航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)ppt課件

1、第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的受力分析1.1 作用力的分類(lèi)1 氣體力、力矩在氣流通道內(nèi)，由于氣流的速度，壓力，方向變化對(duì)作用零件產(chǎn)生的力。葉片，進(jìn)氣道，噴口，火燃筒。1.1 作用力的分類(lèi)2 慣性力、力矩旋轉(zhuǎn)或機(jī)動(dòng)飛行時(shí)由于質(zhì)量所產(chǎn)生的力葉片，盤(pán)等旋轉(zhuǎn)件上的慣性力作用在轉(zhuǎn)子上的慣性力矩或力偶1.1 作用力的分類(lèi)3 熱應(yīng)力相鄰的不同材料在相同溫度下；工作環(huán)境溫度梯度不同時(shí)可產(chǎn)生；機(jī)匣的安裝邊處火燃筒加力燃燒室風(fēng)扇葉片風(fēng)扇葉片高壓壓氣機(jī)盤(pán)高壓壓氣機(jī)盤(pán)尾噴口尾噴口燃燒室燃燒室1.2 力的傳遞零件內(nèi)力零件內(nèi)部平衡不向外傳。熱應(yīng)力、輪盤(pán)應(yīng)力等。零件外傳力機(jī)動(dòng)飛行時(shí)的慣性力、慣性力矩、不平衡力 氣動(dòng)力和重量。1.2 力的

2、傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)力不傳給飛機(jī)的力：氣動(dòng)力矩、部分軸向力 。發(fā)動(dòng)機(jī)外傳力推力，分量，機(jī)動(dòng)飛行時(shí)的慣性力 力矩。2.1各部件軸向力分布及推力的計(jì)算推力等于所有部件軸向力之和2.2轉(zhuǎn)子軸向力及卸(減)荷措施卸荷為什么不會(huì)影響推力2.3渦輪與壓氣機(jī)軸向力不同為什么？2.4 大涵道比風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇向前軸向力小于渦輪向后軸向力主軸承的周向力向后2.5 作用在發(fā)動(dòng)機(jī)上的力矩氣動(dòng)力矩是不傳給飛機(jī)的；壓氣機(jī)，渦輪中相應(yīng)的動(dòng)葉和靜葉上氣動(dòng)力矩相等各轉(zhuǎn)子上力矩相等第二節(jié) 轉(zhuǎn)子支承方案v內(nèi)容：v轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)形式v確定轉(zhuǎn)子支承的位置v所使用軸承的類(lèi)型和聯(lián)軸器的選取v作用：v承受轉(zhuǎn)子上各種負(fù)荷v氣動(dòng)力、重力、慣性力v外傳，最后

3、傳到安裝節(jié)。2.1 單轉(zhuǎn)子的支承方案v兩支點(diǎn)1-1-0）威派爾威派爾 Viper (RR 公司公司)結(jié)構(gòu)示意圖 回正文渦噴六WP-6發(fā)動(dòng)機(jī)v帶有加力燃燒室的單轉(zhuǎn)子渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)v（中國(guó)）v用于殲六殲六 強(qiáng)五強(qiáng)五使用WP-6發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)2. 1 單轉(zhuǎn)子的支承方案v三支點(diǎn) （1-2-0） 渦噴-6 (WP-6)雅克雅克-15米格米格-9-20發(fā)動(dòng)機(jī)v蘇聯(lián)制造v用于米格-9前蘇聯(lián)）2.1 單轉(zhuǎn)子的支承方案v四支點(diǎn)1-3-0-202. 1 單轉(zhuǎn)子的支承方案v浮動(dòng)套齒聯(lián)軸器2. 1 單轉(zhuǎn)子的支承方案v兩支點(diǎn)方案特點(diǎn)v適用于剛性轉(zhuǎn)子v一般情況下后支點(diǎn)位于渦輪前v縮短轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度v提高軸的剛度v支點(diǎn)環(huán)境溫度高v后支

4、點(diǎn)位于渦輪后v轉(zhuǎn)子支點(diǎn)間跨度加大2.1 單轉(zhuǎn)子的支承方案v三支點(diǎn)方案特點(diǎn)v適用于軸向尺寸大的轉(zhuǎn)子v必須解決“三點(diǎn)共線問(wèn)題v采用柔性聯(lián)軸器v提高轉(zhuǎn)子、支承的加工精度波音747，767飛機(jī)的動(dòng)力2.2 雙轉(zhuǎn)子支承方案vHP 1-1-0 LP 0-1-1（1962年開(kāi)始研制）年開(kāi)始研制）波音B-777大型雙發(fā)客機(jī)動(dòng)力2.2 雙轉(zhuǎn)子支承方案vHP 1-1-0 LP 0-2-1（1982年年12月月8日日 宣布研制）宣布研制）2.2 雙轉(zhuǎn)子支承方案v普惠PW公司發(fā)動(dòng)機(jī)支承方案特點(diǎn)v高壓轉(zhuǎn)子采用 1-1-0v轉(zhuǎn)子短v剛性好v效率高 v低壓轉(zhuǎn)子后支點(diǎn)放置渦輪后v轉(zhuǎn)子跨度大v動(dòng)力特性差V2500 （美，英，德

5、，意，日（美，英，德，意，日1974年開(kāi)始研制）年開(kāi)始研制）波音B-737中型雙發(fā)客機(jī)2.2 雙轉(zhuǎn)子支承方案vHP 1-0-1 LP 0-2-1 F4042.2 雙轉(zhuǎn)子支承方案v中介軸承的使用GE公司）v中介軸承一般為滾棒軸承 。v減小轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度。v節(jié)省一個(gè)承力框架，降低發(fā)動(dòng)機(jī)重量。v軸承的供油、封嚴(yán)、安裝困難。v轉(zhuǎn)子間的動(dòng)力影響較大。2.2 雙轉(zhuǎn)子支承方案vHP 0-2-0 LP 1-2-0 2.3 三轉(zhuǎn)子支承方案vHP 1-0-1 I P 1-2-1 LP 0-2-1 RB1992.4 滾珠軸承位置v一般原則v1.盡可能不放在渦輪附近；v2.相對(duì)安裝節(jié)軸向位移最小處；v3.在雙支點(diǎn)中均放在壓

6、氣機(jī)之前；v4.在三支點(diǎn)中大多數(shù)放在壓氣機(jī)之后。2.4 滾珠軸承位置vF4042.4 滾珠軸承位置vV25002.4 滾珠軸承位置vRB199作 業(yè)v根據(jù)圖冊(cè)或補(bǔ)充講義附圖v分析F404和V2500發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子支承方案形式及特點(diǎn)v要求畫(huà)出支承簡(jiǎn)圖第三節(jié) 聯(lián)軸器v將渦輪軸與壓氣機(jī)軸聯(lián)接起來(lái)的組件稱為聯(lián)軸器。v作用：v傳扭，傳軸向力，傳徑向力-起支點(diǎn)作用。v方式：v剛性，柔性。V2500低壓低壓 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子3.1 剛性聯(lián)軸器1 套齒式聯(lián)軸器雙圓柱面定心套齒傳扭大螺母承受軸向力V2500低壓低壓 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子3.1 剛性聯(lián)軸器vV2500低壓聯(lián)軸器3.1 剛性聯(lián)軸器2 精密螺栓聯(lián)軸器雙圓柱面定心螺栓傳扭及軸

7、向力F404高壓轉(zhuǎn)子高壓轉(zhuǎn)子F404高壓轉(zhuǎn)子高壓轉(zhuǎn)子3.1 剛性聯(lián)軸器3.1 剛性聯(lián)軸器3 圓弧端齒聯(lián)軸器“圓弧定心端齒傳扭螺栓傳遞軸向力3.2 柔性聯(lián)軸器vWP8 低壓聯(lián)軸器3.2 柔性聯(lián)軸器3.2 柔性聯(lián)軸器vWP6低壓聯(lián)軸器3.2 柔性聯(lián)軸器vWP7球形接頭套齒聯(lián)軸器第四節(jié) 支承結(jié)構(gòu)1. 軸承設(shè)計(jì)常用滾棒軸承和滾珠軸承徑向尺寸大，軸向尺寸小，可以短期缺油，損耗小工作溫度可到300高速軸承即DN值很大1,000,000離心力和摩擦力大，要求潤(rùn)滑和冷卻良好滾棒為特輕，滾珠為輕第四節(jié) 支承結(jié)構(gòu)2. 設(shè)計(jì)方法和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)雙排滾珠軸承并用：可承受大的軸向負(fù)荷但應(yīng)解決均載問(wèn)題。第四節(jié) 支承結(jié)構(gòu)2. 設(shè)

8、計(jì)方法和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)軸承在高溫下工作：隔熱襯套環(huán)內(nèi)開(kāi)槽內(nèi)環(huán)供油噴油冷缺。RB199第四節(jié) 支承結(jié)構(gòu)第四節(jié) 支承結(jié)構(gòu)第四節(jié) 支承結(jié)構(gòu)2. 設(shè)計(jì)方法和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)滾珠滾棒軸承并用：滾珠承受軸向力滾棒承受徑向力GE90第四節(jié) 支承結(jié)構(gòu)第四節(jié) 支承結(jié)構(gòu)3. 供油方式：直射噴油軸下供油甩油盤(pán)第四節(jié) 支承結(jié)構(gòu)4. 封嚴(yán)方式：篦齒封嚴(yán)端面石墨密封浮動(dòng)環(huán)式封嚴(yán)螺紋式封嚴(yán)第四節(jié) 支承結(jié)構(gòu)v蓖齒封油蓖齒封油v蓖齒封氣蓖齒封氣第四節(jié) 支承結(jié)構(gòu)石墨塊石墨塊端面石墨密封端面石墨密封第四節(jié) 支承結(jié)構(gòu)端面石墨封嚴(yán)第四節(jié) 支承結(jié)構(gòu)螺紋式封嚴(yán)螺紋式封嚴(yán)第四節(jié) 支承結(jié)構(gòu)刷式封嚴(yán)刷式封嚴(yán)第四節(jié) 支承結(jié)構(gòu)浮動(dòng)環(huán)封油浮動(dòng)環(huán)封油第四節(jié) 支承結(jié)構(gòu)5. 軸承的滑蹭緣由：負(fù)荷少；轉(zhuǎn)速高；工況變化大；中介軸承易發(fā)生打滑。消除打滑的方法：減少阻力增加拖動(dòng)力第四節(jié) 支承結(jié)構(gòu)6. 帶彈性支座擠壓油膜軸承第五節(jié) 承力系統(tǒng)7.