【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及压气机，具体涉及叶尖间隙的确定方法及叶尖冷态间隙的确定装置。
技术介绍
1、组合压气机可以理解为将不同类型的压气机组合在一起，以实现更高效的气体增压或处理。这种组合可以根据具体的应用需求，将离心式和轴流式压气机等不同类型的压气机结合起来，充分发挥它们各自的优势，提高整体的工作效率和性能。
2、现有技术中，组合压气机中同时包括轴流压气机和离心压气机，两者在结构上相互影响。传统的叶尖间隙设计方法通常通过压气机部件或整机试车结果来调整冷态间隙。然而，这种方法会严重延长研制周期，并存在试车过程中转子静子叶尖碰磨的风险，可能导致较大的安全隐患，甚至造成“钛火”等严重事故。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种叶尖间隙的确定方法及叶尖冷态间隙的确定装置，以解决传统的叶尖间隙设计方法会严重延长研制周期的问题。
2、第一方面，本专利技术提供了一种叶尖间隙的确定方法，所述方法应用于包括轴流压气机和离心压气机的组合压气机，所述方法包括：
3、基于预设参数分别计算所述组合压气机设计点的转子和静子由热态到冷态的变形，得到转子形变数据和静子形变数据；
4、根据所述转子形变数据确定设计点转子的转子综合位移，以及根据所述静子形变数据确定设计点静子的静子综合位移；
5、将所述转子综合位移、所述静子综合位移和预设热态间隙相加，得到组合压气机的冷态间隙。
6、有益效果：此叶尖间隙确定方法，基于预设参数分别计算组合压气机设
7、在一种可选的实施方式中，所述方法还包括：
8、基于所述组合压气机的进口流量数据，确定所述组合压气机中的轴流叶尖间隙中设计点的第一热态间隙和离心叶尖间隙中设计点的第二热态间隙；
9、在设计点位于所述轴流压气机上的情况下，所述预设热态间隙为第一热态间隙；
10、在设计点位于所述离心压气机上的情况下，所述预设热态间隙为第二热态间隙。
11、有益效果：通过组合压气机的进口流量数据来确定第一热态间隙和第二热态间隙，确保热态间隙设计的合理性，进而确保计算冷态间隙的合理性。
12、在一种可选的实施方式中，当所述进口流量小于等于10kg/s时，所述第一热态间隙为0.2-0.3mmm；当所述进口流量为10kg/s-20kg/s时，所述第一热态间隙为0.25～0.35mm；当所述进口流量大于等于20kg/s时，所述第一热态间隙为0.4mm。
13、有益效果：根据进口流量数据的具体数值来确定第一热态间隙，减小叠代的步数，提高校核通过的成功率。
14、在一种可选的实施方式中，所述第二热态间隙为0.25-0.355mm。
15、有益效果：将第二热态间隙设置在0.25-0.355mm之间，能够减小叠代的步数，提高校核通过的成功率。
16、在一种可选的实施方式中，基于预设参数分别计算所述组合压气机设计点的转子和静子由热态到冷态的变形，得到转子形变数据和静子形变数据，包括：
17、针对预设参数，根据有限元分析算法分别计算所述组合压气机设计点的转子和静子由热态到冷态的变形，得到转子形变数据和静子形变数据；其中，所述预设参数包括：温度、压力和旋转离心载荷。
18、有益效果：通过预设参数温度、压力和旋转离心载荷等，根据限元分析算法分别计算组合压气机设计点的转子和静子由热态到冷态的变形，确保转子和静子的变形计算精确。
19、在一种可选的实施方式中，所述组合压气机包括一个球轴承，根据所述转子形变数据确定设计点转子的转子综合位移，以及根据所述静子形变数据确定设计点静子的静子综合位移，包括：
20、以所述组合压气机中的球轴承为原点，根据所述转子形变数据确定设计点转子的转子综合位移；其中，所述转子综合位移包括：径向位移、轴向位移和周向位移；
21、以所述组合压气机中的球轴承为原点，根据所述静子形变数据确定设计点静子的静子综合位移，其中，所述静子综合位移包括：径向位移和轴向位移。
22、有益效果：组合压气机通常会设置若干个轴承用以连接转子和静子，若干个轴承里通常包含一个球轴承以及其他形式的轴承，球轴承的特点在于不仅起到径向转静子连接的作用，同时还起到轴向固定转静子的作用。在设计点变形累加过程中，以球轴承为原点，计算静子到球轴承中心位置的综合位移，再以球轴承为原点，计算转子的综合位移，确保转子和静子的综合位移计算精确。
23、在一种可选的实施方式中，所述方法还包括：
24、在轴流压气机轮毂和机匣流道不变的情况下，将机匣的静子综合位移和轮毂的转子综合位移转化为转子叶片的第一外部综合位移；
25、将所述第一外部综合位移与所述转子叶片的转子综合位移相加，得到转子叶片的第一目标综合位移；
26、基于所述第一目标综合位移对转子轴流叶片的叶尖进行切除，得到轴流压气机冷态流道。
27、有益效果：对于轴流压气机叶尖，保证轴流压气机轮毂和机匣流道不变，将机匣和轮毂的综合位移都转化为转子叶片的综合位移，再加上转子叶片的本身的综合位移，最后得到转子叶片总的综合位移，再按照转子叶片的总综合位移对转子轴流叶片的叶尖进行切除，从而得到完整的轴流压气机冷态流道。
28、在一种可选的实施方式中，所述方法还包括：
29、在离心转子流道不变的情况下，将离心转子的综合位移转化为叶轮外罩的第二外部综合位移；
30、将所述第二外部综合位移与所述叶轮外罩的转子综合位移相加，得到叶轮外罩的第二目标综合位移；
31、基于所述第二目标综合位移确定所述叶轮外罩的冷态流道。
32、有益效果：对于离心压气机叶尖，保证离心转子流道不变，将离心转子的综合位移转化为离心压气机的机匣的综合位移，再加上离心压气机的机匣的本身的综合位移，最后得到离心压气机的机匣总的综合位移，再按照离心压气机的机匣的总综合位移计算得到离心压气机的机匣冷态流道，从而得到完整的离心压气机冷态流道。可以有效降低组合压气机转子静子在非设计点的变形，使得组合压气机转子静子在非设计点也可以保证较为合理的间隙，避免非设计点间隙过大而带来的不可接受的性能恶化。
33、在一种可选的实施方式中，所述方法还包括：
34、调节所述组合压气机的转子叶片的叶片参数，以减小所述转子叶片的变形；其中，所述叶片参数至少包括以下之一：叶片厚度分部、周向弯；
35、和/或，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种叶尖间隙的确定方法，其特征在于，所述方法应用于包括轴流压气机和离心压气机的组合压气机，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的叶尖间隙的确定方法，其特征在于，所述方法还包括：
3.根据权利要求2所述的叶尖间隙的确定方法，其特征在于，当所述进口流量小于等于10kg/s时，所述第一热态间隙为0.2-0.3mmm；当所述进口流量为10kg/s-20kg/s时，所述第一热态间隙为0.25～0.35mm；当所述进口流量大于等于20kg/s时，所述第一热态间隙为0.4mm。
4.根据权利要求2所述的叶尖间隙的确定方法，其特征在于，所述第二热态间隙为0.25-0.355mm。
5.根据权利要求1所述的叶尖间隙的确定方法，其特征在于，基于预设参数分别计算所述组合压气机设计点的转子和静子由热态到冷态的变形，得到转子形变数据和静子形变数据，包括：
6.根据权利要求1所述的叶尖间隙的确定方法，其特征在于，所述组合压气机包括一个球轴承，根据所述转子形变数据确定设计点转子的转子综合位移，以及根据所述静子形变数据确定设计点静子的静子综合位移
7.根据权利要求1至6中任一项所述的叶尖间隙的确定方法，其特征在于，所述方法还包括：
8.根据权利要求1至6中任一项所述的叶尖间隙的确定方法，其特征在于，所述方法还包括：
9.根据权利要求1所述的叶尖间隙的确定方法，其特征在于，所述方法还包括：
10.一种叶尖冷态间隙的确定装置，其特征在于，所述叶尖冷态间隙的确定装置应用于包括轴流压气机和离心压气机的组合压气机，叶尖冷态间隙的确定装置包括：形变计算模块、位移确定模块、冷态间隙确定模块；
...【技术特征摘要】
1.一种叶尖间隙的确定方法，其特征在于，所述方法应用于包括轴流压气机和离心压气机的组合压气机，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的叶尖间隙的确定方法，其特征在于，所述方法还包括：
3.根据权利要求2所述的叶尖间隙的确定方法，其特征在于，当所述进口流量小于等于10kg/s时，所述第一热态间隙为0.2-0.3mmm；当所述进口流量为10kg/s-20kg/s时，所述第一热态间隙为0.25～0.35mm；当所述进口流量大于等于20kg/s时，所述第一热态间隙为0.4mm。
4.根据权利要求2所述的叶尖间隙的确定方法，其特征在于，所述第二热态间隙为0.25-0.355mm。
5.根据权利要求1所述的叶尖间隙的确定方法，其特征在于，基于预设参数分别计算所述组合压气机设计点的转子和静子由热态到冷态...
【专利技术属性】
技术研发人员：董伟林，史善广，贺象，张鹏，杨元英，朱银方，
申请(专利权)人：中国航发湖南动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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