航空发动机工程：优质转子支承方案

转子支承方案是根据转子系统的结构设计方案和总体结构布局，确定各转子支点的分布和位置，对整机结构变形、动力特性和结构质量分布具有重大影响。转子支承方案设计的主要内容是确定支承结构（支点）数目、支点位置布局以及联轴器形式。

对新设计的发动机，转子支承方案没有一个固定的模式，各个公司均有自己的设计经验、传统和特色，不能照搬，只能根据发动机结构尺寸、压气机涡轮的级数等，参考有关原准机和设计经验确定。

选取转子支承方案时，应注意以下几个方面的问题：

1）转子支承方案的选取应有利于发动机载荷的分布和传递；

2）转子支承方案的选取应有利于转子变形及转、静件间的间隙控制；

3）转子支承方案的选取应有利于结构件的振动隔离；

4）中介轴承的使用应注意在设计技术和工艺方面利弊的平衡；

5）采用最少的支承，保证转子系统的动力特性可以满足动力学设计要求；

6）支承方案的确定应保证关键截面具有良好的抗变形能力；

7）轴承类型和位置的确定应满足装配的要求。

7.2.2.1　单转子三支点支承方案

大多数单转子发动机采用三支点支承方案，如压气机前、后各有一个支点，涡轮盘前或后有一个支点，形成 1－2－0 或者 1－1－1 支承方案，如图 7－15 所示。由于三个支点难以同心，故可能在压气机和涡轮转子之间采用柔性联轴器。

图7-15　单转子三支点支承方案

（a）1－2－0；（b）1－1－1(www.xing528.com)

7.2.2.2　双转子支承方案

双转子发动机广泛采用五支点支承方案，一般高压转子两个支点、低压转子三个支点。例如美国的 F100、F110、F404 系列发动机，英国的 RB119 发动机，法国的 M88 发动机，以及欧洲EJ200 发动机等，如图7－16 所示。其优点是结构简单、低压轴刚性好、发动机重量轻。但这种方案需要发动机的低压转子为较长的细长轴，加工难度较高。

俄罗斯AL－31F 发动机采用了六支点方案，高压转子为1－0－1 方案，低压转子为1－2－1 四支点方案，低压涡轮转子和风扇转子采用柔性联轴器连接，如图7－17 所示。

7.2.2.3　联轴器

联轴器的设计应满足传递负荷（如扭矩、轴向力、径向力）的要求，并能保证在不共轴条件下工作可靠及装拆方便。

图7-16　6 种发动机结构简图

（a）F100；（b）F110；（c）F404；（d）RB119；（e）M88；（f）EJ200

图7-17　AL-31F 发动机支点布局

1～6—支点

（1）柔性联轴器

两个转子间可以有相对的偏斜，主要形式包括带有球形接头、带有半球形接头、具有浮动型垫圈、带拉紧螺杆等。

（2）刚性联轴器

压气机轴与涡轮轴刚性连接成一体，通过联轴器传递轴向力与扭矩，主要形式包括套齿式，圆柱面定心、短螺栓连接式，圆弧端齿式等。