CN101105150B - 发动机核心机架装置以及发动机核心的拆除和运输方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机核心机架装置以及发动机核心的拆除和运输方法。大直径燃气涡轮发动机的运输是有问题的。在这种情形下，已知将风扇组件(30)从发动机核心(1)和其它部件分离，以便于运输。风扇组件(30)与发动机核心(1)的分离需要增加不便性和成本的起重架。通过利用具有形式为起动带(43)的悬挂元件(43)的台架(2，44)，能够通过一般沿着平台(2，44)内的轨道(21)侧向移动的托架推车(3，45)来移除发动机核心(1)，直到将台架上的发动机降低至地平面为止，其中形式为起动带(43)的悬挂元件(43)从已有支架(31)向下延伸。然后，台架(2，44)与托架推车(3，45)可用作运输发动机核心的机架。

Description

发动机核心机架装置以及发动机核心的拆除和运输方法

技术领域

本发明涉及用于从燃气涡轮发动机拆除发动机核心以便于运输的装置和方法。

背景技术

应当理解，为了维护、安装和整修，必须运输燃气涡轮发动机。还应当理解，由于为了提高运行效率和性能，风扇直径较大，所以必须使用专用的空运运输机来移动这种大直径燃气涡轮发动机。在这种情形下，由于必须允许以更加标准的空运或路运运输较大风扇直径的发动机，所以越来越希望将风扇与核心模块分离。还应当理解，与保持和运输完整的备用发动机相比，只是运输燃气涡轮发动机的置换核心而不是整个置换发动机会节省成本。最后，还应当理解，与拆除整个发动机和在拆除的发动机中换出置换核心相比，在翼(on wing)置换发动机核心的能力会节省时间。已知提供在翼发动机核心拆除，并且在美国专利5860275中描述了一种实现这种拆除的方法。还已知使用地面支撑装备拆除发动机的方法。显然，已知提供运输架，这会允许一起运输风扇和核心模块，但仅在发动机从其翼上位置拆除之后。

根据上述内容，应当了解，现有发动机核心机架和拆除发动机的方法需要在专用运输机架上运送发动机核心，该专用运输机架具有用于装载和重装配等的独立运送的大型高空起重架。大型高空起重架用于抬升发动机和将发动机连到飞行器结构上。另外，可能需要拆除发动机另外的特征，例如发动机舱换向器(nacelle reverser)，以允许安装用于移动发动机的导轨，但可能难以给起重架提供符合所需收回方向的轨道，也就是说适合包括滚动/反角、升起和内倾状态的所有安装状态。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种用于燃气涡轮发动机的发动机核心拆除机架装置，所述装置包括台架，所述台架具有在使用中用于推车托架运送所述发动机核心的输送道和在使用中用来将所述台架固定到发动机支架上的悬挂元件。所述装置的特征在于所述悬挂元件具有间隔开的安装件位置，并且所述输送道限定了所述推车托架的移动范围，以确保发动机固定到所述托架组合在一起时，该组合的重心位于所述安装件位置之间的间隔内。

通常，所述输送道包括一个或多个导轨。另外，所述输送道包括辊子，以便于所述推车托架沿着所述输送道的移动。可能地，所述推车托架约束在所述输送道上。通常，所述推车托架包括在使用中接合和保持发动机核心的保持架。

可能地，所述悬挂元件布置成从使用中固定到所述支架的横梁朝着所述台架垂直地悬挂。一般来说，所述悬挂元件可调整或改变所述台架，从而改变使用中输送道相对于发动机的位置。可能地，所述台架具有通过与所述输送道对齐而在使用中将所述装置固定到发动机的联接装置。

可能地，所述输送道和/或所述推车托架可在所述输送道上被驱动。可能地，所述输送道和/或所述推车托架可由从动螺纹或液压活塞相对于彼此驱动。

可能地，所述输送道和/或所述推车托架具有固定彼此相对位置的锁止件。

可能地，可增加重物到所述台架，以改变固定在台架上使用中的发动机的组合的重心。

通常，所述悬挂元件具有可调整的长度，以允许根据需要降低或抬升所述台架，以便移除所述发动机。

通常，所述台架包括用于在运输容器内进行移动或固定的装置。

同样根据本发明的一方面，提供了一种用于从燃气涡轮发动机拆除发动机核心的方法，所述方法包括通过拆除外部面板暴露发动机核心，所述方法的特征在于，通过固定悬挂元件到安装所述发动机的支架上，未安装上述发动机核心机架装置，使用推车托架将所述发动机与台架相连，沿着输送道移动所述推车托架，并降低所述推车托架与所述发动机，以进行适当的运输。

另外，根据本发明，提供了一种用于燃气涡轮发动机的发动机拆除机架，所述发动机架包括台架，所述发动机架的特征在于限定有输送道，所述输送道上通过锁止件固定有推车托架，所述推车托架包括用于在使用中与发动机核心连接的安装件，以及锁止件确保保持所述托架在所述输送道上相对于所述台架的位置。

附图说明

现在通过实例，并参考附图来描述本发明的实施例，其中：

图1为根据本发明一方面的与发动机核心相关的发动机核心机架装置的示意性正面透视图；

图2为根据本发明一方面的与发动机相关的发动机机架装置的示意性端部截面图；

图3为恰好根据本发明方法拆除之前，与风扇单元和塔架相关的发动机核心的前侧透视图；

图4为在开始拆除核心时，具有根据本发明的发动机核心机架装置的发动机核心的后侧透视图；

图5为在起初根据本发明的方法缩回发动机核心时，根据本发明一方面的发动机机架装置上的发动机核心的局部后侧透视图；

图6为根据本发明一方面的机架装置上的发动机核心降低至地平面的后侧透视图；

图7为在恰好根据本发明移除发动机核心之前，发动机核心的示意性侧视图；

图8为在恰好移除发动机核心之前，具有根据本发明一方面的机架装置的发动机核心的示意性侧视图；

图9为可从根据本发明一方面的风扇组件分离的发动机核心的示意图。

具体实施方式

如上所述，希望燃气涡轮发动机的迅速和便利运输。在这种环境下，提供允许从燃气涡轮发动机拆除发动机核心并便于运输的燃气涡轮发动机机架装置是有利的。显然，发动机核心的拆除需要专用地面支撑装备。该地面支撑装备应当方便地使尺寸和重量最小以允许便利的运输。

根据本发明的一方面，燃气涡轮发动机的现有支架能够用于拆除核心，并利用起动带(boot strap)式布置以便于根据需要抬升发动机，将其燃气涡轮发动机的风扇单元分离或接合。如后面所述，实际上设有由悬挂元件悬挂的台架，也就是说起动带固定到发动机台架上。该台架包括支撑和接合发动机核心及相关输送道的推车托架(dollycarrier)，以为了从发动机相关的风扇单元拆除而允许发动机核心最初的大致轴向运动。一旦轴向移动，台架以及相关的发动机在从发动机进行拆除时可降低至地平面，或者置换发动机核心要与风扇单元接合在一起时上升至适当的位置。当推车托架锁止在台架上的适当位置中时，该台架还提供了用于发动机核心的运输夹具。

根据地面支撑装备，应当理解，所需的全部就是起动带式悬挂元件，该悬挂元件大致通过横梁与发动机支架相关联以允许风扇模块组件的拆除和止动。根据本发明的一方面，因此然后通过利用安装在机翼上的发动机中的现有支架，就可以较少的装备拆除和运输发动机核心。

为了保持稳定性，应当理解，必须控制发动机核心与台架的组合的重心，在这种情形下，托架推车通常包括具有彼此间隔的安装件的机架，以便给发动机提供倾斜稳定性，并在台架的输送道边界内限制发动机的侧向移动距离或平移范围。因此，控制悬挂元件在支架上的位置以及重心，以确保移动发动机时的稳定性。因此，托架推车的安装件的间隔限定了在拆除和/或安装时发动机核心/台架的组合的重心的安全位置。

图1示出了固定在根据本发明一方面的台架2上的发动机核心1。核心1采用传统的形式，可为具有压缩机风扇级和组成燃气涡轮发动机的其它部件的燃气涡轮发动机。

台架2包括具有直立安装元件4、5的托架或托架推车3，核心1固定和安装在直接安装元件4、5上。托架推车3可沿着通常由导轨或其它机构限定的输送道在箭头A的方向移动。应当理解，在图1中，推车托架3在台架2的一端，因此可滑动或以其它方式移动到台架2的另一端。通常，设有轴承7，托架推车3可沿着轴承7移动，并设有终点挡板8以防止托架推车相对于台架的进一步移动。显然，需要托架推车的移动，通过提供用于驱动这种移动的装置，例如能够在托架推车与输送道之间通过螺纹驱动的手轮，可方便地实现这点。应当注意，通常发动机核心被保持在托架推车的安装元件4、5上，使得可选地在托架推车3的位置的各端，核心1的端部在台架上延伸超过台架。在这种情形下，在图1所示的结构中，尾喷管10延伸超过台架2的末端11，同时在另一端，也就是说托架推车3在台架2未端6附近时，发动机核心1的进气端12将延伸超过台架2。在这种情形下，应当理解，台架2与核心1的组合的平衡是很重要的，因此安装元件4、5及其间隔选择成使得提供稳定性，并保持重心在安装元件4、5的间隔之间。

在使用中，台架2通常连接到以从与支架相连的安装件向下延伸的起动带的形式的悬挂元件上，以支撑使用中的发动机。应当理解，这些起动带及相关的横臂(crossbar)通常给核心1的稳定操作提供了适当的悬挂元件形式，但是其重量和尺寸有限，因此便于使用，如下面所述。

图2提供了图1中所示机架装置的示意性端部截面图。因此，为了比较使用相同的附图标记。发动机核心1再次由与核心1的适当部件接合的安装元件4支撑。台架2包括导轨21，导轨21中的辊子22作用以使托架推车3能够沿着台架2移动。如上，托架推车3使用转轮9由螺纹驱动，以沿着螺纹19和输送道驱动台架。在这种情形下，托架推车3可根据需要前后移动以调整发动机位置。驱动托架推车3移动的该装置还可为了运输目的将托架推车3锁定在台架上的位置上。在这种情形下，组合18中的螺纹和销或闩锁将保持和锁定台架2与推车托架3之间沿着相关的发动机1的相对位置。可使用可选机构和锁止装置来保持相对位置用于运输。还应当理解，可利用机动化螺纹或其它技术，例如可变排量的活塞机构，来移动使用中的运输推车。

图3示出了恰好从风扇组件10去除发动机核心1之前，根据本发明一方面的发动机。如图所示，发动机核心1和风扇组件30都安装在支架31上。设置有套环或其它形式的地面支撑装备32，用来在变换发动机核心1期间支撑风扇模块组件30。另外，设有另外的加强件33来支撑发动机后风扇壳与支架31地板之间的连接，以在改变发动机核心期间再次稳定模块或组件30。应当注意，进气管保持连接到发动机的风扇壳体。保持其它安装件以将风扇壳体和核心在该步骤保持恰当位置上，并且不断开前风扇壳体发动机安装件，不破坏风扇壳体至支架的断开而拆除发动机的外板和壳体以允许进入。在这种情形下，发动机核心1通过适当的安装件34固定到支架31上，并且图3中所述的装置准备好核心1的移除。

图3示出了关于从风扇组件30拆除发动机核心1的第二步骤。因此，拆除位于风扇出口导向叶片结构基部的风扇盘曲面联接装置和螺栓，以允许抽出核心。拆除发动机核心1系统的发动机风扇组件10和联接装置，并拆除所有的电连接等，以允许从发动机核心1从风扇组件30的分离。

在上述情形中，通过基本上垂直地向下悬挂至台架44的悬挂元件43将悬挂臂41、42固定到支架31上，其中台架44上具有托架推车45。这种悬挂元件43的布置确保了这些元件并不妨碍核心1，并给台架44提供了稳定。因此，托架推车45包括可连接发动机核心1的安装件46、47。因此，发动机核心1已准备好从风扇组件30分离。台架44通常通过托架推车45支撑核心1，但是，如图所示，在该步骤中还通过安装件34和其它联接装置46来保持。

应当理解，至少形式为起动带43的悬挂元件可单独地调整，以将台架44与发动机轴线对齐用来便于在核心1安装姿态中以滚动、升起和内倾来拆除和缩回核心1，或者单独的调节特征可建造到运输支架中。

参考图4，为了移除核心1，应当理解，安装件34、46可分别从支架31拆下，使得核心1的重量由悬挂元件43通过与支架31相连的臂41、42承受。在这种情形下，托架推车45也可沿着箭头B的方向移动，以将核心1的前进气端从风扇组件30分离。因此，托架推车45在由台架44内输送道表示的输送范围上从台架45的一端移至另一端。如前所述，其通常采用具有辊子的导轨的形式，使得托架推车44被牢固地保持。另外，托架推车45的移动可使得其由螺纹和手轮或电机驱动。

为了利于对齐，并防止起初移动期间的摆动，可能需要将台架44临时地锁止在发动机壳体30上。然后一旦完成收回核心，就可移动解除该固定。

应当理解，当托架推车45沿着台架44平移和移动时，必须注意确保发动机核心保持稳定。在这种情形下，应当理解，臂41、42及相关的悬挂元件43给锚定在机架31上的发动机核心提供了牢固的支撑或支架，其中机架31又固定到飞行器上。这时，在图4中所示的第一位置中，核心1的前端12延伸超过台架44，同时在另一端，尾喷管10延伸超过台架44。如上所述，在任一位置，该布置都必须稳定，以便核心1与托架45/台架44的组合的重心处于起动带梁41与42之间的安装间隔48内。

一旦将核心1从风扇组件30拆除，它就会被降低到地平面。图6示出了降低过程。应当理解，主要通过悬挂元件43的延伸实现这个降低，直到台架44接触地面或运输货盘为止。在这种情形下，尽管为方便起见，图上未示出，但是前安装件和风扇壳体系统，以及进气风扇、风扇罩门和反推力装置都保持在适当的位置中。

在核心1和包括台架44和托架45的支架在地面上时，应该理解已经准备好运输。可调整核心41在台架44上的位置，使得托架更加位于输送道的端部之间的中间，并锁止在该位置上。悬挂元件43和臂41与42可移除。台架44通常包括固定器(未示出)，以允许将其固定到运输容器之上或之内。

如上所述，重要的是通过拆除过程，支架和核心，以及其它部件(例如支架31)保持稳定。该过程的一部分是确保核心1与台架44/托架45的组合的重心保持在核心1任一侧的悬挂元件41与42之间的间隔内。如果证明这是困难的，那么应当理解，可对台架的各部应用成比例的重量，以便如上所述，在可通过沿着输送道的移动调整托架41关于台架的位置时，调整其组合的重心，从而保持相对于支架31上安装件的稳定性，直到地平面。显然，必须注意，附加重量不能使支架或发动机/机翼安装件的其它部分过载。

图7提供了在根据本发明一方面拆除发动机核心之前发动机的侧视截面图。为比较和清楚起见，使用与前面附图相同的附图标记。因此，风扇组件30将其入口71保持连接到风扇壳体。为了在拆除发动机核心1期间支撑风扇组件模块30，即风扇叶片，在叶片组件与风扇壳体71之间设有形式为楔形块(chock)形式的地面支撑装备32。同时这些楔形块32插入另一安装支撑件中，或者设置加强件32，以支撑风扇壳体和入口，同时克服侧向扭矩和推力载荷而移除核心1，应当理解，将保持将发动机固定到支架31的其余的安装件72。另外，其它部件73为了进入可进行调整，而最后由支架31通过发动机壳体等中的适当安装件保持连接和支撑。

图8示出了拆除发动机核心1之前发动机核心1的侧视截面图中的情形。因此，如图所示，移除发动机的面板及其它部件，以允许支撑在固定于安装端81的悬挂元件43上的台架44连接到支架71上，而其相对端连接到台架44上。托架推车45固定在台架44上，核心1与台架44相连。该连接可以是简单地通过重量压在其上，但更通常地是通过托架45与核心1之间的更紧固连接。一旦被紧固并且按需要分离或解除所有其它连接，那么可沿着箭头B的方向将推车托架45移至图9中所示的位置。但是，如上所述，应当理解，在该步骤之前，通常调整悬挂元件34，以引起核心1与托架45之间的适当对齐，以便允许将核心1移至机翼的后部，其中支架31固定在机翼上。核心1从风扇组件模块30的取出通常需要侧向偏离模块30的精确的轴向位移。悬挂元件43的调整将确保获得输送道的正确定位。

应当理解，如前所述，推车托架45沿着通常由台架44内的导轨形成的输送道移动。因此，这些导轨限定了托架45的移动范围，核心1在该导轨上移动以从风扇组件30分离。

应当注意，核心以及核心与台架44/托架45的组合的重心应当保持在托架45的安装件41与42之内。在这种情形下，在分离期间，通过由悬挂元件43固定和悬挂在支架31上的台架44，整个组件将保持稳定。通常，为了便于从风扇组件30移除核心1，应当理解，需要一些操作以清除其间联接之中的某些特征。因此，例如，可能必须首先沿着风扇组件与核心1之间连接的主轴线将核心大致朝后推动一定距离，然后在将核心1沿着台架44的导轨在托架45上完全移动之前，将核心1降低一定距离。在这种情形下，应当理解，可避免核心1与支架安装件后面部分之间的碰撞。根据需要，通过降低或抬升悬挂元件34，即将其延伸或缩短，可实现该调整。

当从风扇组件30缩回时，核心1给发动机核心上进行的现场维修提供了更好的途径，但是通常为了维修等，会将发动机核心降低至地平面，并在台架和托架上将其运送走。

应当明白，根据本发明一方面将置换核心组装在风扇组件上与上述方法基本相反。因此，会根据需要将作为发动机核心运输架的台架和托架运送至适当的飞行器位置用于组装。

在上述情形中，本发明的方面提供了发动机核心机架装置，以允许核心从燃气涡轮发动机的运输和拆除。应当理解，不必提供大型起重架，利用现有的发动机支架，通过形式为向下延伸至台架的起动带的支撑元件，再然后通过托架推车的适当的精确移动，该核心就可从风扇组件移除。根据一种方法使用发动机机架装置，由此起初风扇壳体和燃气涡轮发动机的其它部件通过楔形块或其它方式适当地固定，以便在拆除核心时确保它们保持支撑和连接在支架上。一旦适当地固定了风扇壳体和燃气涡轮发动机的其它部件，那么就拆除面板以允许台架、托架和悬挂元件通向发动机核心。悬挂元件的安装端与支架相连，以为发动机核心的移除提供稳定的基础。通常，有必要调整悬挂元件，以使发动机核心与推车托架或发动机架的其它部分对齐。一旦完成该过程，那么发动机核心与风扇壳体之间的连接和支架就被松开，然后允许发动机核心与托架推车一起通过台架中形成的输送道移动。其重心保持在悬挂元件之间以确保稳定性。一旦发动机核心从风扇壳体和发动机的其它部件移动足够距离，那么发动机核心就会降低至地面。可移除悬挂元件。

一般来讲，台架和托架推车相对于支架连接而言基本上专用于特定的发动机类型和安装件。但是，也可能通过适当调节将相同的台架和悬挂元件不同发动机类型一起使用，并且尤其是如果可调整台架内的重量分布，以相对于发动机核心补偿不同重量分布和尺寸来改变核心的重心位置，以便确保其重心保持在发动机架悬挂元件之间的间隔内。

本发明的一个特定优点是，悬挂元件可采用传统的起动带的形式。这些起动带可为能够如上述分离并易于与横梁一起运输以降低运输成本和复杂性的线缆。

应当理解，一旦拆除了发动机核心，那么它就通过台架上托架的强力锁定，牢固地定位在台架之上。应当理解，还可在需要的地方使用防护罩和防护箱。

本领域的技术人员应当理解对本发明的修改和替换。因此，例如，可在需要的地方利用多于两个悬挂元件，以潜在地提高稳定性，并且在这种情形下，发动机核心与台架的组合的重心将保持在外侧悬挂元件的端部之间以保持稳定性。如上所述，台架通常保持约束在导轨上从台架的一端移到另一端，以便于从飞行器机翼上的发动机拆除发动机核心。

总之，本发明为用于拆除连接到支架或者其它机身悬挂系统的燃气轮涡轮发动机的发动机核心1或其部件的机架。该机架包括台架2、44，台架2、44具有用于推车托架3、45运送使用中的发动机核心1(或其部件)的输送道和用来将台架固定到发动机支架31上的悬挂元件43。该装置的特征在于悬挂元件43具有间隔开的安装位置4、5，并且输送道限定了推车托架的移动范围，以确保发动机固定到托架组合在一起时，该组合的重心位于安装位置4、5之间的间隔48内。优选地，可从发动机移除发动机核心或其部件，例如压缩机级，同时发动机的其余部分仍连接到飞行器。这允许当前操作移除整个发动机的维修时间更加快捷。

同时，在前面的描述中尽力引起对本发明被认为是特别重要的特征的注意，应当理解，无论是否进行了特别强调，申请人都要求保护前文提到的和/或附图中示出的所有可授权特征或这些特征的组合。

Claims (15)

1.一种用于燃气涡轮发动机的发动机核心(1)拆除机架装置，所述装置包括台架(2，44)，所述台架(2，44)具有在使用中用于推车托架(3，45)运送所述发动机核心(1)的输送道和在使用中用来将所述台架固定到发动机支架(31)上的悬挂元件(43)，所述装置的特征在于所述悬挂元件(43)具有间隔开的安装件(4，5)位置，并且所述输送道限定了所述推车托架的移动范围，以确保发动机固定到所述托架作为组合时，该组合的重心位于所述安装件位置之间的间隔(48)内。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述输送道包括一个或多个导轨(21)。

3.如权利要求1或2所述的装置，其中所述输送道包括辊子(22)，以便于所述推车托架沿着所述输送道的移动。

4.如权利要求1或2所述的装置，其中所述推车托架约束在所述输送道上。

5.如权利要求1-2中任意一项所述的装置，其中所述推车托架包括在使用中接合和保持发动机核心的保持架。

6.如权利要求1-2中任意一项所述的装置，其中所述悬挂元件布置成从在使用中固定到所述支架的横梁(41，42)朝着所述台架垂直地悬挂。

7.如权利要求1-2中任意一项所述的装置，其中所述悬挂元件可调整或改变所述台架，从而改变使用中输送道相对于发动机的位置。

8.如权利要求1-2中任意一项所述的装置，其中所述台架具有通过与所述输送道对齐而在使用中将所述装置固定到发动机的联接装置。

9.如权利要求1-2中任意一项所述的装置，其中所述输送道和/或所述推车托架可在所述输送道上被驱动。

10.如权利要求9所述的装置，其中所述输送道和/或所述推车托架可由从动螺纹或液压活塞相对于彼此驱动。

11.如权利要求1-2中任意一项所述的装置，其中所述输送道和/或所述推车托架具有固定彼此相对位置的锁止件(18)。

12.如权利要求1-2中任意一项所述的装置，其中可增加重物到所述台架，以改变固定在台架上使用中的发动机的组合的重心。

13.如权利要求1-2中任意一项所述的装置，其中所述悬挂元件具有可调整的长度，以允许根据需要降低或抬升所述台架，以便移除所述发动机。

14.如权利要求1-2中任意一项所述的装置，其中所述台架包括用于在运输容器内进行移动或固定的装置。

15.一种用于从燃气涡轮发动机拆除发动机核心的方法，所述方法包括通过拆除外部面板暴露发动机核心，所述方法的特征在于，通过固定悬挂元件(43)到安装所述发动机的支架(31)上，来安装如权利要求1至14中任一项所述的发动机核心拆除机架装置，使用推车托架(3，45)将所述发动机与台架(2)相连，沿着输送道移动所述推车托架，并降低所述推车托架与所述发动机，以进行适当的运输。

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