[发明专利]一种高转速发动机压气机变叶尖尺寸控制方法

说明书

一种高转速发动机压气机变叶尖尺寸控制方法，包括以下步骤：一，准备压气机转子各部件、动力设备、连接工装；二，将连接工装与压气机转子连接，然后进行动平衡；三，连接压气机转子与连接工装与动力设备；四，启动动力设备；五，测量所有叶片的伸长量；六，若测量的所有叶片的伸长量均在允许范围内，则完成叶尖直径控制；若有的伸长量超过允许范围的，则进行磨削直至叶片总长度符合要求；七，重复步骤三至步骤六，直至所有叶片在离心旋转后的伸长量均在允许范围内。本发明具有成本低、技术简单、容易执行、效率高、效果好等优点。

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，涉及一种叶片尺寸控制技术，尤其涉及一种高转速发动机压气机变叶尖尺寸控制方法。

背景技术

小型发动机压气机尺寸小，结构紧凑，一般采用T形环榫槽结构连接转子叶片与转子轮盘。该种结构由于叶片榫头、轮盘榫槽公差累积等原因，装配时，榫头、榫槽间会存在间隙H，而且不同的叶片榫头与榫槽之间的间隙不一致，在装配状态下完成转子叶尖磨削后，叶尖直径一致，但工作状态下，转子叶片受离心力作用下甩出，消除了榫头榫槽间隙，但因初始间隙不同，各个叶片伸长量不同(一般最大伸长量约为0.2mm～0.3mm)。所以，首次试车后，必然出现部分转子叶片叶尖伸长，刮磨转子外环石墨的情况，从而造成部分转子叶片叶尖间隙增大，有的可达设计间隙的2倍，如设计间隙0.2mm～0.4mm，间隙增大后可达0.4mm～0.7mm，最终导致压气机损失增大，压气机效率、压比下降，因此需要研究一种技术，对压气机转子叶尖尺寸进行控制，保证首次试车过程中，叶尖直径基本不变，从而保证压气机效率和压比，进而提高发动整机效率和气动性能。

目前，该问题主要有3种解决方案。

1、提高榫头、榫槽精度要求。该技术执行难度很大，榫头、榫槽配合面为小圆弧面，叶片尺寸小，加工精度受加工条件、设备和零件自身结构限制，而且即使精度提高到极限，公差累积也难以避免，因此，该技术难以彻底解决叶尖伸长问题；同时提高榫头、榫槽加工精度后，由于转子叶片装配时需要榫头在T形环榫槽内周向窜动，还会导致压气机转子叶片装配十分困难。

3、利用高速磨床磨削。采用高速磨床磨削技术加工转子叶尖尺寸。该技术要求磨床转速达到每分钟3万多转，该状态下，转子叶片在离心力作用下已甩出，榫头与榫槽已基本贴合，消除了装配时榫头榫槽间隙，从而可以保证工作状态下叶片叶尖直径不再伸长，再对伸长的叶尖进行磨削，以解决这一问题。但该高速磨床采购成本高达数百万，为单一产品工序采购高成本设备，费用太高，经济效益差，难以实施。

4、首次试车后磨削转子叶尖直径。该技术在首次试车后，转子叶片已经伸长的状态下再次进行磨削。该技术需要同时对刮磨的工作环进行重新喷涂，而且首次试车过程中，压气机效率降低。重复试车、重新喷涂工作环均浪费大量资源，同时对生产交付进度影响很大。

发明内容

为避免现有方案的缺陷，解决上述问题，本发明提供了一种高转速发动机压气机变叶尖尺寸控制方法，可实现高转速小型发动机压气机转子叶片叶尖尺寸控制，保证新品发动机试车过程中压气机转子叶片叶尖尺寸稳定。

本发明的技术方案是：一种高转速发动机压气机变叶尖尺寸控制方法，包括以下步骤：

步骤一，准备阶段

组装压气机转子各部件，并准备一台动力设备，该动力设备的最高转速应大于或等于压气机转子的额定转速；设计并制造连接工装，该连接工装可将动力设备的输出扭矩传递给压气机转子的转子轴，并带动压气机转子旋转；

步骤二，动平衡

将连接工装与压气机转子连接，然后进行动平衡，直至动平衡量达到指标要求；

步骤三，连接

将动平衡结束的压气机转子与连接工装与动力设备连接；

步骤四，消除榫头与榫槽间隙