鋸齒冠低壓渦輪工作葉片葉冠防錯(cuò)位設(shè)計(jì)方法

左 銘，楊養(yǎng)花，張志述

（中國(guó)航發(fā)沈陽發(fā)動(dòng)機(jī)研究所，沈陽110015）

0 引言

大長(zhǎng)徑比、大展弦比低壓渦輪工作葉片在設(shè)計(jì)中常常帶有葉冠（平行冠或鋸齒冠）。工作時(shí)，利用葉冠間的限幅或摩擦阻尼改變?nèi)~片的頻率，起到減振的作用[1-2]。帶鋸齒冠的低壓渦輪工作葉片同時(shí)設(shè)計(jì)有預(yù)扭角。裝配后，相鄰葉冠嚙合面間會(huì)產(chǎn)生預(yù)扭緊度，即相互之間的擠壓作用力，使整環(huán)葉冠形成剛性的連鎖環(huán)狀，增強(qiáng)葉片級(jí)的整體剛性，提高葉片抗振能力[3]。這種結(jié)構(gòu)在使用過程中極易出現(xiàn)個(gè)別葉片嚙合面相互脫開的葉冠錯(cuò)位現(xiàn)象，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的使用安全[4]。國(guó)內(nèi)研制的某型發(fā)動(dòng)機(jī)就多次出現(xiàn)過低壓渦輪工作葉片葉冠錯(cuò)位故障。國(guó)外發(fā)動(dòng)機(jī)低壓渦輪工作葉片也發(fā)生過葉冠錯(cuò)位故障，葉片環(huán)的整體嚙合作用被破壞，葉身扭轉(zhuǎn)偏離氣動(dòng)設(shè)計(jì)位置，相鄰葉冠間的受力接觸面積發(fā)生變化，葉冠軸向占據(jù)空間變長(zhǎng)，葉冠在徑向和軸向排列參差不齊，導(dǎo)致渦輪性能衰減，轉(zhuǎn)、靜子間發(fā)生劇烈碰摩甚至葉片斷裂等嚴(yán)重后果，直接威脅到發(fā)動(dòng)機(jī)的使用安全[5]。

本文綜合分析了鋸齒冠低壓渦輪工作葉片葉冠錯(cuò)位故障原因，提出了1套鋸齒冠低壓渦輪工作葉片防葉冠錯(cuò)位設(shè)計(jì)方法。

1 國(guó)內(nèi)外發(fā)動(dòng)機(jī)葉冠錯(cuò)位故障原因介紹

國(guó)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)在研制過程中多次發(fā)生低壓渦輪工作葉片葉冠錯(cuò)位故障，如圖1所示，按故障原因可分為3類。

圖1 葉冠錯(cuò)位

1.1 國(guó)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)第1類葉冠錯(cuò)位故障

國(guó)內(nèi)某型發(fā)動(dòng)機(jī)第1類葉冠錯(cuò)位故障主要發(fā)生在低壓渦輪第1級(jí)工作葉片上。發(fā)生故障時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)試車時(shí)間最長(zhǎng)超過100 h，最短僅為幾十小時(shí)。葉冠發(fā)生錯(cuò)位故障后，葉片的整體表現(xiàn)為：用手可以將錯(cuò)位葉片掰回正常位置，整級(jí)葉片葉冠間的嚙合緊度消失，相鄰葉冠間沒有相互作用力，嚙合面間出現(xiàn)相對(duì)間隙（以材料缺失與否定義絕對(duì)間隙和相對(duì)間隙），單個(gè)葉片在盤上可以左右擺動(dòng)。

通過一系列排故分析可知，此類葉冠錯(cuò)位故障的原因?yàn)槌瑴毓ぷ鲗?dǎo)致葉片發(fā)生塑性變形[6]，使葉片定型在裝配位置，葉片預(yù)扭角消失，葉冠處于無定位作用，此時(shí)若葉冠嚙合面的長(zhǎng)度小于其在盤上的擺動(dòng)量，就會(huì)發(fā)生葉冠錯(cuò)位故障。

1.2 國(guó)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)第2類葉冠錯(cuò)位故障

國(guó)內(nèi)某型發(fā)動(dòng)機(jī)第2類葉冠錯(cuò)位故障發(fā)生在末級(jí)工作葉片上。發(fā)生故障時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)上臺(tái)試車僅幾小時(shí)。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行分解檢查發(fā)現(xiàn)，整級(jí)葉片葉冠嚙合良好，葉片預(yù)扭角在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)。葉冠外表面有與轉(zhuǎn)子外環(huán)蜂窩發(fā)生劇烈碰摩的痕跡。

通過一系列排故分析工作得出，此類葉冠錯(cuò)位故障的原因?yàn)槟┘?jí)工作葉片葉冠非工作面間的周向設(shè)計(jì)間隙較大，允許葉片在周向上的活動(dòng)量較大。發(fā)動(dòng)機(jī)在本次上臺(tái)前為解決其他故障更換了新生產(chǎn)的低壓渦輪轉(zhuǎn)子外環(huán)。而該轉(zhuǎn)子外環(huán)蜂窩在周向上的臺(tái)階差高于設(shè)計(jì)要求。發(fā)動(dòng)機(jī)本次上臺(tái)進(jìn)行了磨合試車，狀態(tài)較高，葉尖篦齒對(duì)轉(zhuǎn)子外環(huán)蜂窩的磨削量較大，且存在個(gè)別葉片的葉尖篦齒與轉(zhuǎn)子外環(huán)蜂窩上凸起的周向臺(tái)階發(fā)生劇烈碰摩的情況。碰摩力導(dǎo)致相鄰葉片工作面脫開，最終發(fā)生葉冠錯(cuò)位故障。

1.3 國(guó)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)第3類葉冠錯(cuò)位故障

國(guó)內(nèi)某型發(fā)動(dòng)機(jī)第3類葉冠錯(cuò)位故障發(fā)生在低壓渦輪第2級(jí)工作葉片上。發(fā)生故障時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)試車時(shí)數(shù)為幾十小時(shí)。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行分解檢查發(fā)現(xiàn)，整級(jí)葉片葉冠嚙合良好，葉片預(yù)扭角在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)。葉冠外表面有與轉(zhuǎn)子外環(huán)蜂窩發(fā)生劇烈碰摩的痕跡。

通過一系列排故分析得出，此類葉冠錯(cuò)位故障的原因?yàn)椋簽榉奖愠兄茝S加工，設(shè)計(jì)人員將低壓渦輪轉(zhuǎn)子外環(huán)蜂窩的結(jié)構(gòu)由斜蜂窩改為直角蜂窩，如圖2所示。而蜂窩結(jié)構(gòu)更改后沒有進(jìn)行詳細(xì)的尺寸鏈計(jì)算。相比于斜蜂窩，直角蜂窩在軸向上更易與葉冠外表面發(fā)生碰摩。又因低壓渦輪第2級(jí)工作葉片葉冠非工作面之間的設(shè)計(jì)間隙較大，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，葉冠外表面與低壓渦輪第2級(jí)轉(zhuǎn)子外環(huán)蜂窩發(fā)生軸向碰摩，碰摩位置如圖3所示。在碰摩力作用下，葉冠依次逆轉(zhuǎn)速方向“堆疊”，相臨的葉冠工作面之間錯(cuò)動(dòng)，當(dāng)錯(cuò)動(dòng)量超過工作面周向?qū)挾群蟀l(fā)生葉冠錯(cuò)位故障。

圖2 2種蜂窩結(jié)構(gòu)對(duì)比

1.4 國(guó)外發(fā)動(dòng)機(jī)葉冠錯(cuò)位故障

通過查閱資料了解到國(guó)外發(fā)動(dòng)機(jī)也曾發(fā)生過低壓渦輪工作葉片葉冠錯(cuò)位故障，發(fā)生故障的葉片為低壓渦輪第4級(jí)工作葉片。故障原因?yàn)椋旱蛪簻u輪第4級(jí)工作葉片葉冠嚙合面釬焊的耐磨合金在使用過程中因磨損而脫落，如圖4所示。造成相鄰葉冠間出現(xiàn)絕對(duì)間隙，使葉冠間失去相互嚙合的作用力，最終導(dǎo)致低壓渦輪第4級(jí)工作葉片發(fā)生葉冠錯(cuò)位故障。

圖3 碰摩位置

圖4 發(fā)動(dòng)機(jī)葉冠耐磨合金位置

2 鋸齒冠低壓渦輪工作葉片葉冠錯(cuò)位機(jī)理分析

2.1 鋸齒冠低壓渦輪工作葉片的設(shè)計(jì)和裝配

鋸齒冠低壓渦輪工作葉片在設(shè)計(jì)時(shí)采用預(yù)扭角[7-8]設(shè)計(jì)，以保證葉片裝配后相鄰葉冠嚙合面間相互擠壓頂緊，如圖5所示。盤片組件裝配完成后，每個(gè)葉片的葉冠均受到1個(gè)扭轉(zhuǎn)力偶作用[9]。圖5中右圖是單個(gè)葉片在盤上的裝配受力圖。從圖中可見，盤榫槽通過對(duì)榫頭的作用力來平衡葉冠上的力偶矩P。這時(shí)葉片就相當(dāng)于1個(gè)扭桿彈簧，葉身上存在1個(gè)扭轉(zhuǎn)彈性力矩[10]。

式中：C為葉身的扭轉(zhuǎn)剛性；β為葉冠相對(duì)于榫頭的扭轉(zhuǎn)角；C·β為葉身回彈力。

圖5 葉片的裝配狀態(tài)及受力

2.2 鋸齒冠低壓渦輪工作葉片葉冠工作分析

鋸齒冠低壓渦輪工作葉片在工作時(shí)葉冠受到氣動(dòng)力、離心力和熱應(yīng)力作用下產(chǎn)生與力矩反向的扭轉(zhuǎn)作用（如圖6所示），使相鄰葉片間的嚙合緊度增大，這是設(shè)計(jì)時(shí)賦予的能力。葉片工作時(shí)葉冠扭轉(zhuǎn)后的位置和弦長(zhǎng)參數(shù)變化如圖7所示。從圖中可見，在工作中由于扭轉(zhuǎn)的作用，葉冠的周向弦長(zhǎng)tn是變化的。而單片葉片葉冠的弦長(zhǎng)t由葉片數(shù)和葉冠所處的半徑?jīng)Q定，其值是固定的。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，葉冠周向有熱伸長(zhǎng)，需要預(yù)留足夠的伸長(zhǎng)空間[11]。而且，隨著狀態(tài)的變化，葉身因承受不同大小的作用力而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)、彎曲等變形，葉冠會(huì)隨之發(fā)生不同的偏移、扭轉(zhuǎn)，因此嚙合面、非工作面周向的長(zhǎng)度也是變化的。嚙合面周向長(zhǎng)度變化后，葉冠需要重新調(diào)整位置，使嚙合面沿周向分量適應(yīng)由輪盤和自身葉片數(shù)、葉身長(zhǎng)度所確定的單片固定空間。此時(shí)，葉冠通過在嚙合面處不斷滑移吸收這些作用力產(chǎn)生的位移，通過這種位置姿勢(shì)的調(diào)整變化來平衡葉身的扭轉(zhuǎn)載荷[12]。

圖6 裝配后葉冠的受力

圖7 葉冠扭轉(zhuǎn)時(shí)弦長(zhǎng)的變化趨勢(shì)

2.3 鋸齒冠低壓渦輪工作葉片葉冠錯(cuò)位原因理論分析

2.3.1 葉片預(yù)扭角消失造成葉冠錯(cuò)位理論分析

從式（1）可知，裝配時(shí)葉冠嚙合面間的相互作用力等于裝配時(shí)葉冠預(yù)扭產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)回彈力。如果工作時(shí)葉片所處的環(huán)境溫度超過葉片材料的許用溫度，葉身將產(chǎn)生永久的塑性變形。此時(shí)葉冠相對(duì)于榫頭的扭轉(zhuǎn)角β=0。根據(jù)公式P·b=C·β，葉冠嚙合面間的相互作用力等于零。此時(shí)，若葉冠嚙合面的長(zhǎng)度小于其在盤上的擺動(dòng)量，則葉冠在輕微的碰摩力作用下就會(huì)輕易脫開。由此可見，選擇合適的葉片材料是避免葉片發(fā)生葉冠錯(cuò)位故障的必要條件。

2.3.2 葉冠非工作面間隙大及轉(zhuǎn)、靜子碰摩造成葉冠錯(cuò)位理論分析

從葉冠的設(shè)計(jì)、裝配機(jī)理以及工作情況來看，葉冠裝配時(shí)的緊度有多大，工作時(shí)脫開的可能性就有多大。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，葉冠受氣動(dòng)力、離心力和熱應(yīng)力的作用逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，由于葉片設(shè)計(jì)時(shí)非工作面留有間隙，若此時(shí)有非正常的轉(zhuǎn)、靜子碰摩，就會(huì)造成葉片出現(xiàn)“趕堆兒”現(xiàn)象——碰摩部位的葉片會(huì)分別向上下兩側(cè)成撮擠緊，如圖8所示。占用其相鄰葉片非工作面的間隙，致使發(fā)生碰摩部位的2片葉片葉冠間的間隙增大。若葉冠非工作面間的設(shè)計(jì)間隙大，在葉片“趕堆兒”作用下，發(fā)生碰摩的部位很快就會(huì)被趕出大于嚙合面長(zhǎng)度的間隙，如圖9所示。此時(shí)在逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)力作用下，葉冠就會(huì)脫開導(dǎo)致葉冠錯(cuò)位故障。由此可見，控制非工作面間的間隙，避免轉(zhuǎn)、靜子間發(fā)生非正常碰摩是解決葉冠錯(cuò)位故障的必要條件。

圖8 在盤片組件上用手模擬葉片“趕堆兒”現(xiàn)象

圖9 碰摩部位被趕出大于嚙合面長(zhǎng)度的間隙

從葉冠的設(shè)計(jì)和裝配機(jī)理來看，葉冠嚙合面釬焊的耐磨合金脫落，會(huì)造成葉片葉冠周向弦長(zhǎng)變短，使相鄰葉冠的嚙合面間產(chǎn)生間隙（絕對(duì)空間）[13-14]，如圖10所示，從而使相鄰葉冠間的預(yù)扭緊度消失。又由于葉冠在工作狀態(tài)下逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，非常容易發(fā)生葉冠脫開錯(cuò)位故障。因此，控制耐磨合金的釬焊質(zhì)量，監(jiān)控耐磨合金的使用情況，也是防止葉冠發(fā)生錯(cuò)位故障必須重點(diǎn)關(guān)注的因素。

圖10 耐磨合金脫落使相鄰葉冠嚙合面間產(chǎn)生間隙

3 鋸齒冠低壓渦輪工作葉片葉冠錯(cuò)位模式分析

通過對(duì)國(guó)內(nèi)、外發(fā)動(dòng)機(jī)鋸齒冠低壓渦輪工作葉片葉冠錯(cuò)位故障的介紹以及對(duì)具體錯(cuò)位原因進(jìn)行的理論分析，并加以總結(jié)和提煉，最終列出幾種常見的葉冠錯(cuò)位故障模式，如圖11所示。

4 鋸齒冠低壓渦輪工作葉片防錯(cuò)位設(shè)計(jì)方法

根據(jù)鋸齒冠低壓渦輪工作葉片葉冠錯(cuò)位模式，結(jié)合國(guó)內(nèi)、外低壓渦輪工作葉片葉冠錯(cuò)位故障的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，總結(jié)出1套鋸齒冠低壓渦輪工作葉片葉冠防錯(cuò)位設(shè)計(jì)方法。

4.1 葉冠非工作面設(shè)計(jì)間隙選取

圖11 葉冠錯(cuò)位故障模式

從圖11可見，葉冠非工作面間的設(shè)計(jì)間隙大雖然不是造成葉冠錯(cuò)位故障的決定性因素，但卻是主要誘因之一。如果葉冠非工作面間的間隙選取合適，葉冠即使在碰摩力作用下也不易發(fā)生錯(cuò)位故障。上文曾提到葉冠非工作面間隙選取過大會(huì)為葉冠錯(cuò)位提供空間，容易發(fā)生葉冠錯(cuò)位故障。而葉冠非工作面間隙選取過小，會(huì)使葉片之間的緊度過大而造成葉片裝配困難，甚至無法裝配。另外，葉冠非工作面間的間隙太小，還會(huì)使葉冠間的滑移減振作用消失，這也有悖于鋸齒冠葉片的設(shè)計(jì)初衷。

國(guó)內(nèi)某型發(fā)動(dòng)機(jī)在初始設(shè)計(jì)階段根據(jù)研制經(jīng)驗(yàn)選取的非工作面間隙大于0.5 mm，該葉片在使用中發(fā)生了葉冠錯(cuò)位故障。通過排故分析發(fā)現(xiàn)，葉冠非工作面間隙設(shè)計(jì)大是導(dǎo)致該故障發(fā)生的原因之一。在發(fā)動(dòng)機(jī)不同工作狀態(tài)下對(duì)該葉片的變形情況進(jìn)行詳細(xì)理論計(jì)算發(fā)現(xiàn)，該葉片葉冠的最小安全非工作面間隙為0.1 mm。后期通過對(duì)葉片加工和裝配工藝的綜合評(píng)估，最終適當(dāng)減小了低壓渦輪工作葉片的非工作面間隙。之后，該葉片未再發(fā)生葉冠錯(cuò)位故障，這直接證明了該間隙選取的合理性。

4.2 葉片榫頭與盤榫槽間的間隙設(shè)計(jì)

葉片榫頭與盤榫槽間的間隙也是葉冠錯(cuò)位的誘因之一。在進(jìn)行葉片設(shè)計(jì)時(shí)，若葉片在盤上的左右偏擺量大于相鄰葉冠間嚙合面的有效長(zhǎng)度，葉冠在碰摩力的作用下就會(huì)發(fā)生錯(cuò)位故障，如圖12所示。因此在進(jìn)行葉片設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選取適當(dāng)?shù)娜~片榫頭與盤榫槽間的間隙，以保證葉片在盤上的左右偏擺量小于葉冠嚙合面的有效長(zhǎng)度。

圖12 葉片的裝配

4.3 葉片篦齒與轉(zhuǎn)子外環(huán)蜂窩的間隙設(shè)計(jì)

葉片葉尖篦齒與外環(huán)蜂窩的間隙設(shè)計(jì)過大會(huì)影響低壓渦輪的性能；該間隙設(shè)計(jì)過小，工作時(shí)葉尖篦齒會(huì)與外環(huán)蜂窩發(fā)生劇烈碰摩，導(dǎo)致葉片發(fā)生葉冠錯(cuò)位故障。因此選取合適的葉尖間隙就顯得尤為重要。目前國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)的大、中涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)低壓渦輪轉(zhuǎn)、靜子間徑向間隙的選取一般為1.2～1.9 mm。當(dāng)然，在選取葉尖篦齒與外環(huán)蜂窩的間隙時(shí)，還要綜合考慮葉片的使用環(huán)境、受力情況以及變形情況等因素。

4.4 轉(zhuǎn)子外環(huán)蜂窩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

轉(zhuǎn)子外環(huán)蜂窩結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)除了要考慮其與葉片葉冠的徑向碰摩，還要考慮二者發(fā)生軸向碰摩的可能性（圖3）。因此，轉(zhuǎn)子外環(huán)蜂窩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)盡量選擇如圖13所示的蜂窩結(jié)構(gòu)，避免選擇直角蜂窩結(jié)構(gòu)（圖3），以免轉(zhuǎn)子外環(huán)蜂窩與葉片葉冠發(fā)生軸向碰摩。

圖13 建議選取的蜂窩結(jié)構(gòu)

4.5 葉片選材設(shè)計(jì)

選材不當(dāng)也會(huì)造成鋸齒冠渦輪葉片發(fā)生葉冠錯(cuò)位故障。對(duì)葉片進(jìn)行的超溫試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)葉片的使用環(huán)境溫度超出該材料的許用溫度時(shí)，材料會(huì)發(fā)生塑性變形使葉片定型在裝配位置，預(yù)扭角消失，最終發(fā)生葉冠錯(cuò)位故障。因此，在進(jìn)行葉片設(shè)計(jì)選材時(shí)，不僅要考慮正常的設(shè)計(jì)溫度，還要留有一定的溫度安全裕度，以防發(fā)生環(huán)境超溫等特殊情況，造成葉冠錯(cuò)位故障。

4.6 需要考慮的其他因素

除上述設(shè)計(jì)因素外，在發(fā)動(dòng)機(jī)試車過程中以及進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)裝配時(shí)，還要監(jiān)控以下可能造成鋸齒冠渦輪葉片發(fā)生葉冠錯(cuò)位故障的影響因素。

4.6.1 轉(zhuǎn)子外環(huán)蜂窩和葉片葉尖篦齒裝配質(zhì)量

鋸齒冠渦輪葉片葉尖篦齒直接與轉(zhuǎn)子外環(huán)蜂窩內(nèi)表面相對(duì)應(yīng)，組成“篦齒－蜂窩”封嚴(yán)機(jī)構(gòu)，如圖14所示。

圖14 葉尖篦齒與外環(huán)蜂窩組成的封嚴(yán)機(jī)構(gòu)

因此，各級(jí)轉(zhuǎn)子外環(huán)蜂窩和各級(jí)鋸齒冠渦輪葉片裝配完成后內(nèi)表面是否平整、是否存在較大的周向臺(tái)階，是進(jìn)行鋸齒冠渦輪葉片防葉冠錯(cuò)位設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的因素[15]。除在設(shè)計(jì)中要求轉(zhuǎn)子外環(huán)蜂窩和葉片葉尖篦齒在首次裝配時(shí)必須組合加工外，在以后每次裝配后，均要按設(shè)計(jì)要求仔細(xì)檢查其內(nèi)表面是否平整，是否存在超出設(shè)計(jì)要求的周向臺(tái)階。避免由于轉(zhuǎn)子外環(huán)蜂窩和葉片葉尖篦齒存在較大的周向臺(tái)階而造成轉(zhuǎn)、靜子發(fā)生不必要的徑向碰摩，導(dǎo)致鋸齒冠渦輪葉片發(fā)生葉冠錯(cuò)位故障。

4.6.2 葉片嚙合面耐磨合金質(zhì)量

鋸齒冠渦輪葉片葉冠嚙合面釬焊的耐磨合金在使用過程中一旦出現(xiàn)磨損或脫落，會(huì)使相鄰葉片葉冠間出現(xiàn)絕對(duì)空間（圖10），導(dǎo)致葉片發(fā)生葉冠錯(cuò)位故障。因此，監(jiān)控葉冠嚙合面釬焊的耐磨合金的使用情況，也是進(jìn)行鋸齒冠渦輪葉片防葉冠錯(cuò)位設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的因素之一。

在發(fā)動(dòng)機(jī)試車過程中，可以隨孔探儀檢查來監(jiān)控葉冠嚙合面釬焊的耐磨合金的使用情況；在發(fā)動(dòng)機(jī)分解過程中，也要注意檢查葉冠嚙合面耐磨合金的使用情況。一旦發(fā)現(xiàn)耐磨合金出現(xiàn)嚴(yán)重磨損或脫落等情況，必須立即更換葉片，并將損壞的葉片返回生產(chǎn)廠修復(fù)。

5 結(jié)論

鋸齒冠低壓渦輪工作葉片葉冠錯(cuò)位故障是航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的典型故障之一，在國(guó)內(nèi)、外多型發(fā)動(dòng)機(jī)中都曾發(fā)生過。故障發(fā)生后，葉片環(huán)的整體嚙合作用被破壞，葉身扭轉(zhuǎn)偏離氣動(dòng)設(shè)計(jì)位置，相鄰葉冠間的受力接觸面積發(fā)生變化，葉冠軸向占據(jù)空間變長(zhǎng)，葉冠在徑向和軸向上參差不齊。導(dǎo)致渦輪性能衰減，轉(zhuǎn)、靜子間發(fā)生劇烈碰摩甚至是葉片斷裂等嚴(yán)重后果，直接威脅到發(fā)動(dòng)機(jī)的使用安全。

本文總結(jié)出1套鋸齒冠低壓渦輪工作葉片葉冠防錯(cuò)位設(shè)計(jì)方法。該方法既包含鋸齒冠低壓渦輪工作葉片在設(shè)計(jì)時(shí)間隙、結(jié)構(gòu)和選材等的選取原則，同時(shí)還包含在發(fā)動(dòng)機(jī)試車、裝配和分解過程中需要給予重點(diǎn)關(guān)注的部位。目前，本方法已成功應(yīng)用在國(guó)內(nèi)自主研制的2型發(fā)動(dòng)機(jī)鋸齒冠低壓渦輪工作葉片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，累計(jì)試車、試飛時(shí)數(shù)千余小時(shí)，沒再發(fā)生葉冠錯(cuò)位故障，證明本方法是切實(shí)可行的。

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