第3章 压气机

解决方法：焊接法 ，整体加工成型法
3.2.2 鼓盘式转子 1. 不可拆卸的鼓盘式转子
3.2.2 鼓盘式转子 1. 不可拆卸的鼓盘式转子 刚度研究：鼓筒与轮盘的位置
恰当半径内：鼓径向 变形小，盘大；鼓加 强盘 恰当半径外：盘径向 变形小，鼓大；盘加 强鼓
3.2.2 鼓盘式转子 1. 不可拆卸的鼓盘式转子 装配紧度研究
3.4 压气机防喘系统
3.4.1 压气机的喘振 基元级 攻角 落后角 失速：攻角过大时，气流从叶背分离，导致压气机效率降 低、工作不稳定、旋转失速、喘振。 旋转失速：失速区向叶片旋转相反方向移动的现象。 喘振：在非设计状态下，压气机前面增压级和后面增加级 不匹配，导致气流的攻角变大，所产生的脉冲型的气流分 离和堵塞。
机匣间的联接、定 位和密封——安装边 和螺栓联接
Байду номын сангаас
3.3 轴流式压气机静子
3.3.1 整流器机匣 2. 整流器机匣的方案 （3）整体式机匣
3.3 轴流式压气机静子
3.3.1 整流器机匣 3. 整流器机匣的方案研究 影响因素：转子和整流器的方案 机匣的材料和工艺 机匣的铸造工艺分：铸造，板料焊接，锻造后经机械加工 近代发动机机匣
3.2 轴流式压气机转子
3.2.1 转子的基本结构形式 1.鼓式转子
3.2 轴流式压气机转子
3.2.1 转子的基本结构形式 1.鼓式转子
3.2 轴流式压气机转子
5.2.1 转子的基本结构形式 2.盘式转子
3.2 轴流式压气机转子
5.2.1 转子的基本结构形式 2.盘式转子
加强盘式转子中盘与轴的联接（定心） 发夹型结构 门型结构 轴向梯形套齿等 端面梯形套齿等
3.2.2 鼓盘式转子 2. 可拆卸的鼓盘式转子 （1）用拉杆联接 JT3D
刚度：拉杆的拉紧力 传扭：端面摩擦 定心：圆柱面 流道变化，多根拉杆联接
3.2.2 鼓盘式转子 2. 可拆卸的鼓盘式转子 （2）短螺栓联接 JT9D高压 刚性：螺栓预紧力 定心、传扭：螺栓
3.2.2 鼓盘式转子
2. 可拆卸的鼓盘式转子 （3）长轴螺栓联接 30 KY 低压转子 定心、传扭：端面圆弧齿
3.2 轴流式压气机转子
3.2.1 转子的基本结构形式 3.鼓盘式转子
3.2.1 转子的基本结构形式 3.鼓盘式转子
3.2 轴流式压气机转子
3.2.2 鼓盘式转子 鼓盘式转子兼有鼓式转子的抗弯刚性和盘式转子承 受大离心力载荷的能力，因此得到广泛的应用，特别在现 代涡扇发动机的高压压气机上。 分类 1. 不可拆卸的转子 2. 可拆卸的转子 3. 部分不可拆卸部分不可拆卸的混合式转子
3.2.2 鼓盘式转子
2. 可拆卸的鼓盘式转子 关键件：拉杆 预紧力：拉杆在装配时的拉紧力，用于保证压气机各 级件联接的可靠性和整体刚度。 影响因素



计算截面的弯矩值 拉杆所在半径大小 转子上的气体轴向力 所选材料（应与鼓筒、轮盘尽量一致） 装配方法

3.2.2总结：在制造技术和装配工艺许可下，应尽量选择 零件数目少且不可拆卸的、整体式的或混合式的结构方案。

静子

3.2 轴流式压气机转子
3.2.1 转子的基本结构形式 转子设计的基本矛盾 尺寸小、重量轻 转速高、负荷大 惯性力和力矩、气体力（轴向力和扭矩） 要求 可靠的强度和结构刚性 良好的定心、定位 传力、传扭可靠 良好的平衡性 基本结构形式：鼓式、盘式、鼓盘式
三大段，焊接或整体制造， 再用短螺栓联接
3.2.2 鼓盘式转子 3、 混合式的鼓盘转子 （2） CFM56和V2500的高压压气机转子
三大段，1~2级钛合金焊接， 4~9级不锈钢焊接，与3级短螺 栓联接
两大段，短螺栓联接
3.2.2 鼓盘式转子 3 、混合式的鼓盘转子 （3） AJI — 31 的高压压气机转子
恰当半径内：鼓径向变形小，盘大；盘压入鼓 恰当半径外：盘径向变形小，鼓大；鼓压入盘
3.2.2 鼓盘式转子 1. 不可拆卸的鼓盘式转子 装配定心：径向销钉原理
3.2.2 鼓盘式转子 2. 可拆卸的鼓盘式转子 在转配以后可以根据使用和维修的要求进行可以进行无 损分解的转子。 分类 （1）用拉杆联接 JT3D （2）短螺栓联接 JT9D高压 （3）长轴螺栓联接 30 KY 低压
三大段，一段（1~3级），二段（4~6级），三段（7~9级）
短螺栓 长螺栓
3.2 轴流式压气机转子
3.2.3 工作叶片及其与轮盘的联接 转子叶片 构造：叶身+榫头 工作可靠性：叶身本身和其与轮盘的联接有足够的强度、适 宜的刚性和较小的应力集中。 1、叶身的构造特点 （1）要求： 由适应亚声速和超声速工作的叶片型面，按照一定的扭 向规律及型面重心分布规律，沿着叶高重叠而成； 为减轻重量，叶尖的弦长要比根部的短，厚度比根部的 薄。

双层机匣 包容机匣
3.3 轴流式压气机静子
3.3.2 整流器 1. 叶片与机匣的固定方案 （1） 整流叶片的榫头固定
3.3 轴流式压气机静子
3.3.2 整流器 1. 叶片与机匣的固定方案 （2） 直接固定法 螺帽联接 wp6的整流叶片 用螺纹轴颈和矩形板直接 装在机匣内壁环槽内，用螺帽 拧紧。 焊接固定 WP13 的1,3,4,5级除了1级 空心整流叶片用螺帽联接外， 均用焊接固定
3.2 轴流式压气机转子
3.2.3 工作叶片及其与轮盘的联接 2、榫头的构造 （2） 分类 a. 燕尾形榫头

结构简单、抗振性好、承载弱、尺寸大（重） 依靠槽侧面定位、传力 榫头和榫槽可以过渡配合、也可以小间隙配合
3.2 轴流式压气机转子
3.2.3 工作叶片及其与轮盘的联接 2、榫头的构造 （2） 分类 a. 燕尾形榫头
3.2.2 鼓盘式转子 1. 不可拆卸的鼓盘式转子
3.2.2 鼓盘式转子 1. 不可拆卸的鼓盘式转子 级间联接：圆柱面紧度配合+径向销钉，焊接 ，整体加 工成型 圆柱面紧度配合+径向销钉法 定心：圆柱面加径向销钉 传扭：径向销钉和配合面的摩擦力 优点：结构简单，工作可靠，加工方便 缺点：转子的零件较多，制造偏差会影响转子的定心 和平衡
3.3 轴流式压气机静子
3.3.2 整流器 1. 叶片与机匣的固定方案 （3） 间接固定 wp7发动机第2级整流器
3.3 轴流式压气机静子
3.3.2 整流器 2. 整流器的支点方案
双支点：提高叶片自身的自震频率，减少漏气损失，提高压气机 效率。
3.3 轴流式压气机静子
3.3.2 整流器 3. 整流器的方案总结
3.2.2 鼓盘式转子
3. 混合式的鼓盘转子 由若干大段组成；每一段由若干级焊接而成不可拆卸转子； 每一大段通过短螺栓联接组成可拆卸转子。 可以分段式用不同材料制造，满足压气机前后温差大的需 求。 目前，现代发动机的高压转子中，较多采用混合式转子
3.2.2 鼓盘式转子 3、 混合式的鼓盘转子 （1）AJI — 31 的低压压气机转子
大流量比涡扇发动 机：能单个拆除带 冠叶片的锁紧结构。
3.2 轴流式压气机转子
3.2.3 工作叶片及其与轮盘的联接 2、榫头的构造 （2） 分类 b. 销钉式榫头
简单，但是承 载能力有限， 尺寸和重量大
3.2 轴流式压气机转子
3.2.3 工作叶片及其与轮盘的联接 2、榫头的构造 （2） 分类 c. 枞树型榫头
3.4 压气机防喘系统
3.4.1 压气机的喘振 对于多级轴流式压气机，容易出现喘振的情况 在一定转速下工作时，若出口反压增大，使空气流量降 低到一定程度时，就会产生共振。因为空气流量降低时， 各级叶片上的气流攻角增加，容易产生气流分离和堵塞。 当发动机偏离设计工作状态而降低转速时容易发生喘振。 因为增压比的变化与流道变化不匹配。因此，低增压比 （<4）的压气机不容易产生喘振。 喘振的现象： 强烈的不稳定工作现象，即流过压气机的气流沿着压气机 的轴线方向产生低频高振幅的强烈震荡，压气机出口平均 压力急剧下降，出口总压、流量、流速产生大幅度脉动， 并伴随有强烈放炮声。
3.2.3 工作叶片及其与轮盘的联接 1、叶身的构造特点 （2） 特点 端部过弯叶身的叶片

为了减少叶片两端壁附面层所造成的损失，而将叶身（包括静子叶 片）尖端和根部前、后缘特别地加以弯曲，提高压气机效率。
3.2 轴流式压气机转子
3.2.3 工作叶片及其与轮盘的联接 2、榫头的构造 （1） 要求
周向尺寸小，重量 轻，能承受较大的 载荷，但是多靠榫 齿传力，应力集中 严重，工艺性差。
3.3 轴流式压气机静子
组成：机匣和静子叶片（整流器） 3.3.1 整流器机匣 1. 作用在机匣上的负荷

3.3 轴流式压气机静子
3.3.1 整流器机匣 2. 对机匣的基本要求
3.3 轴流式压气机静子
3.3.1 整流器机匣 2. 整流器机匣的分类 整体式 转子可拆卸
平台包容叶根型面，中间叶根，圆角过渡减小应力
3.2 轴流式压气机转子
3.2.3 工作叶片及其与轮盘的联接 2、榫头的构造 （2） 分类 a. 燕尾形榫头
槽向固定：防止在叶片 气动力和离心力的槽向 分力下沿槽向移动，或 振动脱落。
3.2 轴流式压气机转子
3.2.3 工作叶片及其与轮盘的联接 2、榫头的构造 （2） 分类 a. 燕尾形榫头
3.2 轴流式压气机转子
3.2.3 工作叶片及其与轮盘的联接 1、叶身的构造特点 （2） 特点 减震凸台

较长叶片为避免发生危险共振或颤震在叶身中部的凸台
3.2 轴流式压气机转子
3.2.3 工作叶片及其与轮盘的联接 1、叶身的构造特点 （2） 特点 宽弦风扇叶片（V2500）

优点：没有增重、减震特性好、叶栅通道 面积大、 喘振裕度宽、级效率高等