RU2152602C1 - Method and device for balance check of turbojet engine rotors - Google Patents

Method and device for balance check of turbojet engine rotors Download PDF

Info

Publication number
RU2152602C1
RU2152602C1 RU98105831A RU98105831A RU2152602C1 RU 2152602 C1 RU2152602 C1 RU 2152602C1 RU 98105831 A RU98105831 A RU 98105831A RU 98105831 A RU98105831 A RU 98105831A RU 2152602 C1 RU2152602 C1 RU 2152602C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
disk
blades
balancing
disks
Prior art date
Application number
RU98105831A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU98105831A (en
Inventor
Б.П. Фридман
В.С. Жернаков
О.Б. Фридман
Original Assignee
Уфимский государственный авиационный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Уфимский государственный авиационный технический университет filed Critical Уфимский государственный авиационный технический университет
Priority to RU98105831A priority Critical patent/RU2152602C1/en
Publication of RU98105831A publication Critical patent/RU98105831A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2152602C1 publication Critical patent/RU2152602C1/en

Links

Landscapes

  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; aircraft engine manufacture. SUBSTANCE: during tests for degree and kind of dynamic unbalance at maximum speed of turbojet engine rotor air contained between rotor blades is isolated from medium surrounding the rotor so that it can move in step with rotor disk thereby preventing rotary motion of mentioned medium and making it build up noticeable drag moments. Device implementing this method has driving equipment of test facility rig for rotor under test with complete set of disk-mounted blades and sensing members with dynamic unbalance display units. Entire rotor disk with complete set of blades is shielded from surrounding atmosphere or its peripheral part carrying blades is partially shielded by means of air-tight shell made in the form of aerodynamic shielding cowl coupled with rotor under test or its shaft and provided with external annular-symmetry surface. Shielding cowl may be built up of two polyamide, fiberglass, or caprone-fiber transparent semi-disks fitted either side of rotor disk on its shaft and fixed together through their annular peripheral areas by means of fast-splitting joint. EFFECT: facilitated procedure, reduced time of check. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в машиностроении и на предприятиях авиационного моторостроения для балансировочного контроля роторов турбореактивных двигателей в заводских условиях на номинальных оборотах. The invention relates to balancing equipment and can be used in mechanical engineering and at enterprises of aviation engine building for balancing control of rotors of turbojet engines in the factory at nominal speed.

В настоящее время балансировка роторов турбореактивных двигателей (ТРД) осуществляется на малых оборотах, во много раз более низких, чем рабочие обороты ротора при его работе в двигателе. Currently, the balancing of rotors of turbojet engines (turbojet engines) is carried out at low speeds, many times lower than the working speed of the rotor when it is running in the engine.

Причиной указанного положения является резко возрастающее с повышением числа оборотов ротора на испытательном стенде (балансировочном станке) сопротивление воздушной среды, создающей по достижении ротором номинальных оборотов огромные тормозящие моменты. The reason for this situation is that air resistance increases sharply with increasing rotor speed at the test bench (balancing machine), which creates enormous braking moments when the rotor reaches its nominal speed.

Для преодоления тормозящих моментов, создаваемых воздушной средой при вращении ротора турбореактивного двигателя (ТРД) с полным набором (комплектом) лопаток на диске и сообщения ротору в процессе его заводской балансировки оборотов, равных рабочим оборотам двигателя, пришлось бы мощность привода балансировочного станка довести до величин, соизмеримых либо равных мощности самого турбореактивного двигателя, что, разумеется, практически совершенно исключено. To overcome the braking moments created by the air during rotation of the rotor of a turbojet engine (turbojet engine) with a full set (set) of blades on the disk and communicating to the rotor during its factory balancing of revolutions equal to the engine revolutions, it would be necessary to bring the power of the balancing machine to the values comparable or equal to the power of the turbojet engine itself, which, of course, is almost completely excluded.

Существующие методы и соответствующие им технология и средства балансировки роторов турбореактивных двигателей (ТРД) на многократно пониженных оборотах (800-1000 об/мин вместо номинальных 15000 и более об/мин) не только не позволяют создать условий балансировки, совершенно идентичных реальным рабочим режимам ротора в двигателе и, следовательно, обеспечить объективный контроль степени неуравновешенности и качества балансировки в заводских условиях; при 15-20-кратном снижении числа оборотов ротора по сравнению с его рабочими оборотами, наряду с многократным количественным снижением ускорений и действующих на ротор усилий (центробежных, вызванных дисбалансами, с радиальными вибрациями) и соответствующим значительным уменьшением чувствительности регистрирующей и индикаторной систем испытательного стенда, происходит и существенное, резко прогрессирующее с уменьшением скорости, качественное искажение картины динамического распределения нагрузок, ибо с ростом оборотов ротора быстро развиваются и затем резко начинают проявлять себя эффекты, практически не регистрируемые при многократно сниженных оборотах, применяемых в настоящее время при балансировке (перемещения вала вдоль оси - гироскопический и другие эффекты с соответствующими вибрациями и динамическими деформациями вала и диска ротора). Existing methods and their corresponding technology and means of balancing the rotors of turbojet engines (TRD) at many times reduced speeds (800-1000 rpm instead of the nominal 15000 rpm or more) not only do not allow creating balancing conditions that are completely identical to the real operating modes of the rotor in engine and, therefore, provide objective control of the degree of imbalance and quality of balancing in the factory; with a 15-20-fold decrease in the number of rotor revolutions compared to its working revolutions, along with a multiple quantitative decrease in accelerations and forces acting on the rotor (centrifugal caused by imbalances, with radial vibrations) and a corresponding significant decrease in the sensitivity of the recording and indicator systems of the test bench, there is also a significant, sharply progressing with decreasing speed, qualitative distortion of the picture of the dynamic distribution of loads, because with increasing rotor speed effects develop and then sharply begin to manifest themselves, which are practically not recorded at the many times reduced revolutions that are currently used in balancing (shaft movements along the axis are gyroscopic and other effects with corresponding vibrations and dynamic deformations of the rotor shaft and disk).

Недостатки используемых низкоскоростных методов балансировки и заводского контроля роторов ТРД находят свое отражение как в повышенной аварийности, так и в резко сокращенном эксплуатационном ресурсе двигателей. The disadvantages of the used low-speed balancing methods and factory control of the turbojet engine rotors are reflected both in the increased accident rate and in the sharply reduced engine operating life.

Невозможность сообщения ротору ТРД с полным, насаженным на его диск набором лопаток, номинальных (рабочих) чисел оборотов в процессе раздельной заводской балансировки ротора - с одной стороны, и совершенная неполноценность балансировки, осуществляемой на многократно пониженных оборотах - с другой, привели к появлению метода раздельной попарной балансировки (калибровки) диаметрально располагаемых на диске ротора лопаток. В соответствии с этим способом процесс балансировки ротора, несущего 2n лопаток, распадается на n последовательных разделенных балансировочно-подборных циклов, в ходе каждого из которых балансировке подвергаются лишь две диаметрально располагаемых друг относительно друга лопатки при исключении остальных. По мере завершения поочередной попарной подгонки (подборка лопаток) осуществляется полная сборка ротора. The inability to communicate to the rotor of the turbojet engine with a complete set of blades mounted on its disk, the nominal (working) speed in the process of separate factory balancing of the rotor - on the one hand, and the perfect inferiority of balancing carried out at many times reduced speed - on the other hand, led to the emergence of a separate method pairwise balancing (calibration) of the blades diametrically located on the rotor disk. In accordance with this method, the process of balancing a rotor carrying 2n blades breaks up into n successive divided balancing-picking cycles, during each of which only two blades diametrically spaced relative to each other are balanced, with the exception of the others. As the alternate pairwise fitting is completed (selection of blades), the rotor is fully assembled.

Указанный способ попарной балансировки лопаток используется в основном для их калибровки по весу и рассортировки. Вместе с преимуществом этого приема, состоящим в возможности проведения контроля на повышенных оборотах, - что обусловливается одновременным наличием всего двух лопаток на роторе и резко пониженным сопротивлением воздуха, допускающим достижение высоких оборотов при относительно небольшой мощности двигателя балансировочного станка, - существенными недостатками способа попарной балансировки лопаток являются: его крайне низкая производительность, большое число дополнительных, побочных операций (монтажных, сборочно-разборочных), высокая трудоемкость процесса балансировки при недостаточно полной компенсации неуравновешенностей и дисбаланса ротора в сборе, когда суммарно сказывается ряд не учитываемых при попарной балансировке факторов. The specified method of pairwise balancing of the blades is mainly used for their calibration by weight and sorting. Together with the advantage of this technique, consisting in the possibility of monitoring at increased speeds, which is due to the simultaneous presence of only two blades on the rotor and sharply reduced air resistance, allowing high speeds to be achieved with a relatively small power of the balancing machine engine, significant disadvantages of the pairwise blade balancing method are: its extremely low productivity, a large number of additional, side operations (installation, assembly and disassembly), high the laboriousness of the balancing process with insufficiently complete compensation for the imbalances and imbalance of the rotor assembly, when a number of factors not taken into account in pairwise balancing affect the total.

С целью снижения мощности привода балансировочного станка и приближения числа оборотов ротора в процессе балансировки к рабочим числам оборотов ТРД при полном наборе лопаток на диске ротора, - в отдельных, исключительных случаях для проведения научно-исследовательских и экспериментальных работ применяются уникальные вакуумные установки - герметизируемые помещения с вакуум-насосом (вакуум-камеры), в которых помещают балансировочный станок с контролируемым ротором. Изъятие воздуха и исключение создаваемого им сопротивления вращению ротора позволяют осуществить балансировочный контроль на рабочих оборотах двигателя при малых мощностях привода балансировочного станка. In order to reduce the drive power of the balancing machine and approximate the rotor speed during balancing to the working speed of the turbojet engine with a complete set of blades on the rotor disk, in some exceptional cases unique vacuum installations are used to conduct research and experimental work - pressurized rooms with a vacuum pump (vacuum chambers), in which a balancing machine with a controlled rotor is placed. The removal of air and the exclusion of the resistance created by it to the rotation of the rotor allow balancing control at the engine’s working speed at low power drive balancing machine.

Как свидетельствуют литературные источники (см. , в частности, книгу "Балансировка машин и приборов" под. ред. д.т.н. проф. В.А.Щепетильникова, Москва, изд. "Машиностроение", 1979, стр. 99), "На заводах роторы балансируются на разгонно-балансировочных стендах, оснащенных современным балансировочным оборудованием. Роторы генераторов балансируются в воздушной среде при атмосферном давлении, а турбинные роторы балансируются в вакууме" (раздел "Особенности балансировки роторов турбоагрегатов" упомянутого литературного источника). According to literary sources (see, in particular, the book "Balancing Machines and Devices" under the editorship of Dr. Sc. Prof. V. A. Shchepetilnikova, Moscow, publishing house "Engineering", 1979, p. 99) , "In factories, the rotors are balanced on accelerating and balancing stands equipped with modern balancing equipment. The rotors of the generators are balanced in air at atmospheric pressure, and the turbine rotors are balanced in vacuum" (section "Features of the balancing of rotors of turbine units" of the literature).

Указанный известный способ балансировочного контроля роторов ТРД с полным набором лопаток на рабочих оборотах двигателя, а также использование для такого контроля вакуум-камеры могут рассматриваться соответственно в качестве прототипов как для заявляемого способа балансировочного контроля, так и для устройства, реализующего этот способ. The specified known method of balancing control of rotor turbojet engines with a full set of blades at engine operating speeds, as well as the use of a vacuum chamber for such control, can be considered respectively as prototypes for the inventive balancing control method as well as for a device that implements this method.

Существенные недостатки известного процесса балансировочного контроля с использованием вакуум-камеры состоят как в чрезвычайной сложности и дороговизне оборудования и самого процесса балансировки, так и в весьма низкой оперативности, производительности метода, его высокой трудоемкости, обусловленной необходимостью многократного создания и снятия вакуума в помещении-камере с балансировочным станком в процессе балансировочного контроля. Указанные обстоятельства регламентируют применение указанного способа-прототипа в основном областью исследовательского контроля и регистрации характера и степени дисбаланса роторов ТРД в условиях научных учреждений, ограничивая в то же время возможность реального широкого использования этого способа для процесса серийной балансировки в производственных условиях. К недостаткам процесса балансировочного контроля с использованием вакуум-камеры следует отнести также исключение возможности непосредственного приближения операторов к исследуемому ротору в процессе его вращения. Significant disadvantages of the known process of balancing control using a vacuum chamber are both the extreme complexity and high cost of the equipment and the balancing process, and the very low efficiency, productivity of the method, its high complexity, due to the need to repeatedly create and remove vacuum in a room-chamber with balancing machine in the process of balancing control. These circumstances govern the use of this prototype method mainly in the field of research control and registration of the nature and degree of imbalance of turbojet engines in scientific institutions, while limiting the possibility of real widespread use of this method for the process of serial balancing in production conditions. The disadvantages of the process of balancing control using a vacuum chamber should also include the exclusion of the possibility of direct approximation of the operators to the investigated rotor during its rotation.

Предметом настоящей заявки являются способ и устройство для балансировочного контроля роторов турбореактивных двигателей, существенными преимуществами которых является то, что исследуемый ротор с полным набором (комплектом) лопаток, установленных на роторе, и при сведенных к минимуму энергетических затратах на привод ротора во вращение, что сочетается с устранением заявляемыми способом и устройством таких принципиальных недостатков их прототипов, как необходимость создания вакуума вокруг исследуемого ротора с применением специального оборудования и вакуум-камеры. К важным преимуществам заявляемого способа и осуществляющего его устройства следует отнести также обеспечиваемые ими максимальную простоту и минимальную стоимость как необходимого оборудования, так и самого процесса балансировочного контроля, оперативность и удобство которого на максимальных рабочих оборотах ротора с полным комплектом лопаток обеспечивается при возможности непосредственного допуска операторов-контролеров к исследуемому объекту (вращающемуся ротору). The subject of this application is a method and device for balancing control of rotors of turbojet engines, the significant advantages of which are that the studied rotor with a complete set (set) of blades mounted on the rotor, and with minimized energy costs for the rotor drive in rotation, which is combined with the elimination by the claimed method and device of such fundamental shortcomings of their prototypes as the need to create a vacuum around the rotor under study using special th equipment and the vacuum chamber. The important advantages of the proposed method and the device implementing it should also include the maximum simplicity and minimum cost of both the necessary equipment and the process of balancing control, the efficiency and convenience of which at the maximum rotational speed of the rotor with a complete set of blades is ensured with the direct access of operators - controllers to the investigated object (rotating rotor).

Охарактеризованные преимущества заявляемого способа и осуществляющего его устройства перед их прототипами обусловлены тем, что в соответствии с предлагаемым способом при контроле на степень и характер динамической неуравновешенности исследуемого ротора с полным набором лопаток на максимальных рабочих оборотах ротора и при сведенных к минимуму энергетических затратах на привод ротора во вращение - воздух, расположенный в пространственных промежутках между лопатками ротора, изолируют от окружающей ротор внешней воздушной среды таким образом, чтобы при вращении ротора воздух в промежутках между его лопатками абсолютно синфазно перемещался с диском ротора. The described advantages of the proposed method and its device over their prototypes are due to the fact that, in accordance with the proposed method, when controlling the degree and nature of the dynamic imbalance of the rotor under study with a full set of blades at the maximum rotor operating speed and minimizing the energy costs of the rotor drive in rotation - air located in the spatial spaces between the rotor blades is isolated from the external rotor air surrounding the rotor so that when the rotor rotates, the air in the spaces between its blades moves absolutely in phase with the rotor disk.

Согласно заявляемому техническому решению в устройстве для балансировочного контроля роторов турбореактивных двигателей, содержащем приводную часть стенда испытательной установки для исследуемого ротора с полным набором установленных на его диске лопаток и сенсорные элементы с узлами индикации динамической неуравновешенности, от окружающей внешней воздушной среды экранирован весь диск ротора с полным набором лопаток, либо частично экранирована периферийная область диска ротора, несущая лопатки, внешней герметизированной оболочкой, выполненной в виде аэродинамического экрана-обтекателя, связанного с исследуемым ротором или с его валом и имеющего внешнюю поверхность круговой симметрии. According to the claimed technical solution, in a device for balancing control of rotors of turbojet engines containing the drive part of the test rig stand for the rotor under study with a complete set of blades mounted on its disk and sensor elements with dynamic imbalance indication units, the entire rotor disk is shielded from the surrounding external air environment with full a set of blades, or the peripheral region of the rotor disk, the supporting blades, the external sealed shell is partially shielded Oh, made in the form of an aerodynamic fairing screen connected with the rotor under study or with its shaft and having an external surface of circular symmetry.

Экран-обтекатель заявляемого устройства выполнен в виде двух прозрачных полудисков из полиамида, фибергласса или капроволокна, надетых с обеих сторон диска на вал ротора и сочлененных своими периферийными круговыми областями с помощью быстроразъемного соединения. The fairing screen of the claimed device is made in the form of two transparent semi-disks made of polyamide, fiberglass or fiberglass, worn on both sides of the disk on the rotor shaft and articulated by their peripheral circular areas using a quick coupling.

Существенные отличительные признаки устройства для реализации заявляемого способа состоят, кроме того, в том, что осевые профили обоих полудисков экрана-обтекателя выполнены с различными радиусами скругления для обеспечения различной механической жесткости полудисков, при этом периферийное сочленение полудисков экрана-обтекателя выполнено в виде кругового зубчатого зацепления - концентрической защелки, образованной круговыми внутренними выступами Г-образного профиля у периферийной кромки полудиска с меньшей механической жесткостью и соответствующими концентрическими проемами в форме желобообразных углублений с наклонным профилем у периферийной кромки полудиска с большей механической жесткостью. Significant distinguishing features of the device for implementing the proposed method are, moreover, that the axial profiles of both half disks of the fairing screen are made with different rounding radii to provide different mechanical stiffness of the half disks, while the peripheral articulation of the half disks of the fairing screen is made in the form of a circular gearing - a concentric latch formed by circular internal protrusions of the L-shaped profile at the peripheral edge of the half-disk with less mechanical stiffness Strongly concentric and corresponding openings in the trough-shaped recesses with an inclined profile at the peripheral edge of half-disk with a greater mechanical rigidity.

Существо заявляемого способа и путь его реализации с помощью предлагаемого устройства поясняются прилагаемым чертежом, где а) представлен общий конструктивный вид подлежащего балансировочным испытаниям ротора 1 с полным набором лопаток, а также охватывающий ротор экран, выполненный в виде легкого составного герметизируемого диска-обтекателя, образованного левым 2 и правым 3 полудисками; б) изображен разрез периферийной части полудисков 2 и 3 в месте их взаимного сочленения. The essence of the proposed method and the way of its implementation using the proposed device are illustrated by the attached drawing, where a) a general structural view of the rotor 1 subject to balancing tests with a full set of blades is presented, as well as a screen covering the rotor made in the form of a light composite sealable fairing disk formed by the left 2 and right 3 half-discs; b) shows a section of the peripheral part of the half-discs 2 and 3 in the place of their mutual articulation.

Экран-обтекатель, состоящий из надеваемых на вал ротора - по обе стороны от диска ротора - полудисков 2 и 3, полностью закрывает ротор 1, либо может закрывать только круговую кромку диска ротора со связанными с ним лопатками, и выполняется из полиамида, фибергласса или капроволокна. A fairing screen, consisting of half-disks 2 and 3 worn on the rotor shaft on both sides of the rotor disk, completely covers the rotor 1, or can only cover the circular edge of the rotor disk with the blades associated with it, and is made of polyamide, fiberglass or fiberglass .

Сочленяемые у своей кромки легкие прозрачные полудиски 2 и 3 экрана-обтекателя имеют сальниковые уплотнения 4, 5 (манжеты) у оси ротора и уплотняющие прокладки 6, 7 в местах взаимного сочленения полудисков в их периферийной части. Light transparent half-disks 2 and 3 articulated at their edges have gland seals 4, 5 (cuffs) at the axis of the rotor and gaskets 6, 7 in the places where the half-disks are articulated in their peripheral part.

Как видно из чертежа, выполненная конфигурация осевых профилей полудисков 2 и 3 экрана-обтекателя обусловливает различную степень механической жесткости полудисков - большую для левого полудиска (2) и относительно меньшую для правого (3). As can be seen from the drawing, the configuration of the axial profiles of the half disks 2 and 3 of the fairing screen determines a different degree of mechanical stiffness of the half disks - large for the left half disk (2) and relatively less for the right one (3).

Это в процессе вращения, вследствие больших спрямляющих усилий, действующих на правый (3) полудиск, и соответствующих деформаций последнего относительно левого (2) полудиска, приводит под действием развивающихся центробежных сил к увеличению сцепления между обеими частями экрана-обтекателя - как по центру, так и в периферийных областях полудисков. This in the process of rotation, due to the large rectifying forces acting on the right (3) half-disk, and the corresponding deformations of the latter relative to the left (2) half-disk, under the action of developing centrifugal forces leads to an increase in adhesion between both parts of the fairing screen - both in the center and and in peripheral areas of semi-disks.

Возрастающему с увеличением числа оборотов испытуемого ротора 1 механическому сцеплению между полудисками 2 и 3 экрана-обтекателя способствует и примененное в рассматриваемом устройстве конструктивное исполнение системы сочленения полудисков 2, 3, которое образовано в виде концентрической защелки, осуществляемой с помощью выступов Г-образного профиля 8 у кромки одного из полудисков (3) и соответствующего им кругового желобообразного углубления 9 с наклонным профилем - у кромки другого полудиска (2). The mechanical coupling between the half-disks 2 and 3 of the fairing screen increasing with the increasing number of revolutions of the tested rotor 1 is also facilitated by the design of the articulation system of half-disks 2, 3 used in the device in question, which is formed in the form of a concentric latch carried out using the protrusions of the L-shaped profile 8 the edge of one of the half-disks (3) and the corresponding circular groove-shaped recess 9 with an inclined profile - at the edge of the other half-disk (2).

В процессе вращения вследствие большей деформации спрямления правого полудиска 3 относительно левого 2, Г-образные выступы 8 этой части экрана-обтекателя (полудиска 3) углубляются до упора в углубление концентрического желоба 9 левого полудиска 2, обусловливая жесткое сцепление периферийных областей полудисков экрана-обтекателя. During rotation due to the greater deformation of the straightening of the right half-disk 3 relative to the left 2, the L-shaped protrusions 8 of this part of the fairing screen (half-disk 3) are deepened to the stop in the recess of the concentric groove 9 of the left half-disk 2, causing a rigid adhesion of the peripheral regions of the half-disks of the fairing screen.

Таким образом, различная жесткость полудисков, а также примененная конфигурация профиля дискового экрана-обтекателя и характер сочленения его частей обеспечивают при совместном вращении полудисков 2, 3 лишь усиление взаимосвязи и сцепления между ними, что сочетается с быстроразъемностью сочленения полудисков экрана и возможностью быстрого доступа к рабочей части ротора в процессе его балансировочных испытаний. Thus, the different stiffness of the half-disks, as well as the configuration of the profile of the disk screen-fairing and the nature of the articulation of its parts, ensure that the half-disks 2, 3 are rotated together only to strengthen the relationship and adhesion between them, which is combined with the quick-connect articulation of the half-disks of the screen and the ability to quickly access the working parts of the rotor during its balancing tests.

Оперативности процесса балансировки роторов с помощью описываемого устройства наряду с быстроразъемностью экрана-обтекателя способствует его оптическая прозрачность. Заявляемый способ и реализующее его устройство обеспечивают возможность оценки и контроля характера и степени дисбаланса ротора с полным набором лопаток при скоростях вращения на балансировочном станке, соответствующих максимальным рабочим оборотам турбореактивных двигателей, при минимальной (многократно сниженной - в 100 и более раз) мощности привода балансировочного станка, при минимальной сложности оборудования, непосредственном допуске людей к контролируемому на больших оборотах ротору и при высокой оперативности процесса балансировочного контроля. The efficiency of the process of balancing rotors using the described device along with the quick disconnect of the fairing screen contributes to its optical transparency. The inventive method and its implementing device provide the ability to assess and control the nature and degree of imbalance of the rotor with a complete set of blades at rotational speeds on the balancing machine, corresponding to the maximum working revolutions of turbojet engines, with a minimum (many times reduced - 100 or more times) balancing machine drive power , with minimal equipment complexity, direct access of people to the rotor controlled at high speeds and with high efficiency of the balancing process time control.

Практические испытания заявляемых способа и устройства в производственных условиях на предприятиях авиационного моторостроения подтвердили следующие оперативно-технологические преимущества объектов настоящей заявки, которые определяют многосторонний положительный эффект рассматриваемого технического решения:
а) балансировка роторов осуществляется на высоких оборотах, равных номинальным и предельно допустимым рабочим оборотам роторов в двигателях с полной идентификацией режима заводского контроля и рабочих режимов роторов при их работе в турбореактивных двигателях (полная реализация в процессе стендового контроля эксплуатационных скоростных условий);
б) максимальное снижение мощности привода балансировочного станка при наличии на диске ротора полного комплекта лопаток и номинальных оборотах ротора;
в) простота и экономичность оборудования, технологическая оперативность процесса испытаний, безопасность и удобство процесса балансировочного контроля, исключающего опасные завихрения воздуха и обеспечивающего возможность непосредственно близкого допуска операторов к испытательному стенду с контролируемым ротором;
г) максимальные оперативность и простота процесса балансировочного контроля, минимальные трудоемкость и затраты материальных средств в сочетании с прецизионной точностью комплексной балансировки ротора и обусловливаемыми ею высоким качеством и повышенным эксплуатационным ресурсом турбореактивного двигателя.
Practical tests of the inventive method and device in a production environment at aviation engine building enterprises have confirmed the following operational and technological advantages of the objects of this application, which determine the multilateral positive effect of the considered technical solution:
a) the balancing of rotors is carried out at high speeds equal to the nominal and maximum permissible working revolutions of the rotors in engines with full identification of the factory control mode and operating modes of the rotors when they work in turbojet engines (full implementation in the process of bench control of operating speed conditions);
b) the maximum reduction in power of the balancing machine drive when there is a complete set of blades on the rotor disk and the nominal rotor speed;
c) simplicity and cost-effectiveness of equipment, technological efficiency of the test process, safety and convenience of the balancing control process, eliminating dangerous air turbulence and providing the possibility of direct close access to the test bench with a controlled rotor;
d) the maximum efficiency and simplicity of the balancing control process, the minimum labor input and material costs, combined with the precision accuracy of the complex rotor balancing and the high quality and increased operational life of the turbojet engine caused by it.

Claims (4)

1. Способ балансировочного контроля роторов турбореактивных двигателей, заключающийся в том, что исследуемый ротор с полным набором установленных на его диске лопаток подвергают контролю на степень и характер динамической неуравновешенности путем сообщения ротору оборотов, соответствующих его максимальным скоростным режимам эксплуатации, и сведения к минимуму энергетических затрат на вращение исследуемого ротора, отличающийся тем, что для сведения к минимуму энергетических затрат на вращение ротора воздух, расположенный в пространственных промежутках между лопатками ротора, изолируют от окружающей ротор внешней воздушной среды таким образом, что при вращении ротора воздух в промежутках между его лопатками абсолютно синфазно перемещается с диском ротора. 1. The method of balancing control of rotors of turbojet engines, which consists in the fact that the studied rotor with a full set of blades installed on its disk is subjected to control on the degree and nature of the dynamic imbalance by informing the rotor of the revolutions corresponding to its maximum speed operation conditions and minimizing energy costs the rotation of the investigated rotor, characterized in that to minimize energy costs for the rotation of the rotor, the air located in the space idents gaps between the rotor blades, the rotor is isolated from the ambient external air environment such that when the rotor rotates in the air gaps between its blades moves completely in phase with the disc rotor. 2. Устройство для балансировочного контроля роторов турбореактивных двигателей, содержащее приводную часть стенда испытательной установки для исследуемого ротора с полным набором установленных на его диске лопаток и сенсорные элементы с узлами индикации динамической неуравновешенности, отличающееся тем, что от окружающей внешней воздушной среды экранирован весь диск ротора с полным набором лопаток, либо частично экранирована периферийная область диска ротора, несущая лопатки, внешней герметизированной оболочкой, выполненной в виде аэродинамического экрана-обтекателя, связанного с исследуемым ротором или с его валом и имеющего внешнюю поверхность круговой симметрии. 2. A device for balancing control of rotors of turbojet engines, containing the drive part of the test rig stand for the rotor under study with a full set of blades mounted on its disk and sensor elements with dynamic imbalance indication units, characterized in that the entire rotor disk is shielded from the surrounding external air environment a complete set of blades, or the peripheral region of the rotor disk, supporting blades, is partially shielded, with an external sealed shell made in the form aerodynamic fairing screen associated with the rotor under study or with its shaft and having an external surface of circular symmetry. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что экран-обтекатель выполнен в виде двух прозрачных полудисков из полиамида, фибергласса или капроволокна, надетых с обеих сторон диска на вал ротора и сочлененных своими периферийными круговыми областями с помощью быстроразъемного соединения. 3. The device according to claim 2, characterized in that the fairing screen is made in the form of two transparent semi-disks made of polyamide, fiberglass or fiberglass, worn on both sides of the disk on the rotor shaft and articulated by their peripheral circular areas using a quick coupling. 4. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что осевые профили обоих полудисков экрана-обтекателя выполнены с различными радиусами округления для обеспечения различной механической жесткости полудисков, при этом периферийное сочленение полудисков экрана-обтекателя выполнено в виде кругового зубчатого зацепления - концентрической защелки, образованной круговыми внутренними выступами Г-образного профиля у периферийной кромки полудиска с меньшей механической жесткостью и соответствующими концентрическими проемами в форме желобообразных углублений с наклонным профилем у периферийной кромки полудиска с большей механической жесткостью. 4. The device according to claim 2 or 3, characterized in that the axial profiles of both half disks of the fairing screen are made with different rounding radii to provide different mechanical stiffness of the half disks, while the peripheral joint of the half disks of the fairing screen is made in the form of a circular gearing - a concentric latch formed by circular internal protrusions of the L-shaped profile at the peripheral edge of the half-disk with less mechanical rigidity and corresponding concentric openings in the form of a gutter GOVERNMENTAL recesses with an inclined profile at the peripheral edge of half-disk with a greater mechanical rigidity.
RU98105831A 1998-03-26 1998-03-26 Method and device for balance check of turbojet engine rotors RU2152602C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98105831A RU2152602C1 (en) 1998-03-26 1998-03-26 Method and device for balance check of turbojet engine rotors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98105831A RU2152602C1 (en) 1998-03-26 1998-03-26 Method and device for balance check of turbojet engine rotors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98105831A RU98105831A (en) 2000-01-10
RU2152602C1 true RU2152602C1 (en) 2000-07-10

Family

ID=20204050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98105831A RU2152602C1 (en) 1998-03-26 1998-03-26 Method and device for balance check of turbojet engine rotors

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2152602C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2526101C1 (en) * 2012-12-27 2014-08-20 Юрий Владимирович Савин Simulator "throne"
CN113432847A (en) * 2021-05-19 2021-09-24 东北大学 Aeroengine rotor simulation test measurement system
CN115014790A (en) * 2022-06-14 2022-09-06 南京航空航天大学 Turbojet engine testing device and method for assembling ceramic matrix composite blades

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Балансировка машин и приборов / Под ред.д.т.н. проф.В.А.Щепетильникова. - М.: Машиностроение, 1979, с.99. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2526101C1 (en) * 2012-12-27 2014-08-20 Юрий Владимирович Савин Simulator "throne"
CN113432847A (en) * 2021-05-19 2021-09-24 东北大学 Aeroengine rotor simulation test measurement system
CN115014790A (en) * 2022-06-14 2022-09-06 南京航空航天大学 Turbojet engine testing device and method for assembling ceramic matrix composite blades

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100593702C (en) Helicopter automatic tilting device large-sized thin-wall bearing intelligent checking analytical method and device
US4803893A (en) High speed rotor balance system
Vance et al. Machinery vibration and rotordynamics
US5235228A (en) Motor balancing structure
RU2379645C2 (en) Method to diagnose health of gas turbine engine assembly units and parts and device to this end
CN108519235A (en) Air impeller drive-type birotor testing stand
US20180347365A1 (en) Device for balancing a rotor of a turbomachine
CN108827536B (en) Online dynamic balance detection system and method for assembly of combined rotary system
AU653448B2 (en) Single plane trim balancing
CN103267637A (en) Self-balancing motorized spindle comprehensive performance test platform
CN106768642A (en) A kind of dissection type automatic balancing arrangement for realizing rotating machinery on line auto balancing
RU2152602C1 (en) Method and device for balance check of turbojet engine rotors
CN104977124B (en) Complete dynamic balancing shaft coupling
CN203443774U (en) High-speed rotation testing machine
CA2888008C (en) Method of balancing a spool of a gas turbine engine
CN201247149Y (en) Intelligent detection analytical apparatus for large-sized thin-wall bearing of helicopter rotor control assembly
CN108827539B (en) Online dynamic balance test device for multi-rotor assembly
CN109115408A (en) A kind of Large Hydropower Station dynamic balance running method based on centrifugal force equation
CN108663148B (en) Chassis dynamometer driven by permanent magnet synchronous motor
CN109141794B (en) Rotating blade excitation testing device and system
KR200476943Y1 (en) Balancing structure of vertical motor
CN212748563U (en) Centrifugal hypergravity experimental device for material preparation and performance test
RU2707336C2 (en) Rotating machine and unit for energy conversion
CN104344958B (en) Take off/simulation experiment method of airplane wheel bearing operating mode while ending to take off
CN111504798A (en) Centrifugal hypergravity experimental device for material preparation and performance test