涡轮叶尖间隙检测精度分析与研究

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1、分类号密级公开UDC学位论文题目：涡轮叶尖间隙检测精度分析与研究研究生姓名：金印学科专业名称：航空宇航推进理论与工程研究方向：航空发动机试验与先进测试技术论文类型：应用研究申请学位：工学硕士指导教师姓名：石宏指导教师职称：教授指导教师单位：沈阳航空航天大学论文提交日期：2015年01月11日论文答辩日期：2015年03月07日沈阳航空航天大学2015年03月SHENYANGAEROSPACEUNIVERSITYTHESISFORMASTER’SDEGREEANALYSISANDINVESTIGATIONOFTURBINEBLADETIPCLE

2、ARANCEDETECTIONACCURACYCandidate：YinJinSupervisor：HongShiSpecialty：AeronauticalandAstronauticalPropulsionTheoryandEngineeringDate:March，2015摘要由于燃气轮机的涡轮机匣是工作在高温、高压、大振动的环境中,导致涡轮机匣发生了形变，使得涡轮转子的叶尖间隙发生了不均匀的变化，叶尖间隙过大将会降低发动机的效率，甚至会导致发动机产生喘振；而如果叶尖间隙过小，将导致叶片和机匣之间产生摩擦，以至于发生故障，最终会影响发动

3、机涡轮机运转的安全。因此，对叶尖间隙检测十分必要。本文通过研究涡轮机匣跳动检测的方法，选出了最佳的检测方法，采用接触测量法，测量仪测头与实际被测轮廓接触，实际被测圆的半径变化量就可以通过测头反映出来。设计方案建立实体模型并进行对比分析三种方案优缺点，选择了最优方案。对最优方案进行静力分析，主要针对立柱与工作平台的垂直度误差以及立柱与工件基准回转轴线同轴度误差；并对最优方案中回转装置进行了模态分析，发现回转装置的一阶固有频率偏低，为避免与检测现场低阶激励频率发生共振，提高检测系统精度，对回转装置进行结构优化。这一研究内容提高了系统精度，对防止共

4、振等方面具有重要意义，为进一步设计改进工作提供很好的理论支持。最后针对同轴回转式机构在动态检测过程中传感器相对位置的误差将直接影响检测精度，尤其是其竖直方向上的变形误差，直接影响检测点的位置误差。利用SolidWorks对同轴回转式机构进行三维实体建模，导入ADAMS中采用虚拟样机技术分别进行刚性分析和柔性分析，通过对比分析得到传感器的变形误差，同时也分析得到机构在启动阶段的平稳性以及轴承的受力情况。为后期的设计改进工作提供重要的数据支持。关键词：跳动检测；误差分析；结构优化；静力分析；运动仿真；IAbstractAsaresultofthe

5、turbineenginecasingisworkinginhightemperature,highpressure,largevibrationenvironment,causestheturbinecasingdeformation,itmakestheturbinerotortipclearanceunevenchange.Tipclearanceistoolargewillcauseengineefficiencydecline,Mayevencauseasurge,Tipclearanceistoosmall,willleadtot

6、hefrictionbetweenthebladeandcasing,causingmalfunction,andinfluencethesafetyoftheaircraftengineturbine.Turbineengine’sbladetipclearanceisoneoftheimportantparametersaffectingtheperformance,asaresult,thetipclearancetestisnecessary.Thisarticlethroughresearchtheturbinecasingpuls

7、edetectionmethod,choosesthebestdetectionmethod,usecontactmeasurementmethod，measuringheadcontactwithactualmeasuredcontour，theactualmeasuredroundradiusvariationcanbereflectedbymeasuringhead,tochoosestheoptimalschemeandconductingthestaticanalysisontheoptimalsolution,mainlyaims

8、attheperpendicularityerrorofpillarandworkingplatformaswellas,andconductingthemodal