一種壓氣機(jī)輪盤及轉(zhuǎn)子的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種壓氣機(jī)輪盤及轉(zhuǎn)子，更具體地涉及一種可調(diào)整變形和平衡的壓氣機(jī)輪盤及轉(zhuǎn)子。
【背景技術(shù)】
[0002]壓氣機(jī)內(nèi)的各零部件根據(jù)運(yùn)動(dòng)形式，分為轉(zhuǎn)子和靜子。其中，靜子包括:氣缸、靜葉和持環(huán)等；轉(zhuǎn)子包括:輪盤、軸、動(dòng)葉以及裝在一起的其他零件。靜葉和動(dòng)葉統(tǒng)稱葉片，動(dòng)葉安裝于輪盤上，靜葉直接安裝于氣缸上，或通過(guò)持環(huán)安裝于氣缸上。壓氣機(jī)動(dòng)葉把透平的機(jī)械功傳給空氣，是壓縮空氣的關(guān)鍵零件；靜葉的功能是把氣流在動(dòng)葉中獲得的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?，以提高靜壓，同時(shí)能使氣流轉(zhuǎn)彎以適應(yīng)下一級(jí)動(dòng)葉的進(jìn)口方向。
[0003]壓氣機(jī)中，在轉(zhuǎn)子與靜子的部件之間必須有間隙，并要求在工作時(shí)不會(huì)接觸而相碰擦。但過(guò)大的間隙會(huì)造成動(dòng)葉頂部間隙處有泄漏及回流，對(duì)壓氣機(jī)效率有較大影響，因此，通?？偸窍Ｍ麑⑷~片的徑向間隙盡可能小些。這就需要轉(zhuǎn)、靜子變形盡可能均勻。就葉片而言，它的變形除了自身的變形還累積了輪盤的變形；就壓氣機(jī)而言，由于輪盤尺寸大于葉片尺寸，控制輪盤的變形，設(shè)計(jì)一種變形分布均勻的輪盤尤為重要。
[0004]為了保證燃?xì)廨啓C(jī)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行和啟停，需要從壓氣機(jī)的某幾級(jí)中抽取一部分壓縮氣體通入透平或其后排氣通道。通常抽氣口布置于壓氣機(jī)靜葉后動(dòng)葉前，受抽氣口影響，加之考慮流道的影響，抽氣口附近輪盤結(jié)構(gòu)往往不對(duì)稱。但是，不對(duì)稱的輪盤結(jié)構(gòu)在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，受離心力的影響，易產(chǎn)生離心彎矩作用，出現(xiàn)軸向彎曲變形，使得輪盤蓖齒封嚴(yán)環(huán)偏斜，傾斜后的蓖齒封嚴(yán)環(huán)表面與未傾斜的靜子表面之間的縫隙不均勻，不利于氣體密封。為了保證轉(zhuǎn)子在整個(gè)工作過(guò)程中安全運(yùn)行，使其在殘余不平衡量最不利的的分布情況下，振動(dòng)值同時(shí)滿足安全標(biāo)準(zhǔn)要求是必要的。因此，需要設(shè)計(jì)對(duì)輪盤進(jìn)行平衡的平衡裝置。
[0005]目前，傳統(tǒng)的輪盤設(shè)計(jì)中位移分布均勻和平衡轉(zhuǎn)子是單獨(dú)考慮的，平衡裝置通常位于上腹板主體平整部位。但該方法不是專門針對(duì)非對(duì)稱輪盤使用的，當(dāng)應(yīng)用到非對(duì)稱輪盤上時(shí)，位于上腹板中部的平衡裝置對(duì)剛度的調(diào)節(jié)作用不足，為達(dá)到輪盤均勻的變形效果，調(diào)整很麻煩，甚至需要對(duì)腹板的型線進(jìn)行修改，設(shè)計(jì)工作量大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006](一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種壓氣機(jī)輪盤及轉(zhuǎn)子，使非對(duì)稱輪盤在軸向?qū)挾扔邢耷沂艹闅饪谟绊懙那闆r下，仍能保證較高的位移均勻性及較強(qiáng)的強(qiáng)度，同時(shí)能滿足平衡精度要求。
[0008]( 二)技術(shù)方案
[0009]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種壓氣機(jī)輪盤，包括由外緣向內(nèi)依次分布的輪緣、上腹板、中間體、下腹板和中心體，所述輪緣、上腹板、中間體、下腹板和中心體為一體結(jié)構(gòu)，所述上、下腹板均關(guān)于所述壓氣機(jī)輪盤的基準(zhǔn)線對(duì)稱，所述中間體關(guān)于所述基準(zhǔn)線不對(duì)稱，所述中間體的一側(cè)面為長(zhǎng)距側(cè)，另一側(cè)面為短距側(cè)，所述長(zhǎng)距側(cè)距所述基準(zhǔn)線的距離大于所述短距側(cè)；還包括調(diào)節(jié)凸塊，所述調(diào)節(jié)凸塊設(shè)置于所述上腹板與所述中間體短距側(cè)的過(guò)渡處，所述調(diào)節(jié)凸塊的截面形狀為類直角三角形，所述調(diào)節(jié)凸塊的兩直角面邊分別與所述上腹板和中間體完全貼合，所述調(diào)節(jié)凸塊的斜面上沿其周向開(kāi)設(shè)若干平衡孔。
[0010]優(yōu)選的，前述斜邊與基準(zhǔn)線的夾角小于43°。
[0011]優(yōu)選的，前述斜邊與基準(zhǔn)線的夾角為28-38°。
[0012]優(yōu)選的，前述平衡孔垂直于所述斜面設(shè)置，且設(shè)置于所述斜面的軸向中點(diǎn)上。
[0013]優(yōu)選的，前述平衡孔的數(shù)量大于或等于12個(gè)，且所述平衡孔沿周向均布于所述斜面上。
[0014]優(yōu)選的，前述平衡孔的數(shù)量可以整除圓周角360°。
[0015]優(yōu)選的，前述平衡孔的內(nèi)壁上設(shè)有螺紋。
[0016]進(jìn)一步的，前述輪緣與所述上腹板的過(guò)渡處還設(shè)有篦齒封嚴(yán)環(huán)。
[0017]進(jìn)一步的，前述篦齒封嚴(yán)環(huán)、上腹板、中間體、下腹板和中心體的過(guò)渡處均采用圓弧過(guò)渡。
[0018]本發(fā)明還提供一種轉(zhuǎn)子，包括如上所述的壓氣機(jī)輪盤。
[0019](三)有益效果
[0020]本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有以下有益效果:
[0021]本發(fā)明提供的壓氣機(jī)輪盤及轉(zhuǎn)子，考慮壓氣機(jī)抽氣口附近壓氣機(jī)輪盤的結(jié)構(gòu)特征，在保證位移分布均勻的基礎(chǔ)上，將位移調(diào)整裝置與平衡調(diào)整裝置有機(jī)的組合到了一起。在壓氣機(jī)輪盤幾何形狀不對(duì)稱的條件下，通過(guò)簡(jiǎn)單的方法，即在剛度調(diào)節(jié)作用較強(qiáng)處一一上腹板和中間體的過(guò)渡處加設(shè)調(diào)節(jié)凸塊，調(diào)節(jié)凸塊的斜面上設(shè)置平衡孔，實(shí)現(xiàn)了位移調(diào)整和平衡功能的組合，在保證強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了輪盤變形的軸向及徑向均勻性，為轉(zhuǎn)靜子間隙設(shè)計(jì)提供了保障，同時(shí)能滿足旋轉(zhuǎn)機(jī)械平衡精度的要求，可降低對(duì)質(zhì)量偏心的要求。所述結(jié)構(gòu)易于生產(chǎn)加工。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為現(xiàn)有的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)靜子結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明壓氣機(jī)輪盤的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明壓氣機(jī)輪盤的剖視圖；
[0025]圖4為圖3中A部的放大圖；
[0026]圖5為本發(fā)明壓氣機(jī)輪盤的立體示意圖；
[0027]圖6為本發(fā)明壓氣機(jī)輪盤的徑向位移云圖；
[0028]圖7為現(xiàn)有壓氣機(jī)輪盤的應(yīng)力圖；
[0029]圖8為僅設(shè)有調(diào)節(jié)凸塊的壓氣機(jī)輪盤的應(yīng)力圖；
[0030]圖9為設(shè)有調(diào)節(jié)凸塊和平衡孔的壓氣機(jī)輪盤的應(yīng)力圖。
[0031]其中，1:動(dòng)葉；2:壓氣機(jī)輪盤；3:持環(huán)；4:靜葉；5:抽氣口 ；6:氣缸；7:靜葉內(nèi)環(huán)；10:壓氣機(jī)進(jìn)口 ；20:壓氣機(jī)出口 ；30:基準(zhǔn)線；31:輪緣；32:篦齒封嚴(yán)環(huán)；33:上腹板；34:中間體；35:下腹板；36:中心體；37:短距側(cè)；38:長(zhǎng)距側(cè)；39:調(diào)節(jié)凸塊；40:調(diào)節(jié)凸塊與上腹板交點(diǎn)；41中間體短距側(cè)與上腹板過(guò)渡圓角起點(diǎn)；42:斜邊；43:平衡孔；44:孔壁延長(zhǎng)線；45:平衡孔中心線；50:等值線。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不能用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0033]在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上；術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”、“前端”、“后端”、“頭部”、“尾部”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0034]在本發(fā)明的描述中，還需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可視具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。
[0035]實(shí)施例一
[0036]現(xiàn)有的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)靜子，如圖1所示，其動(dòng)葉I安裝在輪盤2上，靜葉4通過(guò)持環(huán)3安裝于氣缸6上。為了防止碰磨與剮蹭，動(dòng)葉I與持環(huán)3在設(shè)計(jì)中存在間隙Λ 1，靜葉4與蓖齒封嚴(yán)環(huán)32在設(shè)計(jì)中存在間隙Λ2。然而太大的間隙會(huì)導(dǎo)致泄漏和效率損失，因此要合理設(shè)計(jì)Λ1與Λ 2值。
[0037]由于動(dòng)葉I的位移除了自身的變形還累積了輪盤的變形。為了達(dá)到控制間隙目的，通常要求壓氣機(jī)輪盤