[发明专利]多级低压涡轮转子分组件无工装平衡方法

说明书

本发明提供一种多级低压涡轮转子系统内各级分组件平衡方法，该平衡方法不采用专用平衡工装，而是以低压涡轮轴组合件(1)为基础，先对低压涡轮轴组合件做平衡，之后按其装配关系，逐级组装第二级低压盘片组合件(2)、第三级低压盘片组合件(3)和第一级低压盘片组合件(4)，并逐级进行平衡。

技术领域

本发明属于航空发动机、燃气轮机制造领域，涉及多级低压涡轮转子分组件无工装平衡方法

背景技术

对于航空发动机多级低压涡轮转子系统内部各级低压涡轮盘片组合件和低压涡轮轴的平衡，目前国内、外常用的平衡方法是加工专用平衡工装，而后依靠专用平衡工装完成对多级低压涡轮转子系统内部各组件进行平衡。为减小工装对转子系统内部各组件最终残余不平衡量的影响，要求工装与被平衡组件有较高的配合精度、定心精度和平衡精度；或者采用转位平衡法剔除工装的残余不平衡量。

高精度的工装加工难度大，加工周期较长，且造价不菲。转位平衡是补偿工装误差的有效方法，虽然工装加工花费较少，加工周期也较短，但平衡时需要多次拆装转子组件和工装，平衡花费时间较长；当转子组件与工装为过盈配合时，很可能需要热装，热装工件需要冷却至常温后才允许进行平衡，平衡花费的时间又更长。

发明内容

发明目的

为解决上述问题，发明了一种多级低压涡轮转子分组件无工装平衡方法，其目的是不用专用平衡工装，用最低的成本、最快的速度对多级低压涡轮转子及其各级低压涡轮盘片组合件进行动平衡，并达到要求的平衡精度。

技术方案

有益效果

本发明能够节约工装投入成本，对于N级涡轮转子系统来说，可以减少N套平衡工装的投入；无专用平衡工装的平衡方法，可以节省工装加工周期和相应的人力投入；此外，以转子的实际工作支撑作为平衡的支撑，以各组件间真实的配合代替工装组件配合，消除了工装剩余不平衡量对零组件平衡的影响、消除了平衡工装和平衡组件同轴度偏差对平衡的影响、消除了平衡工装与被平衡组件的配合间隙对平衡的影响。

附图说明

其中：

图1低压涡轮轴组合件；

图2第二级低压涡轮盘片组合件平衡；

图3第三级低压涡轮盘片组合件平衡；

图4第一级低压涡轮盘片组合件平衡。

具体实施方式

下面详细描述本发明具体实施方式

a)步骤一：完成对低压涡轮轴组合件(1)的装配，并以低压涡轮转子系统实际支撑面作为支撑，在校准合格的平衡机上对低压涡轮轴组合件(1)进行动平衡，使其满足本身平衡精度要求；当实际支撑面被零组件遮挡时，允许在转子系统中与实际支撑面同轴度小于0.005mm的圆柱面代替支撑面支撑转子系统；标记并记录低压涡轮轴组合件(1)的残余不平衡量和方向。

b)步骤二：用添加易摘除材料的方式，进一步调整低压涡轮轴组合件的剩余不平衡量，使其达到工装平衡精度(通常在平衡转速不小于800rpm时，残余不平衡量不大于0.5g·cm)要求；

c)步骤三：完成低压涡轮轴组合件(1)和第二级低压涡轮盘片组合件(2)的装配；若两个组合件是通过螺栓连接，则将螺栓螺母配对称重，不同组别的螺栓螺母重量差不大于0.05g，不同组别的螺栓螺母周向排布，采用最小不平衡量的原则进行分布；螺母的拧紧顺序满足十字交叉法，拧紧力矩满足HB6125等文件的要求，且各螺栓的拧紧力矩一致。装配完成后，以a)中的支撑面为支撑对低压涡轮轴组合件(1)和第二级低压涡轮盘片组合件(2)装配后的组件进行动平衡，使其剩余不平衡量满足设计要求；标记并记录第二级低压涡轮盘片组合件(2)的残余不平衡量和方向。