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推力平衡

鎖定
推力平衡是指調整壓氣機和渦輪轉子的軸向力,以保證發動機在工作包線內所有功率狀態下 ,裝於轉子上的止推軸承的軸向力在允許範圍內的措施。 [1] 
中文名稱
推力平衡
英文名稱
thrust balance
定  義
調整壓氣機和渦輪轉子的軸向力,以保證發動機在工作包線內所有功率狀態下 ,裝於轉子上的止推軸承的軸向力在允許範圍內的措施。
應用學科
航空科技(一級學科),推進技術與航空動力裝置(二級學科)
中文名
推力平衡
定    義
調整壓氣機和渦輪轉子的軸向力,以保證發動機在工作包線內所有功率狀態下 ,裝於轉子上的止推軸承的軸向力在允許範圍內的措施

推力平衡軸向推力

在透平及壓氣機轉子上受到軸向推力,它的大小對機組的安全運行關係很大,它包括: [1] 

推力平衡1、壓力軸向力

各級葉片、輪盤、轉子及氣封片前後的氣體壓力不同,這些壓力的軸向分力即為壓力軸向推力。旋轉葉片上的軸向推力的作用面積以流道截面的整圈圓環形面積計算。 [1] 

推力平衡2、速度軸向推力

動葉進口及出口氣流的軸向流速有所變化,則動量就有變化,產生此軸向變化的軸向作用力即為速度軸向推力。 [1] 

推力平衡3、轉子重量的軸向分力

運輸式裝置在上下坡道、爬高、俯衝時,轉子軸線不在水平位置,故轉子重量在軸向有分力。 [1] 

推力平衡4、慣性力軸向分力

運輸機械加速向前、俯衝、拉起、轉彎時,加速度可能很大,在飛機上可達到重力加速度的3~10倍,這時產生的慣性力也就很大,必須考慮其軸向分力的影響。 [1] 
上述作用在轉子上的各種軸向力的代數之和,即為轉子上的軸向推力。 [1] 

推力平衡軸向推力的平衡

如果轉子的軸向推力很大,推力軸承不能承擔時,就需要採用平衡推力的措施,從結構和佈置方面設法減小推力軸承的負擔,以保證安全運行。這些方法有: [1] 

推力平衡1、利用機體佈置抵消軸向推力

在考慮燃氣輪機各機體的佈置方案時,應儘量設法使同一連軸上各轉子的大部軸向推力相互抵消,最常用的方法是把壓汽機和透平的高壓端或者兩者的低壓端靠在一起,它們的轉子用剛性連接或用能傳遞推力的聯軸節連接。 [1] 

推力平衡2、改變氣封數目或直徑

改變氣封數目或直徑可以改變氣體壓力及其作用面積,這種方法可以用來平衡不大的軸向推力,但受到結構上和漏氣面積過大的限制。 [1] 

推力平衡3、採用平衡氣室

在轉子側面引入某一定壓力的平衡氣,或使高壓端和低壓端的氣封中間分段處互相用管子聯通,以平衡壓力。這種方法較簡單,收益也較大。 [1] 

推力平衡4、採用平衡活塞或平衡盤

當上述幾種方法不足以解決推力過大的問題時,可以考慮採用平衡活塞或者平衡盤的方法。平衡活塞通常置於高壓端級組以外的軸上,形似轉鼓,有時同輪鼓一體鍛成。在平衡活塞外圍上的氣封使漏氣壓力降落,就使平衡活塞外端面上的軸向推力減少,以達到減少軸向總推力的目的。平衡活塞外端的氣室一般通過導管或轉鼓上的鑽孔與低壓端的氣室或低壓中間級相通以均衡壓力,其外側有較小直徑的正常外氣封,進一步減少漏氣。 [1] 

推力平衡5、採用雙流式方案

例如,可採用雙面進氣壓氣機、兩端排氣或兩端進氣式透平來抵消軸向推力,如果機體太大,也可採用並聯式透平或壓氣機的方案。 [1] 
參考資料
  • 1.    沈炳正.燃氣輪機裝置:機械工業出版社,1981:171-172