帶模擬轉(zhuǎn)子的燃氣輪機轉(zhuǎn)子組件動平衡影響因素分析

劉艷良 馮 碩

（中國航發(fā)沈陽黎明航空發(fā)動機有限責任公司，遼寧 沈陽 110043）

燃氣輪機是一種高速旋轉(zhuǎn)的機械，應(yīng)用范圍廣闊，其主要故障之一是在運行中產(chǎn)生的振動問題，它影響燃氣輪機的使用壽命和工作效率。高壓壓氣機轉(zhuǎn)子和高壓渦輪轉(zhuǎn)子構(gòu)成了燃氣輪機的核心轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，轉(zhuǎn)子運行過程中產(chǎn)生的不平衡慣性力及力矩是燃氣輪機振動的主要來源。該文主要分析高壓渦輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)位平衡誤差因素產(chǎn)生的原因。

1 高壓渦輪轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)

高壓渦輪轉(zhuǎn)子為維修單元體設(shè)計，典型高壓渦輪轉(zhuǎn)子主要由鼓筒、封嚴盤、渦輪盤、后軸頸和葉片五部分構(gòu)成。鼓筒為環(huán)形薄壁結(jié)構(gòu)；封嚴盤的作用為封嚴及葉片前擋板；渦輪盤是高壓渦輪轉(zhuǎn)子的主要承力部件和傳扭部件；后軸頸是高壓渦輪轉(zhuǎn)子的中介軸承的支點，通過懸臂結(jié)構(gòu)與渦輪盤相連接。葉片以樅樹型榫槽的連接方式與渦輪盤相連接。前四部分的連接均為過盈裝配，短螺栓連接，剛性好。渦輪葉片工作狀態(tài)下的熱膨脹及離心力導致葉片裝配后須存在較大的周向及徑向活動量，使得在平衡狀態(tài)下難以模擬真實工作狀態(tài)。

2 高壓渦輪轉(zhuǎn)子平衡過程

高壓渦輪轉(zhuǎn)子采用模擬轉(zhuǎn)子進行轉(zhuǎn)位平衡方式平衡，模擬轉(zhuǎn)子模擬對應(yīng)的高壓壓氣機轉(zhuǎn)子的質(zhì)量、重心位置、轉(zhuǎn)動慣量及剛度，并平衡到預設(shè)精度。高壓渦輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)位平衡過程如下：1）液氮冷卻高壓渦輪轉(zhuǎn)子止口并立即裝配到模擬轉(zhuǎn)子上。……