[发明专利]压气机试验件的转子组件及压气机试验件

说明书

本发明公开了一种压气机试验件的转子组件及压气机试验件，转子组件包括：用于增大气体流速和气体压力的压气机叶片盘，用于平衡轴向作力与压气机叶片盘同轴设置的平衡盘，用于拉紧转子组件和传递轴向力的中心拉杆，中心拉杆贯穿并锁紧压气机叶片盘和平衡盘，用于扭矩传递轴向力并与平衡盘固定连接的动力输入轴，用于将转子组件支撑于机匣上的支撑结构，支撑结构包括第一支撑件和第二支撑件，第一支撑件和第二支撑件分别设置在压气机叶片盘的前端和后端，平衡盘设置在第二支撑件之后。本发明的结构设计显著减小了转子的支撑跨距，减小转子组件旋转时产生的弯曲挠度，增强转子组件自身刚性强度，提高转子组件的临界转速裕度。

技术领域

本发明涉及航空发动机试验件领域，特别地，涉及一种压气机试验件的转子组件。此外，本发明还涉及一种包括上述压气机试验件的转子组件的压气机试验件。

背景技术

航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械，为航空器提供飞行所需动力的发动机，随着科学技术的发展，航空发动机的性能不断提高。发动机在确定总体结构后，例如压气机、燃烧室、涡轮等各部件要设计试验件进行试验，以获取部件气动性能及振动特征，为整机的部件间匹配及优化改进提供支撑。

与发动机相比，压气机试验件轴向力不能实现自平衡，必须在转子上增加平衡结构，否则轴向力将损坏轴承。压气机试验件在进行性能试验时，存在因转子变形过大导致转、静子碰磨，进而引发更严重的振动，造成叶片损伤或试验件损坏等问题。

发明内容

本发明提供了一种压气机试验件的转子组件及压气机试验件，以解决压气机试验件的转子组件在旋转时，转子易产生的弯曲挠度，使得转子刚度较弱和临界转速度不足的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种压气机试验件的转子组件，转子组件包括：用于增大气体流速和气体压力的压气机叶片盘，用于平衡轴向作力与压气机叶片盘同轴设置的平衡盘，用于拉紧转子组件和传递轴向力的中心拉杆，中心拉杆贯穿并锁紧压气机叶片盘和平衡盘，用于扭矩传递轴向力并与平衡盘固定连接的动力输入轴，用于将转子组件支撑于机匣上的支撑结构，支撑结构包括第一支撑件和第二支撑件，第一支撑件和第二支撑件分别设置在压气机叶片盘的前端和后端，平衡盘设置在第二支撑件之后。

进一步地，压气机叶片盘包括依次排布的轴流第一级叶片盘、轴流第二级叶片盘和离心叶轮；轴流第二级叶片盘上设有沿压气机叶片盘内腔伸出用于径向限位的第一轴颈，第一轴颈安装有处于轴流第一级叶片盘的盘心位置的第一支撑件；第二支撑件安装在离心叶轮后端的第二轴颈上。

进一步地，第一支撑件，包括用于转动连接处于第一轴颈上的第一自由端、用于转动连接并与机匣固定连接的第二自由端；第一自由端与第二自由端通过滚珠轴承连接；第二支撑件，包括用于转动连接处于第二轴颈上第三自由端、用于转动连接并与机匣固定连接的第四自由端；第三自由端与第四自由端通过滚棒轴承连接。

进一步地，轴流第一级叶片盘、轴流第二级叶片盘与第一轴颈采用一体结构。

进一步地，轴流第一级叶片盘采用悬臂布设。

进一步地，轴流第二级叶片盘与离心叶轮采用端齿定心传扭；离心叶轮与平衡盘采用止口定位连接；离心叶轮与平衡盘采用花键传扭。

进一步地，平衡盘与动力输入轴采用止口定位连接、嵌套连接或多点螺栓连接中的至少一种；或者，平衡盘与动力输入轴采用多点连接、线连接或面连接中的至少一种；平衡盘与动力输入轴连接处设有封严篦齿。

进一步地，中心拉杆的第一端与平衡盘采用螺栓连接，中心拉杆的第二端贯穿并锁定第一轴颈；中心拉杆与第一轴颈采用螺栓锁定、插销锁定、滑槽锁定、滑块锁定或楔块锁定中的至少一种。