[發明專利]輪盤間端面齒接觸的燃氣輪機拉桿轉子預緊力設計校核方法

有效

• 申請號: 201410234823.0
• 申請日: 2014-05-29
• 公開（公告）號: CN104018887A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 袁奇;劉昕;劉洋
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F01D5/02
• 分類號: F01D5/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.輪盤間端面齒接觸的燃氣輪機拉桿轉子預緊力設計校核方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)計算燃氣輪機在靜態軸承支承時其重力彎矩沿軸向的分布，得到燃氣輪機的轉子所受的最大重力彎矩M_b及其位置，同時確定燃氣輪機運行時傳遞的扭矩M_t；

2)計算轉子受重力彎矩最大處接觸界面的截面參數，計算截面參數時將端面齒接觸面近似為平面圓環，該截面參數包括截面對直徑的軸慣性矩I_d和截面面積A；

3)計算轉子受重力彎矩最大接觸界面處重力產生的最大脫開應力σ和拉桿預緊力F產生的壓應力P_a，其公式如下：

σ＝M_bR_out/I_d???????????(1)

式中：R_out為接觸面外半徑；

P_a＝F/A???????????????(2)

定義彎曲剛度無量綱系數為γ_b，其公式如下：

γ_b＝σ/P_a?????????????(3)

確定彎曲剛度無量綱系數的數值，對于實際的燃氣輪機拉桿轉子，設置拉桿預緊力F，使彎曲剛度無量綱系數小于1.0；

4)計算端面齒接觸面上扭矩產生的軸向脫開力F_va，公式如下：

F_va＝4M_t×tan(α/2)/(R_in+R_out)????(4)

式中：α為齒形角，R_in為截面內半徑；

定義扭轉剛度無量綱系數為γ_t：

γ_t＝F_va/F???????????????(5)

校核扭轉剛度無量綱系數γ_t的數值，調整拉桿預緊力F，確保彎曲剛度無量綱系數和扭轉剛度無量綱系數均小于1.0；

當彎曲和扭轉剛度無量綱系數均小于1.0時，燃氣輪機拉桿轉子預緊力能夠確保輪盤之間接觸面不脫開。

2.根據權利要求1所述的輪盤間端面齒接觸的燃氣輪機拉桿轉子預緊力設計校核方法，其特征在于，步驟1)中，采用有限元方法計算重力彎矩，燃氣輪機運行時傳遞的扭矩M_t為燃氣輪機的額定扭矩。

3.根據權利要求1所述的輪盤間端面齒接觸的燃氣輪機拉桿轉子預緊力設計校核方法，其特征在于，步驟2)中，計算截面為轉子輪盤之間的接觸面，即受重力彎矩最大的輪盤接觸面。

4.根據權利要求1所述的輪盤間端面齒接觸的燃氣輪機拉桿轉子預緊力設計校核方法，其特征在于，步驟3)中，當彎曲剛度無量綱系數小于1.0時，輪盤之間接觸面接觸良好；當彎曲剛度無量綱系數大于等于1.0時，輪盤之間接觸面開始發生脫離。

5.根據權利要求1或4所述的輪盤間端面齒接觸的燃氣輪機拉桿轉子預緊力設計校核方法，其特征在于，彎曲剛度無量綱系數取0.1。

6.根據權利要求1所述的輪盤間端面齒接觸的燃氣輪機拉桿轉子預緊力設計校核方法，其特征在于，步驟4中)，當扭轉剛度無量綱系數小于1.0時，輪盤之間接觸面接觸良好；當扭轉剛度無量綱系數大于等于1.0時，輪盤之間接觸面開始發生滑移。