CN110454232B - 一种航空发动机叶片隔离错频减振方法及航空发动机 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种航空发动机叶片隔离错频减振方法，其包括：获取所有叶片的频率或重量；根据叶片的频率或重量确定若干数量的最大频率或最大重量的叶片；周向均布所述最大频率或最大重量的叶片，使得相邻两个最大频率或最大重量的叶片之间形成若干振动隔离区；将剩余叶片安装至所述最大频率或最大重量的叶片之间形成若干振动隔离区内；调节所述剩余叶片的排布使得所述航空发动机的叶片排布满足减振要求。本申请的航空发动机叶片隔离错频减振方法充分考虑了装配现场的实际情况，在不需改变叶片结构的基础上，仅通过频率大小或重量大小即可确定相对较优的安装方案，减振效果好，实用性强，应用成本低。

Description

一种航空发动机叶片隔离错频减振方法及航空发动机
技术领域
本申请属于航空发动机减振技术领域，特别涉及一种航空发动机叶片隔离错频减振方法。
背景技术
航空发动机具有多个叶片，由于制造公差、材料和工艺的限制，导致叶片的外形、刚度和质量等结构参数沿轮盘周向分布不能完全相同，因此，真实的叶盘结构都是失调的，即产生错频。错频叶盘结构往往可以提高系统的气动弹性稳定性，即在同一转子上按一定规律控制各个叶片的频率分布来抑制颤振。与此同时，错频会破坏原有叶盘循环对称结构的周期性，可能会产生某些部位受迫响应振动过大，导致振动局部化问题。
发明内容
本申请的目的是提供了一种航空发动机叶片隔离错频减振方法及航空发动机，可以在不对发动机叶片结构进行修改、不降低发动机的性能的基础上解决上述任一问题。
在一方面，本申请提供了一种航空发动机叶片隔离错频减振方法，其包括：
获取所有叶片的频率或重量；
根据叶片的频率或重量确定若干数量的最大频率或最大重量的叶片；
周向均布所述最大频率或最大重量的叶片，使得相邻两个最大频率或最大重量的叶片之间形成若干振动隔离区；
将剩余叶片安装至所述最大频率或最大重量的叶片之间形成若干振动隔离区内；
调节所述剩余叶片的排布使得所述航空发动机的叶片排布满足减振要求。
在本申请一实施方式中，在获取所有叶片的频率或重量之前，还包括：对所有叶片进行编号，以便对所述叶片进行分区排布和记录。
在本申请一实施方式中，所述若干数量为奇数个。
在本申请一实施方式中，所述若干数量为3或5。
在本申请一实施方式中，所述将剩余的叶片安装至所述最大频率或最大重量的叶片之间形成若干振动隔离区内，包括：
以频率或重量排序所述剩余叶片；
将排序后的所述剩余叶片依次安装至至所述最大频率或最大重量的叶片之间形成若干振动隔离区内。
在本申请一实施方式中，所述调节所述剩余叶片的排布使得所述航空发动机的叶片排布满足减振要求，还包括
在所述剩余叶片上进行平衡配重；
若配重后，叶片达到收敛要求，则完成航空发动机叶片的隔离错频减振，若配重后，叶片未达到收敛要求，则按频率或重量调节部分剩余叶片的排布，之后在安装配重，直至满足航空发动机叶片的隔离错频减振要求。
在另一方面，本申请提供了一种航空发动机，所述航空发动机包括多个叶片，所述叶片按如上任一所述的方法进行排布。
本申请的航空发动机叶片隔离错频减振方法充分考虑了装配现场的实际情况，在不需改变叶片结构的基础上，仅通过频率大小或重量大小即可确定相对较优的安装方案，减振效果好，实用性强，应用成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为本申请的航空发动机叶片隔离错频减振方法流程示意图。
图2为本申请一实施例的3个隔离区整圈叶片频率分布示意图。
图3为图2中所示实施例的3个隔离区相邻叶片频差分布示意图。
图4为本申请另一实施例的5个隔离区整圈叶片频率分布示意图。
图5为图4中所示实施例的5个隔离区相邻叶片频差分布示意图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
如图1所示，本申请提供了一种航空发动机叶片隔离错频减振方法，其包括：
S10：获取所有叶片的频率或重量。
S20：根据叶片的频率或重量确定若干数量的最大频率或最大重量的叶片。
S30：周向均布最大频率或最大重量的叶片，使得相邻两个最大频率或最大重量的叶片之间形成若干振动隔离区。
本申请中，通过找出几个频率最大或重量最大的叶片，通过将这些叶片在周向排布，可以将整圈叶片分割成若干“隔离区”，作为打破叶片周期对称性的“主峰”，这种形式的隔离区具有很明显的错频效果。
S40：将剩余叶片安装至最大频率或最大重量的叶片之间形成若干振动隔离区内。
S50：调节剩余叶片的排布使得航空发动机的叶片排布满足减振要求。
在本申请一实施方式中，在获取所有叶片的频率或重量之前，还包括：
S1：对所有叶片进行编号，以便对叶片进行分区排布和记录。
本申请中，隔离区的数量并不是越多越好，首先需要排除偶数隔离区，因其周期对称性仍比较明显。其次，考虑到叶片在验收时会有一个频率控制标准，如果叶片频率相差较多，则判定为超差叶片，不能用于发动机，因此每台份叶片频率相差不会太大，如果隔离区的数量为5个以上，这时隔离错频的方式则会向交替错频的方式，减振效果不明显。因此，在本申请中，若干数量为奇数个。在一些优选实施例中，奇数的若干数量为3或5。
在本申请一实施方式中，将剩余的叶片安装至最大频率或最大重量的叶片之间形成若干振动隔离区内，包括：
S41：以频率或重量排序剩余叶片；
S42：将排序后的剩余叶片依次安装至至最大频率或最大重量的叶片之间形成若干振动隔离区内。
在本申请一实施方式中，调节剩余叶片的排布使得航空发动机的叶片排布满足减振要求，还包括
S51：在剩余叶片上进行平衡配重；
S52：若配重后，叶片达到收敛要求，则完成航空发动机叶片的隔离错频减振，若配重后，叶片未达到收敛要求，则按频率或重量调节部分剩余叶片的排布，之后在安装配重，直至满足航空发动机叶片的隔离错频减振要求。
如图2至图5所示为确定的隔离区的数量为3或5的一些实施例，在这些实施例中，需要挑选3个或5个大频率的叶片，通过将其在整圈叶片均布，形成3个或5个带主峰的隔离区。如果整圈叶片数量较多则可以建立5个隔离区，如果整圈叶片数量不多，则可以建立3个隔离区。之后，将剩余的叶片按频率大小进行排序，之后将排序好的叶片按照分成大、中、小的原则分组。通过明确3个或5个最大频率的叶片位置，即确定3个或5个“隔离区”，照大、中、小的顺序在每个“隔离区”内部安装叶片，离区内与主峰相邻叶片选取原则为：应保证其与主峰叶片的频率差足够大，最后将叶片错频安装完成后进行平衡配重。
在另一方面，本申请提供了一种航空发动机，航空发动机包括多个叶片，叶片按如上任一的方法进行排布。
本申请的航空发动机叶片隔离错频减振方法充分考虑了装配现场的实际情况，在不需改变叶片结构的基础上，仅通过频率大小或重量大小即可确定相对较优的安装方案，减振效果好，实用性强，应用成本低。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种航空发动机叶片隔离错频减振方法，其特征在于，包括
获取所有叶片的频率或重量；
根据叶片的频率或重量确定奇数个最大频率或最大重量的叶片；
周向均布所述最大频率或最大重量的叶片，使得相邻两个最大频率或最大重量的叶片之间形成若干振动隔离区；
将剩余叶片安装至所述最大频率或最大重量的叶片之间形成的若干振动隔离区内，过程包括：以频率或重量排序剩余叶片；将排序后的剩余叶片依次安装至最大频率或最大重量的叶片之间形成的若干振动隔离区内；
调节所述剩余叶片的排布使得所述航空发动机的叶片排布满足隔离错频减振要求，过程包括：在剩余叶片上进行平衡配重；若配重后，叶片达到收敛要求，则完成航空发动机叶片的隔离错频减振，若配重后，叶片未达到收敛要求，则按频率或重量调节部分剩余叶片的排布，之后再安装配重，直至满足航空发动机叶片的隔离错频减振要求。
2.如权利要求1所述的航空发动机叶片隔离错频减振方法，其特征在于，在获取所有叶片的频率或重量之前，还包括
对所有叶片进行编号，以便对所述叶片进行分区排布和记录。
3.如权利要求1所述的航空发动机叶片隔离错频减振方法，其特征在于，所述若干数量为3或5。
4.一种航空发动机，所述航空发动机包括多个叶片，其特征在于，所述叶片按权利要求1至3任一所述的方法排布。
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