带端面齿的燃气轮机拉杆转子高速动平衡能力优化设计方法

摘要

本发明一种带端面齿的燃气轮机拉杆转子高速动平衡能力优化设计方法，用来进行燃气轮机拉杆转子高速动平衡能力的优化。该方法提出了优化燃气轮机转子轮盘安装角的目标函数，并通过遗传算法优化各级轮盘安装角，降低了燃机转子上的不平衡离心力和各不平衡离心力到转子中点处的弯矩，应用多目标遗传算法对燃气轮机转子各轮盘的安装角度进行了优化，优化后转子的不平衡响应幅值较优化前有了显著下降，转子在轴承处的轴振幅值远远小于动平衡时所允许的最大幅值。这表明从理论上该优化方案可以不借助配重等其他手段使转子直接通过厂内高速动平衡，提高了厂内高速动平衡的效率。该方法能够显著提高制造企业进行厂内转子动平衡试验的能力和效率。

主权项

带端面齿的燃气轮机拉杆转子高速动平衡能力优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据燃气轮机拉杆转子前轴头、后轴头和各级轮盘的径向圆跳动值e，确定整个转子不同部件不平衡量的初始大小和相位分布；2)根据不平衡量的初始大小和相位分布，确定待优化的不平衡离心力和各不平衡离心力到转子中点处的弯矩为目标函数；3)根据目标函数编制遗传算法优化程序，采用遗传算法求出目标函数的最小值及其对应的轮盘端面齿安装角度；4)通过对比初始安装角度和优化安装角度下转子的不平衡响应，优化后压气机端轴承处轴振振幅一阶响应峰值下降幅度大于95％，透平端轴承处轴振幅值一阶响应峰值下降幅度大于95％；优化后压气机端轴承处轴振振幅二阶响应峰值下降幅度大于95％，透平端轴承处轴振幅值二阶响应峰值下降幅度大于80％，确定遗传算法对燃气轮机转子高速动平衡的有效性。