某型涡扇发动机高压转静子碰摩故障研究

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1、第41卷第l期2015年2月航空发动机AeroengineV01．4lNo．1Feb．2015某型涡扇发动机高压转静子碰摩故障研究何俊杰，高晓果，姜广义，刘洋(中航工业沈阳发动机设计研究所，沈阳110015)摘要：基于某型双转子涡扇发动机高压转、静子在工作中发生的碰摩现象，通过碰摩消除前后的整机振动响应对比，总结了高压转、静子碰摩的典型振动特征，结合碰摩特点及相关振动理论研究，建立了高压压气机转、静子碰摩模型，应用龙格库塔(Rung—Kutta)法求解模型特定转速下碰摩位置振动响应的频谱图。计算与试验结果表明：双转子结构发动机发生转、静子碰摩时靠近碰摩位置的机匣振动响应会出现次谐波、高次

2、谐波和组合谐波成分，且随碰摩接触面积的增加而增加。关键词：碰摩；双转子系统；振动特征；高压压气机；涡扇发动机；转子；静子中图分类号：V263．6文献标识码：Adoi：10．13477力．cnkl．aeroen91ne．2015．01．013RubbingFailureStudyonHIghPressureR0to卜StatorofaTurbofanEngineHEJun-jie，GAoⅪao—9110，JIANGGuaTlg一咖，LIUYaTlg(AvIcshenyangEngiIleDesi印a11dReSearch111s石tute，shenyang110015，c王1ina)Abs

3、t隐ct：B船edonthenlbbingphenomenon0ccursinthepmcessofhighpressureroto卜statorforat埘nspoolturbof如en舀ne，thecontrast陀sponseofenginevibrationw髂analyzedbeforeandanermbbingelimination．Atypicalvibmtionch啪cteristicofhighpressuremto卜statormbbingwassumm商zed．Theroto卜statormbbingmodelofhighpressurecompressorwasb

4、uiltb踮edonmbbingcharact叫sticsandrelativevib阳tiontlleory．Themodelundercertajnmtationspectmm0fvibmtionresponseforfHctiontouchpositionwassolvedbyRungeKuttametllod．Thecalculation明dexpeIimentalresultsshowtIlattlle11Jbbing10cationofdual—mtoren百nenearthecasingvibmtionresponsewiubeha肋onic，highhanIl仰ic蛐dh

5、删oniccomponents，whichincreases谢ththembbingcontact8rea．Keywo喇s：11lbbing；twinsp∞lsystem；vibmtioncharacteristics；highpressurecompressor；turbofanen西ne；rotorp；statorO引言转、静子碰摩是航空涡扇发动机常见的振动故障之一，如果转子叶片经常受到碰摩，长期受到冲击作用，就可能导致断裂，引发严重故障。因此，研究涡扇发动机转、静子碰摩振动特征，特别是早期碰摩特征，采取相应的措施，避免严重碰摩故障和继发性故障，对涡扇发动机的健康运行具有重要意义。目

6、前，国内外对转、静件之问碰摩问题的研究多局限于单转子系统碰摩㈣，而对双转子系统碰摩故障研究较少。然而，对于航空涡扇发动机双转子系统碰摩的振动特性及故障诊断具有不同于常规单转子系统的显著特点。在以往的双转子系统碰摩研究中，大都只是从理论层面描述碰摩现象和特征n阎，很少涉及到双转子发动机实际碰摩现象和特征。本文基于某型双转子涡扇发动机高压转、静子碰摩现象，从理论和试验2方面研究了其发生碰摩时的典型振动特征。1台架振动测点分布某型涡扇发动机主机振动测试系统包含4个测点，分别位于进气机匣和中介机匣的垂直位置、涡轮后机匣水平和垂直位置，如图1所示。各测点均采用加速度传感器，其中测点1、3跟踪低压转

7、子1倍频振动，测点2、4跟踪高压转子1倍频振动，同时各测点的谱图显示在测试系统界面内。收稿日期：2013一12一18收稿日期：航空动力基础研究项目资助作者简介：何俊杰(1981)，男，硕士，工程师，从事航空发动机整机振动测试研究与试验工作；E—mail：hwll201109@163．com。引用格式：何俊杰，高赡累，姜广义，等．某涡扇发动机高压转静子碰摩故障研》魏玎航空发动机，20I王4In)：66—69．艇Ju可ie，GAoⅪaq