基于VB的壓氣機轉子動平衡設計方法研究

蔡毅　閆曉攀　羅煒晗

蔡毅1，2? 閆曉攀1，2? 羅煒晗1，2

（1.中國航發湖南動力機械研究所，湖南株洲? 412002;2.中小型航空發動機葉輪機械湖南省重點實驗室，湖南株洲? 412002）

摘 要：本文以某壓氣機轉子動平衡設計應用為例，介紹一種適于設計者快速設計校核轉子動平衡的研究方法。此設計方法利用VB等面向對象的程序設計語言良好的交互性和用戶體驗性，結合其數據處理的高效性與準確性，實現了壓氣機轉子動平衡的快速精準計算。與傳統人工設計流程相比，這類設計方法效率更高、精度控制更好。為其他類型的壓氣機轉子動平衡設計的流程化、公式化，提供技術支持和實踐經驗。

關鍵詞：VB;壓氣機;轉子動平衡;設計方法;研究

中圖分類號：TP331 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）06-0059-02

0引言

轉子動不平衡是壓氣機的主要激振源。材質不均、變形磨損等不平衡量因素引起振動產生的主因[1]。振動會加速軸承、軸封等部件的磨損，降低壓氣機的使用壽命和效率[2]。因此，結合壓氣機研制特點，采用合理方式控制轉子動不平衡量，是解決振動問題的有效方法[3]。

轉子動平衡是在轉子制成后采取的一種減振措施，以減小轉子工作時的不平衡力，從而控制其振動在許用設計要求的工程手段[4]。

本文針對傳統壓氣機動平衡存在的不足，介紹一種基于VB匯編程序設計[5]，首用于壓氣機動平衡的方法。并證明此方法對提高效率，降低成本的有效性。為中小發壓氣機低速動平衡設計方法研究，提供技術支持和實踐經驗。

1基礎概念理論

1.1轉子平衡理論公式

對于壓氣機轉子動平衡設計，一般都是按軸對稱設計的。但由于工藝等原因，存在一定的不平衡量，需通過重力試驗和旋轉試驗來測定和校正。按壓氣機設計經驗，存在關系如下[2]：

1.2 VB基礎理論

人類就需要解決的問題的思路、方法和手段通過計算機能夠理解形式告訴計算機。這種人機的交流便是編程。VB是微軟的一款通用程序設計語言，是人工智能常用的高級編程語言，具有模塊化、結構化和面向對象的可視化等特點。其特有的事件驅動的編程機制，代碼更精簡，更易于編寫維護[6]。

2基于VB的壓氣機轉子動平衡設計程序

轉子動平衡計算是壓氣機研發設計的關重環節之一。本節將介紹的基于轉子動平衡理論和VB平臺編制的轉子動平衡設計程序。壓氣機轉子動平衡設計程序界面主要由1-必要條件輸入;2-選擇性輸入;3-方案圖解;4-輸出;5-歷史讀存;6-精度選取等6部分組成，如圖1。

此程序是壓氣機轉子動平衡設計方法是智能化處理的實踐應用;相對傳統人工，效率更高，風險更低，精度更可控。良好的交互性，亦適于大批量的迭代設計校核的場合。

此程序增添了選擇性輸入，算例圖示和歷史數據讀存功能，因而具有更為廣泛的計算面，更好的歷史追溯性，適于設計經驗不足的設計者快速的理解學習，亦適于經驗豐富的設計者溫故探新。程序設計流程如圖2。

3壓氣機轉子動平衡設計程序運用

本節以某壓氣機轉子動平衡為例，以轉速和轉子質量為輸入，以允許不平衡平衡率和允許不平衡量為輸出，運用壓氣機轉子動平衡設計程序，得到如圖3示設計結果。

從其應用易見，與傳統壓氣機尺寸鏈研發方法相比，這類基礎匯編語言的半人工智能交互式設計方法，更為直觀，更為簡潔更為精準，研發效率更高，迭代修正速度更快，意義更為深遠。

4 總結

本文以某壓氣機轉子動平衡設計應用為例，介紹了一種適于常規壓氣機轉子動平衡的流程化設計方法。通過對某壓氣機轉子動平衡設計流程的簡單描述和實例應用，說明此設計方法，相較于傳統的人工設計方法，更符合流程化的現代設計理念，具有更高的設計效率和精度控制，更好的普適性。

參考文獻

[1] 李奕，李鑫，許平.某發動機軸承故障振動分析[J].南華動力，2008（4）：28-35.

[2] 晏礪堂.航空燃氣輪機振動和減振[M].北京：國防工業出版社，1991.

[3] 紀福森，翟賢超.某壓氣機試驗件轉子平衡精度分析[J].航空發動機，2016，42（1）：88-91.

[4] 史善廣，謝超，蔡閩湘.某壓氣機試驗件轉子動平衡方法的改進[J].南華動力，2011（1）：15-19.

[5] 軟件開發技術聯盟.Visual Basic開發實戰[M].北京：清華大學出版社，2013.

[6] 劉炳文.Visual Basic程序設計教程[M].北京：清華大學出版社，2014.