第3章 压气机

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1、第第3章章 压气机压气机3.1 概述3.2 轴流式压气机转子3.3 轴流式压气机静子3.4 压气机防喘系统3.5 压气机附属装置3.6 压气机主要零件的常用材料3.7 离心式压气机3.1 概述功用：给气体做功，提高气体压力功用：给气体做功，提高气体压力主要指标：增压比、效率、可靠性、维修性、外廓尺寸和主要指标：增压比、效率、可靠性、维修性、外廓尺寸和重量等。重量等。压气机基本类型：压气机基本类型：轴流式轴流式WP6，WP8，WP7， WP13，斯贝，斯贝 离心式离心式WP5 混合式混合式ALF502 根据转子的数目：根据转子的数目： 单转子单转子WP6，WP8 双转子双转子WP7，WP13，斯

2、贝，斯贝 三转子三转子 本课程主要研究轴流式压气机结构，对离心式和混合本课程主要研究轴流式压气机结构，对离心式和混合式只做一般介绍。式只做一般介绍。3.1 概述轴流式压气机轴流式压气机n转子转子:高速旋转对气流做功的组合件。高速旋转对气流做功的组合件。l低压转子低压转子 双转子涡扇发动机中，低压转子就是风扇转子双转子涡扇发动机中，低压转子就是风扇转子 或风扇转子和低压压气机转子的组合或风扇转子和低压压气机转子的组合l高压转子高压转子n静子静子l包括机匣和整流器包括机匣和整流器l单转子涡喷发动机中：进气装置、整流器机匣和扩压器机匣单转子涡喷发动机中：进气装置、整流器机匣和扩压器机匣l双转子压气机

3、中：进气装置、整流器机匣、扩压器机匣双转子压气机中：进气装置、整流器机匣、扩压器机匣 分流机匣分流机匣（） 中介机匣中介机匣 3.2 轴流式压气机转子3.2.1 转子的基本结构形式转子的基本结构形式转子设计的基本矛盾转子设计的基本矛盾n尺寸小、重量轻尺寸小、重量轻n转速高、负荷大转速高、负荷大n惯性力和力矩、气体力（轴向力和扭矩）惯性力和力矩、气体力（轴向力和扭矩）要求要求n可靠的强度和结构刚性可靠的强度和结构刚性n 良好的定心、定位良好的定心、定位n传力、传扭可靠传力、传扭可靠n良好的平衡性良好的平衡性基本结构形式：鼓式、盘式、鼓盘式基本结构形式：鼓式、盘式、鼓盘式 3.2 轴流式压气机转子

4、3.2.1 转子的基本结构形式转子的基本结构形式1.鼓式转子鼓式转子3.2 轴流式压气机转子3.2.1 转子的基本结构形式转子的基本结构形式1.鼓式转子鼓式转子3.2 轴流式压气机转子5.2.1 转子的基本结构形式转子的基本结构形式2.盘式转子盘式转子3.2 轴流式压气机转子5.2.1 转子的基本结构形式转子的基本结构形式2.盘式转子盘式转子加强盘式转子中盘与轴的联接（定心）加强盘式转子中盘与轴的联接（定心） 发夹型结构发夹型结构 门型结构门型结构 轴向梯形套齿等轴向梯形套齿等 端面梯形套齿等端面梯形套齿等3.2 轴流式压气机转子3.2.1 转子的基本结构形式转子的基本结构形式3.鼓盘式转子鼓

5、盘式转子3.2.1 转子的基本结构形式转子的基本结构形式3.鼓盘式转子鼓盘式转子3.2 轴流式压气机转子3.2.2 鼓盘式转子鼓盘式转子 鼓盘式转子兼有鼓式转子的抗弯刚性和盘式转子承鼓盘式转子兼有鼓式转子的抗弯刚性和盘式转子承受大离心力载荷的能力，因此得到广泛的应用，特别在现受大离心力载荷的能力，因此得到广泛的应用，特别在现代涡扇发动机的高压压气机上。代涡扇发动机的高压压气机上。 分类分类 1. 不可拆卸的转子不可拆卸的转子 2. 可拆卸的转子可拆卸的转子 3. 部分不可拆卸部分不可拆卸的混合式转子部分不可拆卸部分不可拆卸的混合式转子3.2.2 鼓盘式转子鼓盘式转子 1. 不可拆卸的鼓盘式转子

6、不可拆卸的鼓盘式转子3.2.2 鼓盘式转子鼓盘式转子 1. 不可拆卸的鼓盘式转子不可拆卸的鼓盘式转子n级间联接：圆柱面紧度配合级间联接：圆柱面紧度配合+径向销钉，焊接径向销钉，焊接 ，整体加，整体加 工成型工成型n圆柱面紧度配合圆柱面紧度配合+径向销钉法径向销钉法l定心定心：圆柱面加径向销钉：圆柱面加径向销钉 传扭传扭：径向销钉和配合面的摩擦力：径向销钉和配合面的摩擦力l优点：结构简单，工作可靠，加工方便优点：结构简单，工作可靠，加工方便l缺点：转子的零件较多，制造偏差会影响转子的定心缺点：转子的零件较多，制造偏差会影响转子的定心和平衡和平衡 解决方法解决方法：焊接法焊接法 ，整体加工成型法，

7、整体加工成型法 3.2.2 鼓盘式转子鼓盘式转子 1. 不可拆卸的鼓盘式转子不可拆卸的鼓盘式转子 3.2.2 鼓盘式转子鼓盘式转子 1. 不可拆卸的鼓盘式转子不可拆卸的鼓盘式转子n刚度研究：鼓筒与轮盘的位置刚度研究：鼓筒与轮盘的位置 恰当半径内恰当半径内：鼓径向：鼓径向变形小，盘大；鼓加变形小，盘大；鼓加强盘强盘恰当半径外恰当半径外：盘径向：盘径向变形小，鼓大；盘加变形小，鼓大；盘加强鼓强鼓3.2.2 鼓盘式转子鼓盘式转子 1. 不可拆卸的鼓盘式转子不可拆卸的鼓盘式转子n装配紧度研究装配紧度研究 恰当半径内恰当半径内：鼓径向变形小，盘大；盘压入鼓：鼓径向变形小，盘大；盘压入鼓恰当半径外恰当半径

8、外：盘径向变形小，鼓大；鼓压入盘：盘径向变形小，鼓大；鼓压入盘3.2.2 鼓盘式转子鼓盘式转子 1. 不可拆卸的鼓盘式转子不可拆卸的鼓盘式转子n装配定心：径向销钉原理装配定心：径向销钉原理 3.2.2 鼓盘式转子鼓盘式转子2. 可拆卸的鼓盘式转子可拆卸的鼓盘式转子 在转配以后可以根据使用和维修的要求进行可以进行无在转配以后可以根据使用和维修的要求进行可以进行无损分解的转子。损分解的转子。 分类分类 （1）用拉杆联接）用拉杆联接 JT3D （2）短螺栓联接）短螺栓联接 JT9D高压高压 （3）长轴螺栓联接）长轴螺栓联接 低压低压 KY303.2.2 鼓盘式转子鼓盘式转子2. 可拆卸的鼓盘式转子可

9、拆卸的鼓盘式转子（1）用拉杆联接）用拉杆联接 JT3D刚度：拉杆的拉紧力刚度：拉杆的拉紧力传扭：端面摩擦传扭：端面摩擦定心：圆柱面定心：圆柱面流道变化，多根拉杆联接流道变化，多根拉杆联接 3.2.2 鼓盘式转子鼓盘式转子2. 可拆卸的鼓盘式转子可拆卸的鼓盘式转子（2）短螺栓联接）短螺栓联接 JT9D高压高压 刚性：螺栓预紧力刚性：螺栓预紧力 定心、传扭：螺栓定心、传扭：螺栓 3.2.2 鼓盘式转子鼓盘式转子2. 可拆卸的鼓盘式转子可拆卸的鼓盘式转子 （3）长轴螺栓联接）长轴螺栓联接 低压转子低压转子 KY30定心、传扭：端面圆弧齿定心、传扭：端面圆弧齿3.2.2 鼓盘式转子鼓盘式转子2. 可拆

10、卸的鼓盘式转子可拆卸的鼓盘式转子 关键件：拉杆关键件：拉杆n 预紧力：拉杆在装配时的拉紧力，用于保证压气机各预紧力：拉杆在装配时的拉紧力，用于保证压气机各级件联接的可靠性和整体刚度。级件联接的可靠性和整体刚度。n影响因素影响因素n 计算截面的弯矩值计算截面的弯矩值n拉杆所在半径大小拉杆所在半径大小n转子上的气体轴向力转子上的气体轴向力n所选材料（应与鼓筒、轮盘尽量一致）所选材料（应与鼓筒、轮盘尽量一致）n装配方法装配方法n3.2.2总结：在制造技术和装配工艺许可下，应尽量选择总结：在制造技术和装配工艺许可下，应尽量选择零件数目少且不可拆卸的、整体式的或混合式的结构方案。零件数目少且不可拆卸的、

11、整体式的或混合式的结构方案。3. 混合式的鼓盘转子混合式的鼓盘转子由若干大段组成；每一段由若干级焊接而成不可拆卸转子；由若干大段组成；每一段由若干级焊接而成不可拆卸转子；每一大段通过短螺栓联接组成可拆卸转子。每一大段通过短螺栓联接组成可拆卸转子。可以分段式用不同材料制造，满足压气机前后温差大的需可以分段式用不同材料制造，满足压气机前后温差大的需求。求。目前，现代发动机的高压转子中，较多采用混合式转子目前，现代发动机的高压转子中，较多采用混合式转子3.2.2 鼓盘式转子鼓盘式转子3、 混合式的鼓盘转子混合式的鼓盘转子（1） 的低压压气机转子的低压压气机转子31AJI三大段，焊接或整体制造，三大段