某研制机低压涡轮转子装配工艺改进(2)

　　2 设计论证与结构分析 

　　根据前面某研制发动机发动机低压涡轮转子的结构特性分析，主要涉及两个方面的工艺装备设计。 

　　2.1 前工艺轴套 

　　2.1.1 首先考虑定位位置，根据低压涡轮与风扇组件的装配定位位置，选用相同位置进行定位。因正常装配的基准位置加工的尺寸公差精确，加工要求高，故选择该位置。 

　　2.1.2 工装功能的实现，工装除要作为前部支承点外，还要考虑装配及轴向定位锁紧要求，根据实际与风扇转子组件的装配结构，选择轴向定位面（即低涡调整垫片的端面位置），工装轴向定位面与其靠紧。 

　　因转子组件的轴端与风扇转子有轴向传动的套齿，所以考虑转子动平衡时传动部位通过工艺轴套与该套齿相连并实现传动，同时要考虑前工艺轴套与平衡机联轴器相连部位的结构和尺寸，但考虑工艺轴套装配后的轴端螺母锁紧要求，所以考虑联轴器相连接的传动工装要独立与平衡轴套，并且与平衡轴套有相应的连接方式。 

　　2.1.3 装配配合的确定，考虑工装装配在涡轮转子上以后要保证其支承的刚性，所以要选择适当的配合来实现，一般选择较小过盈来保证。由于两个装配的基准面的确定，其双面的同心度也有一定的要求。所以考虑工装制造时将两个配合面确定为基准面加工，保证其自身的尺寸同时，其他尺寸以该尺寸进行加工。 

　　2.1.4 支点技术要求，根据对转子实际装配后支点跳动大小影响的不平衡量计算，如支点跳动为与基准的同轴度为Φ0.01，假设某研制发动机低压涡轮转子质量为100kg，则由此同轴度产生的不平衡量的误差为： 

　　U=100kg×0.01mm=1kg·mm

　　约为6倍的转子不平衡量的公差要求，该计算为假设的最大的不平衡量考虑。但考虑转子由两个支点组成，且转子的重心位置距离两个支点有一定距离，并参照与其配合的机件的加工尺寸要求，结合设备加工能力的限制，最终考虑支承位置与基准的同轴度控制为Φ0.008，圆度为Φ0.005。 

　　2.1.5 轴套前段为装配后的锁紧螺母空间，要充分考虑预留位置，前端传动法兰盘需与平衡机进行相关尺寸设计。 

　　2.1.6 工装自身的动平衡，参与动平衡的工装要考虑其自身的动平衡量，由于工装直接装配于转子组件上，其动平衡量的结果直接带入转子动平衡量本身，所以在设计工装时要考虑工装自身的不平衡量校正和控制方案，必要时应考虑二类工装的设计，对于该轴套考虑其自身结构来完成动平衡的支承，并设计相应的去重面，其它尺寸要求根据机件装配位置要求选定。 

　　2.1.7 拔具设计，在考虑动平衡工装时也应考虑相应的拔具，拔具设计为使用千斤顶进行分解平衡轴套。 

　　2.2 后工艺轴套的设计 

　　2.2.1 定位位置，根据低压涡轮五支点轴承装配位置，优先选择该位置进行定位，但考虑该位置无法做动平衡的真正支点，封严衬套干涉，所以结合参考太行发动机的低涡洞平衡方案，将该动平衡支点进行后移，即避开封严衬套。 

　　2.2.2 工装功能的实现，工装依靠两个定位面进行定位，并以五支点轴承螺母压紧，保证装配稳靠。 

　　该后工艺轴套仅仅做为转子动平衡支承用，所以其他特殊结构可不予以考虑。 

　　同样根据平衡用工装的设计要求和设计原则考虑该工装其他尺寸和技术条件。 

　　2.2.3 工装自身的动平衡，由于该工装自身结构原因，轴向距离较短，外径较大，所以自身无法在平衡机上进行动平衡，需要设计二类工装。 

　　2.2.4 后平衡轴套设计时考虑设计的拔具。 

　　2.3 结果 

　　经过对图纸设计文件的分析，进行了相关的动平衡工艺论证，最终确定了动平衡方案，完成了工艺文件的编制后，设计了对应的动平衡工装，达到了完成某研制发动机低压涡轮平衡工艺方法及工装结构研究与设计的预期目标。 

　　3 结束语 

　　本攻关课题主要在于研究某研制发动机低压涡轮动平衡工艺，根据动平衡的一般理论和平衡的一般方法对转子进行分析，无法达到预期的动平衡的目的，所以有针对性地开展与其他发动机结构对比、平衡方案对比、工装对比等多方面论证，最终确定了以设计特殊结构前后平衡轴套为平衡支点，适当调整平衡设置参数的方法，保证了预期对转子完成规定的两个校正面为校正位置的动平衡理论及工艺方案论证的研究工作，编制相应的工艺文件后，最终设计完成了相应的平衡工艺装备，完成了工艺准备和工艺研究工作，也为后续首台投产奠定了基础。 

　　参考文献 

　　[1]景国光.某型航空发动机技术说明书[M].北京：空军装备部，2006. 

　　[2]陶春虎，王仁智，聂景旭.航空发动机转动部件的失效与预防[M].北京：国防工业出版社，2004.