涡轴发动机动力涡轮转子平衡状态影响因素试验研究

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1、第38卷第6期航空发动机V01．38No．62012年12月AeroengineDec．20l2涡轴发动机动力涡轮转子平衡状态影响因素试验研究邓旺群，王桢，周扬，杨海(中航工业航空动力机械研究所，湖南株洲412002)摘要：以完成高速动平衡试验并满足平衡判据要求的某涡轴发动机动力涡轮转子为研究对象，对影响转子平衡状态的2个因素(传动轴和输出轴之间的花键配合、支承输出轴组件和动力涡轮转子的2个支座之间的不对中)开展了系统的试验研究。研究结果表明：改变花键的配合状态或2个支座之间的不对中程度，由4个位移传感器实测

2、的动力涡轮转子在临界转速和额定工作转速下的转子挠度经高速动平衡后均发生了明显变化，说明这2个因素对转子的平衡状态均有较大影响。关键词：涡轴发动机：动力涡轮转子：平衡状态：影响因素；航空发动机邓旺群(1967)，男，工学博士，自然科ExperimentResearchofBalanceStateInfluenceFactorsofPower学研究员，从事航空发动机强度试验和转TurbineRotorofTurboshaftEngine子动力学研究工作。DENGWang—qun，WANGZhen，ZHOUYang

3、，YANGHai基金项目：航空科学基金(AVICChinaAviatio“P。erp1antResearchInstitute,ZhuzhouHuriah412002，China)(20092108003，20112108001)资助Abstract：Takingthepowerturbinerotorofaturboshaftenginetofinishhighspeed收稿日期：2012-05—15dynamicbalanceexperimentandmeetbalancejudgementcriteri

4、onsastheresearchobject．Twofactorsinfluencedbalancestatewerestudiedsystematically，Whichincludesplinescoordinationbetweentransmissionshaftandoutputshaftandnon—concentricitybetweentwosupposingblockssupportedtransmissionshaftassemblyandpowerturbinerotor．Therese

5、archresultsshowthatthesplinescoordinationstateandthenon—concentricitydegreebetweentwosupportingblockswerechanged，thedynamicdeflectionsofrotormeasuredby4displacementtransducersobviouslychangedafterhighspeeddynamicbalanceatcriticalspeedandratedspeed．Therefore

6、，thebalancestateoftherotorissignificantlyaffectedbythetwofactors．KeyWOrds：turboshaftengine；powerturbinerotor；balancestate；influencefactor；aereoengine转子／单元体和燃气发生器转子的动力学问题开展0引言了系统的研究II，近l0年来，国内针对涡轴发动机开现代航空涡轴发动机多为中小型发动机，是1种展高速转子动力学研究也取得了明显的进展14-131，但高转速、高压比、高温

7、发动机，主要作为直升机的动与发达国家相比，还存在很大的差距。力，为了满足日益增长的发动机高功重比要求，希望本文针对某涡轴发动机动力涡轮转子开展试验设计出柔性更好的转子和质量更轻的结构，工作时转研究，该发动机采用了前输出轴方案，其动力涡轮转子的挠度小，径向间隙变化小，这些要求给转子轴系子具有空心、薄壁、大长径比、二端带弹性支承和挤压的设计和高速转子动力特性设计带来了新的问题和油膜阻尼器、空心传动轴内安装测扭基准轴、2级动网难，直接关系到发动机研制的成败。减小振动，控制力涡轮盘位于转子一端的结构特点，工作在2阶弯

8、曲间隙以减小性能损失，以及降低支承结构载荷是转子临界转速之上，转子动力学问题十分突出，该转子在动力学设计准则所涉及的关键内容⋯。国外针对涡轴装机前需完成高速动平衡试验⋯I。然而，要确保高速发动机高速柔性转子开展动力学研究已近半个世纪，动平衡后的动力涡轮转子在整机具有良好的振动从20世纪70年代起，针对T700发动机的动力涡轮特性，也就是说不实质性地破坏转子高速动平衡后的第6期邓旺群等：涡轴发动机动力