[发明专利]一种涡轮减振方法及减振结构

说明书

技术领域

本发明属于航空发动机&燃气轮机总体结构设计领域，涉及一种转子系统减振方法及减振结构，具体地说，是指一种涡轮减振方法及减振结构。

背景技术

微小型燃气轮机总体结构设计中，会在涡轮前端设置导流盘与其预紧安装，目的在于压紧涡轮叶片榫头，防止松动（对于分体式涡轮）；同时，在空气系统中，起密封、导流作用（对于分体式&整体式涡轮）。传统的涡轮减振技术多采用弹性阻尼器、磁浮轴承、箔片轴承和干摩擦减振技术等，这些减振技术虽然可以一定程度上降低转子系统尤其是涡轮的振动，但存在安装结构复杂、成本较高等不足，且不利于控制涡轮端横向振动、摆振、扭振等各方向的振动。因而，有必要对现有的涡轮减振技术进行改进，以简化涡轮减振结构的形式及安装工艺，同时提高减振效果，有效控制涡轮端横向振动、摆振、扭振等各方向的振动。

发明内容

本发明的目的在于利用现有零件结构，在现有结构、功能上，在不增加系统结构的复杂度的前提下，提出一种新型的涡轮减振方法及减振结构，以配合转子系统减振方案，更有效控制涡轮端横向振动、摆振、扭振等各方向的振动。

根据本发明的一方面，提供了一种涡轮减振方法，其特征在于，所述方法包括：

涡轮导流盘固定套装在涡轮的轮毂处；

涡轮导流盘沿轴向预紧压装在涡轮上，使涡轮导流盘的端部外缘面紧密顶抵在涡轮端面上以增加二者间的摩擦接触，

在涡轮导流盘的所述端部外缘面和所述涡轮端面上分别加工有网状花纹，并在所述网状花纹内涂覆石墨涂层，利用所述端部外缘面和所述涡轮端面上的石墨涂层的相互摩擦消耗振动能量，达到对涡轮减振的目的。

优选地，涡轮导流盘沿轴向预紧压装在涡轮上，使涡轮导流盘生一定程度的变形，压紧涡轮盘端面。

优选地，在花纹表面涂抹一定厚度的石墨涂层，该石墨涂层完全覆盖网格花纹，防止金属网格彼此摩擦。

优选地，加大所述端部外缘面和所述涡轮端面的摩擦配合面，以增强减振效果。优选地，在涡轮导流盘的端部增设外表面较大的摩擦环，所述端部外缘面形成在摩擦环的外表面上。

优选地，为保证最佳减振效果，导流盘轴向预紧量应在一定范围内调整，使涡轮端的振动能量可以克服摩擦配合面的静摩擦力。

优选地，涡轮与涡轮导流盘通过装配销钉过盈配合联接，销钉沿圆周方向分布。

根据本发明的一方面，还提供了一种涡轮减振结构，包括涡轮导流盘和涡轮，所述涡轮导流盘固定套装在涡轮的轮毂处，其特征在于，涡轮导流盘沿轴向预紧压装在涡轮上，使涡轮导流盘的端部外缘面压紧在涡轮端面上，

在涡轮导流盘的端部外缘面和涡轮端面上分别加工有网状花纹，在所述网状花纹表面涂覆石墨涂层。

优选地，所述涡轮与涡轮导流盘通过装配销钉过盈配合联接，销钉沿圆周方向分布。

优选地，在涡轮导流盘的端部设置摩擦环，所述端部外缘面形成在摩擦环的外表面上。即涡轮导流盘与涡轮端的接触摩擦面可以单独加工一个零件，并将该零件焊接在导流盘原摩擦面，再与涡轮配合安装。

优选地，网状花纹倾斜角可为45°或其它任意角度；网格类型可为方形格或其它任意多边形。

本发明中涡轮导流盘为薄壁结构，安装时对其进行轴向预紧，产生一定程度的变形，压紧涡轮盘端面。在二者的配合面上加工网格状花纹，并在花纹表面涂抹一定厚度的石墨涂层，该涂层应能覆盖网格花纹，防止金属网格彼此摩擦。此时，配合面的面积越大，减振效果将越好。轴向预紧力应在一合适范围内变化，才能保证最佳的减振效果。预紧力过小时，摩擦配合面正压力小，摩擦力消耗的振动能量相对小，减振效果相对降低；预紧力过大时，涡轮端的振动能量无法克服摩擦配合面的静摩擦力，产生相对摩擦，也就无法消耗振动能量，达到减振的目的，并且此时导流盘与涡轮成为一个整体共同振动。在适当的预紧力范围内，石墨分子之间可产生切向分子粘合力。在微观尺度内，随涡轮的带动，克服分子粘合力，发生随意方向的位移，从而消耗大量的振动能量。且吸收振动能量的能力，随振动频率提高而大幅提高。石墨耐高温的特性，使其可以在涡轮端高温的环境下长时间可靠工作。

本发明的优点：形式简单，工艺简单，减振效果明显。

附图说明

图1(a)为涡轮导流盘和涡轮的装配示意图；图1(b)为图1(a)中A-A向剖面示意图；图1(c)为图1(a)中I的局部放大图；

图2为涡轮导流盘的局部剖面示意图；

图3配合面网状花纹形状示意图；

图4为涡轮导流盘的端部加设摩擦环的结构示意图。