形的孔應(yīng)力會(huì)集狀態(tài)比圓孔好。

裝置時(shí),先將螺桿插入2級(jí)盤(pán)裝置邊上的孔中,擰緊右側(cè)的自鎖螺母,再將承力錐以及1級(jí)盤(pán)裝入,用專用工具擰緊左側(cè)的自鎖螺母。承力錐再與軸銜接組成轉(zhuǎn)子。

圖六、特型螺栓

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

(2)長(zhǎng)螺栓銜接在一些倡導(dǎo)機(jī)中接管,可用中間長(zhǎng)螺栓或者沿圓周擴(kuò)散的多根長(zhǎng)螺栓將多少級(jí)盤(pán)以及軸(鼓筒軸、先后軸)一起銜接起來(lái)。

圖7所示的 AЛ31Ф低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子后三級(jí)盤(pán)及篦齒封嚴(yán)盤(pán)以及第4級(jí)盤(pán)后的裝置邊的銜接,各級(jí)盤(pán)間都夾著一個(gè)等直徑的鼓筒,鼓筒與盤(pán)靠圓柱面定位,用一組長(zhǎng)螺桿將鼓筒以及各級(jí)輪盤(pán)拉緊,靠端面磨擦傳扭。

為防御鼓筒在夾緊時(shí)發(fā)生變形,鼓筒以及長(zhǎng)螺桿間還裝有襯套。螺桿在與盤(pán)配合的位置處直徑加大,用來(lái)徑向定位,須要時(shí)還可剪切傳扭。各級(jí)盤(pán)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(yán)結(jié)構(gòu),進(jìn)一步削減了剛性。

裝置時(shí)必須嚴(yán)厲操作螺桿的預(yù)緊力,以防使命時(shí)轉(zhuǎn)子剛性變差,或者螺桿內(nèi)應(yīng)力過(guò)大,致使斷裂;同時(shí)還要保障各桿的受力平均。

圖七、АЛ31Ф低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子(右圖為輪盤(pán)、鼓筒銜接處詳圖)

渦軸7倡導(dǎo)機(jī)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子接管了多根長(zhǎng)螺栓的銜接方式,如圖8所示。它由3級(jí)軸流及1級(jí)離心組成,盤(pán)與盤(pán)間接管定距環(huán)定位,經(jīng)由一周均布的多少多個(gè)長(zhǎng)螺栓加預(yù)緊力擰緊,將離心葉輪與三級(jí)軸流盤(pán)銜接成一體。

圖八、渦軸7倡導(dǎo)機(jī)燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖