本申請涉及燃氣輪機，具體為一種鼓筒軸阻尼結(jié)構(gòu)及其設(shè)計方法。

背景技術(shù)：

1、在燃氣輪機中鼓筒軸用于連接高壓渦輪和高壓壓氣機，是傳遞燃氣輪機扭矩的主要零部件。鼓筒軸的工作條件較為惡劣，它承受著極復雜的外載荷，也即鼓筒軸本身的振動特性極其復雜。在輕型燃氣輪機中，鼓筒軸如圖1中的(a)、(b)或者(c)所示，呈短粗、薄壁的圓柱殼型，也即在輕型燃氣輪機中鼓筒軸的質(zhì)量較輕。若鼓筒軸的質(zhì)量較輕，則鼓筒軸在外載荷復雜的情況下，極易產(chǎn)生共振。若鼓筒軸產(chǎn)生共振，則容易使得高壓渦輪和高壓壓氣機的連接產(chǎn)生故障。因此需要抑制或減輕鼓筒軸在使用過程中的振動?，F(xiàn)有技術(shù)中，通常將粘彈性材料貼敷(表面處理)或者嵌入在鼓筒軸的薄殼結(jié)構(gòu)中，利用粘彈性材料具有較高的內(nèi)阻尼來實現(xiàn)鼓筒軸的減振。例如，專利申請?zhí)枮閏n202310643381.4的專利申請文獻中即公開了類似的減振方法。但是，涂層的阻尼性能受溫度影響大，且使用過程中容易脫落，不滿足燃氣輪機長期運行的需求，并且耐高溫的涂層材料成本高、研制周期長。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請的目的在于提供一種鼓筒軸阻尼結(jié)構(gòu)及其設(shè)計方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的減震方法使用成本高且可持續(xù)性差的技術(shù)問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┤缦录夹g(shù)方案：

3、第一方面，本申請?zhí)岢鲆环N鼓筒軸阻尼結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案，該鼓筒軸阻尼結(jié)構(gòu)包括鼓筒軸，所述鼓筒軸的內(nèi)部活動套接有減振阻尼套；所述減振阻尼套和所述鼓筒軸之間設(shè)置有限位結(jié)構(gòu)，所述限位結(jié)構(gòu)用于限制所述所述減振阻尼套和所述鼓筒軸產(chǎn)生沿第一方向上的相對位移；第一方向平行于所述鼓筒軸的軸心線。

4、作為本申請技術(shù)方案中一個具體的方案，所述限位結(jié)構(gòu)包括：

5、設(shè)置于所述鼓筒軸內(nèi)側(cè)面的限位環(huán)；

6、設(shè)置于所述減振阻尼套外側(cè)面的限位凹槽；所述限位凹槽與所述限位環(huán)相適配。

7、作為本申請技術(shù)方案中一個具體的方案，所述減振阻尼套設(shè)置有開口。

8、作為本申請技術(shù)方案中一個具體的方案，所述減振阻尼套開設(shè)有多個孔，各個孔用于所述減振阻尼套減重。

9、第二方面，本申請?zhí)岢鲆环N鼓筒軸阻尼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，所述方法包括：

10、s100：獲取鼓筒軸的構(gòu)造和尺寸參數(shù)；

11、s200：基于鼓筒軸的構(gòu)造，獲取減振阻尼套的構(gòu)造；

12、s300：基于鼓筒軸的尺寸參數(shù)，獲取減振阻尼套的尺寸參數(shù)；

13、s400：基于減振阻尼套的構(gòu)造和尺寸參數(shù)，獲取減振阻尼套。

14、作為本申請技術(shù)方案中一個具體的方案，所述鼓筒軸的尺寸參數(shù)包括鼓筒軸的長度、內(nèi)徑、安裝邊厚度和厚度；所述減振阻尼套的尺寸參數(shù)包括減振阻尼套的長度和外徑；所述s300，基于鼓筒軸的尺寸參數(shù)，獲取減振阻尼套的尺寸參數(shù)包括：

15、s310：基于所述鼓筒軸的長度、安裝邊厚度和厚度，獲取所述減振阻尼套的長度；

16、s320：基于所述鼓筒軸的內(nèi)徑，獲取所述減振阻尼套的外徑。

17、作為本申請技術(shù)方案中一個具體的方案，所述鼓筒軸的尺寸參數(shù)還包括限位環(huán)的高度和寬度；所述減振阻尼套的尺寸參數(shù)還包括限位凹槽的深度和寬度；所述s300，基于鼓筒軸的尺寸參數(shù)，獲取減振阻尼套的尺寸參數(shù)還包括：

18、s330：基于所述限位環(huán)的高度，獲取所述限位凹槽的深度；

19、s340：基于所述限位環(huán)的寬度，獲取所述限位凹槽的寬度。

20、作為本申請技術(shù)方案中一個具體的方案，所述減振阻尼套的尺寸參數(shù)還包括開口的寬度；所述s300，基于鼓筒軸的尺寸參數(shù)，獲取減振阻尼套的尺寸參數(shù)還包括：

21、基于所述限位環(huán)的高度、所述鼓筒軸的內(nèi)徑，獲取開口的寬度。

22、作為本申請技術(shù)方案中一個具體的方案，所述s400，基于減振阻尼套的構(gòu)造和尺寸參數(shù)，獲取減振阻尼套之后，所述方法還包括：

23、s500：基于所述減振阻尼套，獲取減振評估結(jié)果；

24、s600：若減振評估結(jié)果合格，則結(jié)束設(shè)計；若減振評估結(jié)果不合格，則重新返回步驟s300。

25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的有益效果是：

26、本申請所提出的鼓筒軸阻尼結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單、易加工，且方便裝配和分解，可滿足多次裝拆需求，在結(jié)構(gòu)阻尼和干摩擦阻尼的共同作用下，可顯著降低鼓筒軸的振動，提高鼓筒軸的工作可靠性。相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，其使用成本較低，且可持續(xù)性較好。

技術(shù)特征：

1.一種鼓筒軸阻尼結(jié)構(gòu)，包括鼓筒軸(1)，其特征在于，所述鼓筒軸(1)的內(nèi)部活動套接有減振阻尼套(2)；所述減振阻尼套(2)和所述鼓筒軸(1)之間設(shè)置有限位結(jié)構(gòu)，所述限位結(jié)構(gòu)用于限制所述所述減振阻尼套(2)和所述鼓筒軸(1)產(chǎn)生沿第一方向上的相對位移；第一方向平行于所述鼓筒軸(1)的軸心線。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鼓筒軸阻尼結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述限位結(jié)構(gòu)包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鼓筒軸阻尼結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述減振阻尼套(2)設(shè)置有開口(22)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的鼓筒軸阻尼結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述減振阻尼套(2)開設(shè)有多個孔，各個孔用于所述減振阻尼套(2)減重。

5.一種鼓筒軸阻尼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，其特征在于，所述方法包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鼓筒軸阻尼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，其特征在于，所述鼓筒軸的尺寸參數(shù)包括鼓筒軸的長度(l)、內(nèi)徑(d)、安裝邊厚度(n)和厚度(m)；所述減振阻尼套的尺寸參數(shù)包括減振阻尼套的長度和外徑；所述s300，基于鼓筒軸的尺寸參數(shù)，獲取減振阻尼套的尺寸參數(shù)包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鼓筒軸阻尼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，其特征在于，所述鼓筒軸的尺寸參數(shù)還包括限位環(huán)的高度(h)和寬度(s)；所述減振阻尼套的尺寸參數(shù)還包括限位凹槽的深度和寬度；所述s300，基于鼓筒軸的尺寸參數(shù)，獲取減振阻尼套的尺寸參數(shù)還包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鼓筒軸阻尼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，其特征在于，所述減振阻尼套的尺寸參數(shù)還包括開口的寬度(h)；所述s300，基于鼓筒軸的尺寸參數(shù)，獲取減振阻尼套的尺寸參數(shù)還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中任意一項所述的鼓筒軸阻尼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，其特征在于，所述s400，基于減振阻尼套的構(gòu)造和尺寸參數(shù)，獲取減振阻尼套之后，所述方法還包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種鼓筒軸阻尼結(jié)構(gòu)及其設(shè)計方法，涉及燃氣輪機技術(shù)領(lǐng)域。該鼓筒軸阻尼結(jié)構(gòu)包括鼓筒軸，所述鼓筒軸的內(nèi)部活動套接有減振阻尼套；所述減振阻尼套和所述鼓筒軸之間設(shè)置有限位結(jié)構(gòu)，所述限位結(jié)構(gòu)用于限制所述所述減振阻尼套和所述鼓筒軸產(chǎn)生沿第一方向上的相對位移；第一方向平行于所述鼓筒軸的軸心線。本申請所提出的鼓筒軸阻尼結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單、易加工，且方便裝配和分解，可滿足多次裝拆需求，在結(jié)構(gòu)阻尼和干摩擦阻尼的共同作用下，可顯著降低鼓筒軸的振動，提高鼓筒軸的工作可靠性。相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，其使用成本較低，且可持續(xù)性較好。

技術(shù)研發(fā)人員：李小萌,卜璠梓,申春艷,王尹卓然
受保護的技術(shù)使用者：中國航發(fā)燃氣輪機有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19