航空发动机涡轮转子动平衡
航空发动机涡轮叶片与叶盘之间常采用榫槽结构，如下图所示：下图为某航空发动机涡轮叶片故障图片：
转子不平衡量对转子的振动影响非常大，尤其是在高转速的发动机上更为突出。为此在结构设计上应尽量减少不平衡因素，比如孔、凸台和槽等应周向均布，控制转轴的壁厚差等。除此之外，对转子采取平衡措施是加工和装配过程中非常重要的环节，设计上应有严格的要求，从零件直到最终装配成整个转子的全过程都应加以控制，逐级进行。各转动件的平衡包括：
01、轴类零件的动平衡对轴类零件常采取去除材料的方法达到平衡精度的要求。设计图上应按规定有去除材料的部位、极限尺寸以及去除材料后表面的粗糙度等等级要求等。
下图中转子不平衡量要求不超过0.4g。
下表是综合了GB/T 9239.1-2006《机械振动 恒态（刚性）转子平衡品质要求 第1部分》以及其他教材中典型刚性转子的平衡精度等级表。表中e 为不平衡度，单位为m，更实用的单位为um；w 为转速。可以看出，平衡精度等级G彼此之间以系数2.5来划分。在平衡精度要求较高时，可以再细分，但是系数不宜小于1.6。
02、盘片组合平衡采取调整不同质量矩叶片位置达到平衡精度的要求，同时设计上应规定整台叶片的最大、最小质量差，极限及相对装配位置的两片叶片的质量差极限。
首先对所有叶片逐个按质量去排序，然后按规定的序号位置将叶片装到盘上进行平衡，平衡精度不满足时可调整叶片位置，直至满足为止。下图给出了一个72片叶片在轮盘上的分布实例。
图 叶片在榫槽中的分布规律注：内层编号为轮盘上的榫槽编号，外层为叶片按质量矩分布的顺序号
仔细观察叶片在榫槽中的分布图就能发现其规律。叶片质量矩（外层序号）按对称及顺时针方向分布，具体为：
· 外层1号在正上方，2号在正下方，这样1号2号呈对称分布；
· 3号在水平线左侧，4号在水平线右侧，两者呈对称分布；
· 5号在1号顺时针方向处，间隔一个72号，5号与6号呈中心对称分布 (180°)；
· 7号则在3号顺时针方向处，间隔一个70号，7号与八号呈中心对称分布 (180°)。
大致分布规律如此，其中主要目的是为了让整个涡轮泵质量分布均可能均匀，质心尽可能靠近圆心，也减小动平衡的难度。
03、转子动平衡这一步平衡通常为最终平衡。进行涡轮转子平衡时，可用专用模拟压气机转子的模拟转子连在其上进行平衡，模拟转子质量、质心、转动惯量均需与实际的压气机转子相同。
在规定部位加装配重或去除材料达到平衡精度要求。经平衡后的转子，除非装配时所需，应不允许再分解，直接装发动机。对于多级涡轮转子，可采取平衡前就将转静子装上，用专用工具固定，进行带静子平衡，达到平衡后不再分解。对于必须分解的转子应划线记好各零组件的相对位置，再装配时严格按分解前的相对位置进行装配，保证与分解前一致，最大限度地减少由于再次分解产生的不定量。
平衡精度的要求应综合发动机方面的因素，包括发动机的大小、转子的转速、转子的支撑方式（刚性、柔性）、是否有减振措施以及类似发动机的精度要求等。
来源：DyRoBeS微信公众号（ID：dyrobes），本文来源于航空工业出版社2001年出版的《航空发动机设计手册第10册涡轮》。
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