[發明專利]壓氣機轉子葉尖尺寸控制方法

有效

• 申請號: 201510939411.1
• 申請日: 2015-12-11
• 公開（公告）號: CN105570187B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 賀健;孫東文;唐麗;王學斌;陳玉英;陶江;羅玉權;姜忠立;崔柏慧;趙冬來;陳文鑫
• 申請（專利權）人: 哈爾濱東安發動機（集團）有限公司
• 主分類號: F04D29/26
• 分類號: F04D29/26
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發明涉及一種壓氣機轉子葉尖尺寸控制方法，借用動力設備，使壓氣機轉子在高速旋轉狀態下，利用離心力將轉子葉片甩出，消除榫頭和榫槽間隙，然后再用普通磨床進行磨削，由于磨削時徑向力很小，因此磨削后，榫頭和榫槽貼合狀態不再改變。本發明保證了壓氣機轉子葉尖工作間隙，減小了葉尖間隙損失，提高了壓氣機效率和壓比，具有成本低、方法簡單、容易執行、效率高、效果好等優點。

技術領域

本發明為一種尺寸控制方法，尤其是一種小型壓氣機轉子葉片葉尖尺寸控制方法。

背景技術

小型發動機壓氣機尺寸小，結構緊湊，一般采用T形環榫槽結構連接轉子葉片與轉子輪盤，如圖1所示。該種結構由于葉片榫頭、輪盤榫槽公差累積等原因，裝配時，榫頭、榫槽間會存在間隙H，而且不同的葉片榫頭與榫槽之間的間隙不一致，在裝配狀態下完成轉子葉尖磨削后，葉尖直徑一致，但工作狀態下，轉子葉片受離心力作用下甩出，消除了榫頭榫槽間隙，但因初始間隙不同，各個葉片伸長量不同(一般最大伸長量約為0.2mm～0.3mm)。所以，首次試車后，必然出現部分轉子葉片葉尖伸長，刮磨轉子外環石墨的情況，從而造成部分轉子葉片葉尖間隙增大，有的可達設計間隙的2倍，如設計間隙0.2mm～0.4mm，間隙增大后可達0.4mm～0.7mm，最終導致壓氣機損失增大，壓氣機效率、壓比下降，因此需要研究一種方法，對壓氣機轉子葉尖尺寸進行控制，保證首次試車過程中，葉尖直徑基本不變，從而保證壓氣機效率和壓比，進而提高發動整機效率和氣動性能。

目前該問題主要有3種解決方案：

Ⅰ提高榫頭、榫槽精度要求。該方法執行難度很大，榫頭、榫槽配合面為小圓弧面，葉片尺寸小，加工精度受加工條件、設備和零件自身結構限制，而且即使精度提高到極限，公差累積也難以避免，因此，該方法難以徹底解決葉尖伸長問題；同時提高榫頭、榫槽加工精度后，由于轉子葉片裝配時需要榫頭在T形環榫槽內周向竄動，還會導致壓氣機轉子葉片裝配十分困難；

Ⅱ利用高速磨床磨削。采用高速磨床磨削方法加工轉子葉尖尺寸。該方法要求磨床轉速達到每分鐘3萬多轉，該狀態下，轉子葉片在離心力作用下已甩出，榫頭與榫槽已基本貼合，消除了裝配時榫頭榫槽間隙，從而可以保證工作狀態下葉片葉尖直徑不再伸長，再對伸長的葉尖進行磨削，從根本上解決這一問題。但該高速磨床采購成本高達數百萬，為單一產品工序采購高成本設備，費用太高，經濟效益差，難以實施；

Ⅲ首次試車后磨削轉子葉尖直徑。該方法在首次試車后，轉子葉片已經伸長的狀態下再次進行磨削。該方法需要同時對刮磨的工作環進行重新噴涂，而且首次試車過程中，壓氣機效率降低。重復試車、重新噴涂工作環均浪費大量資源，同時對生產交付進度影響很大。

發明內容

本發明的目的是提供一種技術，可實現小型發動機壓氣機轉子葉片葉尖尺寸控制，保證新品發動機試車過程中壓氣機轉子葉片葉尖尺寸穩定，不伸長，從而保證壓氣機轉子葉尖間隙均勻可控，提高壓氣機效率和壓比。

本發明的技術方案是：壓氣機轉子葉尖尺寸控制方法，包括以下步驟：

1準備：

組裝壓氣機轉子各部件；

準備一臺動力設備，所述的動力設備的最高轉速應大于或等于壓氣機轉子的額定轉速；

設計并制造連接工裝，所述的連接工裝可將動力設備的輸出扭矩傳遞給壓氣機轉子的轉子軸，并帶動壓氣機轉子旋轉；

2動平衡：將連接工裝與壓氣機轉子連接，然后進行動平衡，直至動平衡量達到指標要求；

3連接：將動平衡結束的壓氣機轉子與連接工裝與動力設備連接，并保證連接后的壓氣機轉子與動力設備的輸出軸同軸；