涡轮泵转子轴向压紧状态检测和控制方法研究

针对某涡轮泵转子超高速运行过程中转轴振动位移幅值和相位全程波动、振动不稳定的问题,结合转子的结构特点及运行工况,开展故障诊断研究,定位该故障为串式压紧涡轮泵转子热套装配工艺导致的轴向压紧不足、转动件松动。为验证故障模式,同时实现轴向压紧状态的可检可测,设计加工了能模拟涡轮盘轴向尺寸的工艺压紧套筒,通过测量装配过程中涡轮端轴套轴向应变,明确了轴向压紧状态满足要求时的轴套轴向应变在-170~-207με之间。在初始热套安装温度为150℃时,实测轴套轴向应变在-6~+4με之间,表明涡轮盘与轴套轴向处于边界压紧状态,在高速离心力作用下,该轴套径向膨胀、轴向缩短,必然发生松动。在此基础上,提高热套装配温度至200℃,实测获得轴套轴向应变在-158~-172με之间,表明轴向完全压紧,并通过转速在0~50000rpm之间的重新装配运行考核试验,消除了轴套松动造成的转子振动位移波动,实现了该涡轮泵转子的稳定、可靠运行。