压气机转子叶片叶根断裂故障分析

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1、第42卷第3期2016年6月航空发动机AeroengineV01．42No．3Jun．2016压气机转子叶片叶根断裂故障分析刘国库1，刘冬2(1．海军驻沈阳地区发动机专业军事代表室，沈阳110015；2．中航工业沈阳发动机设计研究所，沈阳110015)摘要：针对某型燃气轮机磨合试车过程中出现的压气机转子叶片叶根断裂故障，利用故障树的排查方法，从材料、设计、工艺、冶金、实物加工、装配、使用等方面进行了详细的排查，对测量数据进行了深入分析，明确了转、静子碰摩是故障发生的主要原因，转、静子不同心导致涂层和蜂

2、窝发生偏摩，以及转子叶片根部的加工痕迹明显促进了故障的发生。针对故障原因，提出了控制装配和叶片加工质量、改进磨合程序、加强叶片检查的改进措施，使故障得以解决。关键词：转子叶片；断裂；碰摩；偏摩；故障分析；压气机；燃气轮机中图分类号：V231．3文献标识码：Adoi：10．13477／j．cnki．aeroengine．2016．03．018FractureFailureAnalysisforBladeRootofCompressorLIUGuo—kul，LIUDon92(1．NavalConsumer

3、RepresentativeOfficeofEngineinShenyang，Shenyang110015，China；2．AVICShenyangEngineDesignandResearchInstitute，Shenyang110015，China)Abstract：Focusonthefracturefaultofthecompressorbladerootintheprocessofrunning—in，thefaultwascheckedinmaterial，design，technolo

4、gy，metallurgy，processing,assemblyandusagebyusingFaultTreeAnalysisff'rA)．Themeasurementdatewasdeeplyanalyzed，andtherub-impactbetweenrotorandstatorwasclearlyfoundtobethemaincauseofthefault．Itisbecauseoftherotorwasnotconcentricwiththestator,whichcausingrub

5、failuresbetweencoatingandhoneycomb．Moreover,theprocessmarksofrootbladerootsapparentlycontributedtothefault．Asaresult，improvingthequalitiesofassemblyandprocessing，therunning—inprocedureandstrengtheningbladeinspectionwereproposedtosolvethefaults．Keywords：

6、rotorblade；fracture；rub—impact；eccentricwear；failureanalysis；compressor；gasturbine0引言压气机是发动机的重要组成部分，其主要作用是提升来流压力和温度11‘21。发动机工作时，压气机转子高速旋转，转子叶片除承受气动负荷外，主要承受离心载荷131。在过渡态时，由于静子机匣和转子的变形不协调，转子叶片叶尖与静子机匣会发生碰摩，转子叶片还会受到碰摩冲击力作用M。压气机转子叶片受力情况复杂，叶片断裂故障是发动机研制过程中的常见故障

7、。叶片断裂，轻则打伤其它叶片，重则使整台发动机报废。因此，研究叶片断裂故障发生的机理，提前采取措施，避免故障的发生非常必要。本文对某型燃气轮机(以下简称燃机)在磨合试车过程中发生的压气机第4级转子叶片叶根断裂故障进行分析，从材料、设计、工艺、冶金、实物加工、装配、使用等方面开展工作，分析故障产生的机理和原因，提出排除故障的措施。1故障概述某型燃机经由航机适应性修改设计，主要用作中国舰船的动力装置。其压气机结构继承了航机结构，针对燃机特殊要求进行了适应性修改设计。其中1台燃机在试车台进行磨合试车时，在升

8、转过程中突然出现失稳，并有异响，随后将燃机拉停。停车后摇转发现压气机转子和动力涡轮转子均卡滞。将收稿日期：2015—12—10基金项目：燃气轮机工程研究项目资助作者简介：刘国库(1978)，男，工程师，从事舰船燃气轮机、航空发动机的故障诊断、测试、维修与全寿命保障技术研究工作；E—mmh24712333@qq．eom。引用格式：刘国摩，刘冬．压气扰转子叶片时根断裂故障分祝Ⅱ航空发动祝，2016，42(3)：93—97．LIUGuoku，LIUDong．F