CN101430007A

CN101430007A - 一种双联刷式密封装置的制造方法

Info

Publication number: CN101430007A
Application number: CNA2008102295558A
Authority: CN
Inventors: 杨胜群; 石竖鲲; 赵玉坤; 吕泉; 郭红; 裴宇飞; 彭新; 卑喜敏; 刘明铭; 王博; 黄晨华
Original assignee: Shenyang Liming Aero Engine Group Co Ltd
Current assignee: Shenyang Liming Aviation Parts Manufacturing Co., Ltd.
Priority date: 2008-12-10
Filing date: 2008-12-10
Publication date: 2009-05-13
Anticipated expiration: 2028-12-10
Also published as: CN101430007B

Abstract

一种双联刷式密封装置的制造方法，属于航空发动机刷式密封装置的制造领域，包括以下步骤：(1)缠绕刷丝，将金属丝缠绕成刷束，并将刷束切成小段，小段公差为0.1～0.5mm；(2)排列刷束，在上板和下板之间排列刷束，上板和下板为圆环面，刷束排列与上板圆周的切线方向成40°～53°；(3)焊接，将排列好的刷束焊接在上板和下板之间，形成一个密封组件；(4)内孔加工，将每个密封组件内孔中的刷束切除；(5)将两个密封组件焊接在一起形成双联刷式密封装置。本发明的有益效果：本发明的方法使金属丝始终与轴保持接触，密封效果好，大幅度降低了泄露，提高发动机的性能。

Description

一种双联刷式密封装置的制造方法

技术领域

本发明属于航空发动机刷式密封装置的制造领域，特别涉及一种双联刷式密封装置的制造方法。

背景技术

刷式密封是航空发动机等透平机械使用的先进的密封形式，属于接触式密封。用于减少航空发动机转子部件和静止部件间的无效气体流量。代替传统的篦齿密封，提高涡轮、涡扇航空发动机的性能。现有的刷式密封结构是有一组紧捆在一起的直径极细的耐高温金属丝和内、外环组成。金属丝要求排列整齐、排列密度均匀。但是这种刷式密封封严效果不好，工艺复杂，造价成本高。

发明内容

为了解决现有刷式密封装置出现的刷丝排列不整齐、紊乱、弯曲，而且很难保证刷丝的角度符合要求，并且这种刷式密封封严效果不明显，使用的工艺方法复杂。本发明提供了一种双联刷式密封装置的制造方法。

本发明采用的技术方案是：包括以下步骤：

(1)缠绕刷丝，将金属丝缠绕成刷束，并将刷束切成小段，小段公差为0.1～0.5mm；(2)排列刷束，在上板和下板之间排列刷束，上板和下板为圆环面，刷束排列与上板圆周的切线方向成40°～53°；(3)焊接，将排列好的刷束焊接在上板和下板之间，形成一个密封组件；(4)内孔加工，将每个密封组件内孔中的刷束切除；(5)将两个密封组件焊接在一起形成双联刷式密封装置。

在步骤(3)焊接之后进行切除焊头，并使用清洗剂漂洗。

在步骤(4)中所述的内孔加工，采用电加工方法进行柔性内孔加工，使用电加工设备的在线测量设备进行检查，刷束的误差在0.1mm之内，粗糙度小于Ra1.6。

步骤(1)中缠绕刷丝采用缠丝机实现，缠丝机包括线轮、导轮、缠丝盘和计数器，其中线轮、导轮和缠丝盘依次排列，线轮和缠丝盘之间设有导轮，缠丝盘轴心与电动机主轴连接，计数器设于缠丝盘上，所述的线轮由一支架和旋转轮组成，旋转轮固定于支架上一点，旋转轮围绕支架上的支点转动；所述的导轮由三个小轮子和支架组成，支架顶端上连接一个小轮子，支架顶端通过轮轴与该小轮子连接，该小轮子的轮轴通过连接杆与第二小轮子轮轴连接，两个小轮子的连接杆之间连有第三小轮子。其中，缠丝盘由支架和盘面组成，盘面由交叉的轴和外圆周组成，支架与交叉轴的轴心相连，盘面可以围绕轴心转动。金属丝从导轮传到缠丝盘的外圆周上，形成刷束，缠丝盘具有限制刷束截面形状和便于拆取刷束的功能。

其中，计数器设于缠丝盘轴上，用于统计缠丝盘上金属丝的圈数。

步骤(2)中排列刷束采用排丝机实现，刷式密封装置用的排丝机，包括底座、底盘、压环、隔板、压板和固定杆，底座的凹形槽中设有底盘，底盘中设有隔板，隔板上方设有压环，压环上方设有压板，压板和底盘之间通过固定杆连接。

隔板为长条形，用于设置刷丝的角度，首先设置长条形的角度为45°，然后沿着隔板摆放刷丝，摆完刷丝以后用定位环固定，达到要求以后撤除隔板。

一种优选方式：固定杆采用锁紧螺栓，把工件和排列到位的刷束紧固。

使用排丝机对密封装置进行排丝的过程中，现将密封装置的下板放置于底盘上，然后向下板上放刷丝，上板和下板为圆环面，刷束排列与上板圆周的切线方向成40°～53°，具体实现的过程是利用隔板放置45°，将刷丝沿隔板放置，放好刷丝撤除隔板。放好刷丝以后再将上板压在刷丝上，上板上压有压环。再将压板压在压环上，然后利用连接杆紧固压板和底盘。

利用本发明的方法制造出的双联刷式密封装置，包括上板、下板和刷束，上板和下板为圆环面，刷束排列与上板圆周的切线方向成40°～53°，刷束焊接在上板和下板之间，上板和下板之间焊接的刷束形成一个密封组件，然后将两个密封组件焊接在一起形成双联刷式密封装置。刷束中的金属丝采用SG37A，所述的上板和下板采用GH626。

通过设计刷束排列的角度可以起到更好的达到密封效果，通过实验测试，本发明的刷束排列与上板圆周的切线方向成40°～53°能够实现更加的密封效果。并且本发明的双联刷式密封装置采用两个密封组件焊接在一起，一个密封组件的上板与另外一个密封组件的下板焊接在一起，或者一个密封组件的下板与另外一个密封组件的上板焊接在一起。通过叠加在一起运用到航空发动机上，实现更好的密封效果。

本发明的有益效果：本发明的方法使金属丝始终与轴保持接触，密封效果好，大幅度降低了泄露，提高发动机的性能。通过设计了专用的设备排丝机、缠丝机，使得本方法更易实现。1、具有装配零件的功能，利用定位元件，对工件装夹定位。2、利用排丝工装的限位功能，限制每个刷束的排丝位置，使其满足排丝加工排列整齐、无弯曲、无紊乱的要求。具体是使用隔板的形式达到限位的要求。3、具有夹紧的功能，把工件和排列到位的刷束利用锁紧螺栓夹紧。确保后续加工在紧固状态下进行。

附图说明

图1本发明的工艺流程图，

图2本发明的排丝机结构示意图，

图3本发明的缠丝机的结构示意图，

图4本发明的缠丝机中计数器的结构示意图，

图5本发明的焊接工装示意图，

图6本发明的内孔加工工装示意图，

图7本发明的刷式密封结构示意图。

图中：1 底座、2 定位环、3 底盘、4 下板、5 隔板、6 上板、7 压环、8 压板、9 固定杆，10 线轮、11 导轮、12 缠丝盘、13 计数器、a 为刷束与上板圆周的切线角度。

具体实施方式

结合附图对本发明做进一步描述：

如图1所示，本发明的程序流程图，包括以下步骤：(1)缠绕刷丝，将金属丝缠绕成刷束，并将刷束切成规定长度小段，误差在0.1～0.5mm；(2)排列刷束，在上板和下板之间排列刷束，刷束和上板和下板之间圆周切线成a为40°～53°；(3)焊接，将排列好的刷束焊接在上板和下板之间；(4)内孔加工，将多余长度的刷束切除。金属丝采用SG37A，所述的上板和下板采用GH626。(5)将两个密封组件焊接在一起形成双联刷式密封装置。

在步骤(3)焊接之后进行切除焊头，并使用清洗剂漂洗。

在步骤(4)中所述的内孔加工，采用电加工方法进行柔性内孔加工，使用电加工设备的在线测量设备进行检查，刷束的误差在0.1mm之内，粗糙度小于Ra1.6。本发明采用慢走丝线回割设备加工。

如图2所示，本发明的一种刷式密封装置用的排丝机，包括底座1、底盘3、压环7、隔板5、压板8和固定杆9，底座1为凹形，底座1的凹形槽中设有底盘3，底盘3中设有隔板5，隔板5上方设有压环7，压环7上方设有压板8，压板8和底盘3之间通过固定杆9连接。

隔板5为长条形，用于设置刷丝的角度，首先放置长条形的角度为45°，可以用量规测量角度，然后沿着隔板5摆放刷丝，摆完刷丝以后用定位环2固定，达到工艺要求以后撤除隔板5。

使用排丝机对密封装置进行排丝的过程中，现将密封装置的下板4放置于底盘3上，然后向下板4上放刷丝，并且满足刷丝和密封装置的下板4圆周切线成的角度为40°～53°，具体实现的过程是利用隔板放置45°，将刷丝沿隔板5放置，放好刷丝撤除隔板5。放好刷丝以后再将上板6压在刷丝上，上板6上压有压环7。再将压板8压在压环7上，固定杆9采用锁紧螺栓来紧固压板8和底盘3。

如图3所示，本发明的缠丝机的结构示意图，包括线轮10、导轮11、缠丝盘12和计数器13，其中线轮10、导轮11和缠丝盘12依次排列，线轮10和缠丝盘12之间设有导轮11。

其中，线轮10由一支架和旋转轮组成，旋转轮可以围绕支架上的支点转动，其中旋转轮用于盘绕金属丝。可以按放线轮，确保相对转动的功能。

其中，导轮11由三个小轮子和支架组成，支架顶端上连接一个小轮子，支架顶端通过轮轴与该小轮子连接，该小轮子的轮轴通过连接杆与第二小轮子轮轴连接，两个小轮子的连接杆之间连有第三小轮子。金属丝从第一小轮子和第三小轮子下圆周经过，从第二小轮子上圆周经过。具有通过调整导轮相对位置，调整缠丝松紧的功能。

其中，缠丝盘12由支架和盘面组成，盘面由交叉的轴和外圆周组成，支架与交叉轴的轴心相连，缠丝盘轴心与电动机主轴连接，盘面可以围绕轴心转动。金属丝从导轮传到缠丝盘的外圆周上，形成刷束，缠丝盘具有限制刷束截面形状和便于拆取刷束的功能。

如图4所示，本发明的缠丝机中计数器的结构示意图，计数器13设于缠丝盘12轴上，用于统计缠丝盘12上金属丝的圈数。

如图5所示，本发明的焊接工装示意图，确保刷丝焊接牢固，调丝率低。

如图6所示，本发明的内孔加工工装示意图，采用电加工方法进行柔性内孔加工，采用慢走丝线回割设备进行，能够克服金属丝的柔性问题，解决柔性刷丝的测量难题。

如图7所示，本发明的刷式密封结构示意图，设计出的双联刷式密封装置，上板和下板为圆环面，刷束排列与上板圆周的切线方向成a，a范围为40°～53°，刷束焊接在上板和下板之间，形成一个密封组件，两个密封组件焊接在一起形成双联刷式密封装置。

将每个密封组件内孔中的刷束切除，将两个密封组件焊接在一起形成双联刷式密封装置。本发明的双联刷式密封的二次焊接变形大，采用结构合理的夹具，装夹双联刷式密封。

Claims

1、一种双联刷式密封装置的制造方法，其特征是包括以下步骤：(1)缠绕刷丝，将金属丝缠绕成刷束，并将刷束切成小段；(2)排列刷束，在上板和下板之间排列刷束，上板和下板为圆环，刷束排列与上板圆周的切线方向成40°～53°；(3)焊接，将排列好的刷束焊接在上板和下板之间，形成一个密封组件；(4)内孔加工，将每个密封组件内孔中的刷束切除；(5)将两个密封组件焊接在一起形成双联刷式密封装置。

2、按照权利要求1所述的双联刷式密封装置的制造方法，其特征是在步骤(3)焊接之后进行切除焊头，并使用清洗剂漂洗。

3、按照权利要求1所述的双联刷式密封装置的制造方法，其特征是在步骤(4)中所述的内孔加工，采用电加工方法进行柔性内孔加工，使用电加工设备在线测量设备进行检查，加工刷束的误差在0.1mm之内，粗糙度小于Ra1.6。

4、如权利要求1所述的双联刷式密封装置的制造方法，其特征是步骤(1)中缠绕刷丝采用缠丝机实现，缠丝机包括线轮、导轮、缠丝盘和计数器，其中线轮、导轮和缠丝盘依次排列，线轮和缠丝盘之间设有导轮，缠丝盘轴心与电动机主轴连接，计数器设于缠丝盘轴上，所述的线轮由一支架和旋转轮组成，旋转轮固定于支架上一点，旋转轮围绕支架上的支点转动；所述的导轮由三个小轮子和支架组成，支架顶端上连接一个小轮子，支架顶端通过轮轴与该小轮子连接，该小轮子的轮轴通过连接杆与第二小轮子轮轴连接，两个小轮子的连接杆之间连有第三小轮子。

5、如权利要求1所述的双联刷式密封装置的制造方法，其特征是步骤(2)中排列刷束采用排丝机实现，排丝机包括底座、底盘、压环、隔板、压板和固定杆，底座的凹形槽中设有底盘，底盘中设有隔板，隔板上方设有压环，压环上方设有压板，压板和底盘之间通过固定杆连接。

6、如权利要求1所述的双联刷式密封装置的制造方法，其特征是所述的金属丝采用SG37A，所述的上板和下板采用GH626。

7、一种双联刷式密封装置的制造方法所制造的双联刷式密封装置，包括上板、下板和刷束，其特征是上板和下板为圆环面，刷束焊接在上板和下板之间，形成一个密封组件，两个密封组件焊接在一起形成双联刷式密封装置。

8、按照权利要求7所述的一种双联刷式密封装置的制造方法所制造的双联刷式密封装置，其特征是所述的刷束与上板圆周的切线方向成40°～53°。

9、按照权利要求7所述的一种双联刷式密封装置的制造方法所制造的双联刷式密封装置，其特征是所述的刷束中金属丝采用SG37A，所述的上板和下板采用GH626。