文档介绍：2018/8/4
南京航空航天大学智能诊断与专家系统研究室 .
学生:郝腾飞
指导教师:陈果教授
航空发动机转子不同心故障振动机理分析及其应用研究
学生:宋培培
导师:陈果教授
专业:安全科学与工程
硕士学位论文答辩
2018/8/4
汇报内容
研究背景与现状分析
转子不同心故障振动机理分析
转子不同心测试方法分析及验证
某型航空发动机高压转子不同心对
整机振动影响分析
总结与展望
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南京航空航天大学智能诊断与专家系统研究室 .
2018/8/4
南京航空航天大学智能诊断与专家系统研究室 .
第一部分
研究背景
发动机作为飞机的核心部件,直接关系到飞机运行状态的好坏
转子系统复杂的结构特点,装配中易产生转子不同心故障
转子不同心故障威胁航空发动机安全
因此,了解航空发动机转子的结构和装配特点是研究转子产生不同心故障振动机理的前提条件。
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南京航空航天大学智能诊断与专家系统研究室 .
第一部分
研究背景
低压转子系统由3级风扇和2级涡轮组成,风扇后轴颈与低压涡轮轴通过刚性套齿联轴器连接
高压转子系统由9级压气机和1级涡轮组成,前轴颈从第3级压气机盘伸出
压气机与涡轮连接采用了大直径鼓筒轴设计
某型小涵道比涡扇发动机结构特点
2018/8/4
南京航空航天大学智能诊断与专家系统研究室 .
第一部分
研究背景
高压转子主要包括前轴颈,焊接1~2级盘,3级盘,焊接4~9级盘,压气机后篦齿封严盘、高压涡轮盘以及后轴颈等。
第3级盘处用精密螺栓将1~2级转子、4~9级转子及前轴颈连接起来;
在后篦齿封严盘处,通过螺栓将压气机转子与高压涡轮轴连接;用螺栓将高压涡轮盘中部伸出法兰边与封严盘、后轴颈连接。
焊接1~2级盘
焊接4~9级盘
3级盘
篦齿封严盘
高压涡轮盘
由于装配误差以及高温高压高转速的工作条件,各部件螺栓连接部位可能会发生错动,造成两连接面发生滑移,导致各部件惯性轴与旋转轴出现偏差。
2018/8/4
南京航空航天大学智能诊断与专家系统研究室 .
第一部分
研究背景
转子旋转轴与部件旋转轴的关系
惯性轴指的是转子主要部件两端连接定位面圆心之间的连线
旋转轴指的是两连接定位面圆心之间的连线
各部件惯性轴与转子旋转轴之间出现偏差,产生转子不同心。转子各盘轴的不同心将对转子产生类似于转子弯曲的振动。
2018/8/4
南京航空航天大学智能诊断与专家系统研究室 .
第一部分
研究意义
严重影响航空发动机的安全性
造成转子振动超标甚至变形
转子出现不同心故障
在航空发动机整机装配过程中,需要尽量避免航空发动机出现转子不同心现象,以保证航空发动机安全可靠的运行
支承处轴承磨损
转、静件碰摩
研究意义
2018/8/4
南京航空航天大学智能诊断与专家系统研究室 .
第一部分
国内外研究现状分析
航空发动机转子不同心控制与装配优化技术研究现状
吴法勇等通过利用部件不同心度测量来对不平衡量进行估算,提出通过优化各部件的安装相位角对转子初始不平衡量进行控制,并通过蒙特卡洛仿真法验证了提出的优化方法的有效性。
吕玉红等介绍了某型发动机装配过程中个组件同心度的测量需求,自主研发了多项同心度测试方案,并取得了突破性的技术成果。
国内
Z. ,建立了偏差传递模型,通过调整各部件间配合角度使装配后的同心度最小。
Fritz Klocke等提出了一种用于航空发动机各部件焊接过程的智能装配系统,该系统能够自动对准和夹紧不同的转子部件,使转子部件连接部位同心度达到最优。
国外
2018/8/4
南京航空航天大学智能诊断与专家系统研究室 .
第一部分
国内外研究现状分析
转子不同心(转轴弯曲)建模与特征分析研究现状
冯国权等针对在工程中实际广泛应用的转子系统,建立了其多自由度的分析模型,并采用有限元法对一实际的转子振动特性进行求解,认为初始弯曲响应和不平衡响应两者之间既有相似之处,又有各自的特点。
林富生等针对单盘转子转子动力学模型,同时考虑了初始弯曲故障、不对称刚度和质量不平衡三种情况下飞行器运动时位于飞行器内的转子的动态特性,从而为其转子的动力学特性分析和故障诊断提供依据。
国内
,结果