CN104713451A - 用于确定燃气涡轮机阻尼锥内直径的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

包括具有球形或其它凸形内直径表面轮廓的那些的燃气涡轮发动机总体上成环形的阻尼锥内直径利用夹具确定，该夹具包括具有与定位销对准的移位轴线的位移指示器。阻尼锥内直径表面被放置成与在一侧上的定位销和在另一侧上的移位点接触，以使得阻尼锥内直径表面围限形成于定位销上的接触表面和移位点。指示器位移与阻尼锥内直径关联。

Description

用于确定燃气涡轮机阻尼锥内直径的方法和设备
技术领域
本发明涉及用于确定燃气涡轮发动机总体上成环形的阻尼锥内直径的方法和设备。更具体地讲，本发明还涉及用于确定具有球形或其它凸形内直径表面轮廓的阻尼锥的内直径的方法和设备。
背景技术
阻尼锥是成环形部件，其径向且轴向插置在燃气涡轮发动机转子拉杆和涡轮盘排之间以将每排沿转子顺序地联接并且在盘排/转子拉杆接口之间保持径向同心度。由于较大直径，燃气涡轮发动机阻尼锥的轴向长度和旋转质量必须被精确加工成同心内直径具有在几十微米内的公差规格内的均匀半径，以便最小化旋转机器的振动。阻尼锥常常具有球形或其它凸形内直径轮廓表面，以在峰值内表面直径处与转子拉杆建立恒定半径的圆形线性邻接接触关系。在图1和图2中，燃气涡轮发动机10具有旋转地安装的转子拉杆12，在其上安装有形成对应的涡轮排的邻接的轴向相对的涡轮盘14和16。上游涡轮盘16限定涡轮盘凹槽17，而下游涡轮盘14限定涡轮盘肩部15。
如在图2和图4中可更清楚地看到的，成环形阻尼锥20限定具有相对大的半径R的球形、凸形内直径表面22。球形半径高点23建立切向圆形线接触，其围限转子拉杆12并建立内直径D1。阻尼锥20也形成具有内直径D2的成环形唇缘24，其轴向地接合在配合的涡轮盘凹槽17内。形成于邻接的相对的涡轮盘14中的肩部15轴向地且径向地邻接阻尼锥20外表面，以将阻尼锥相对于涡轮盘14和16锁定在固定位置。
一种用于确定阻尼锥20内直径D1和D2的已知设备和方法是通过将内部测微器横跨形成那些环直径的锥表面插置。考虑到与在100+毫米范围内的环内直径相比仅几十微米的相对小的公差差异，与内部测微器端部接触相对的环直径表面处的真实几何形状的小的倾斜度差异将导致不正确的直径读数。正确的内部测微器取向也受进行测量的机械师的经验的影响。因此，可再现和一致的直径测定受制于测微器放置和各个检查者技能的差异。
因此，存在对用于准确地确定成环形燃气涡轮机阻尼锥的内直径的方法和设备的需求，其包括具有球形凸形内直径轮廓的阻尼锥。
存在对用于准确地确定成环形燃气涡轮机阻尼锥的内直径是否在部件结构规格和公差内的方法和设备的另一个需求。
存在对有利于由各个检查者和其他检查人以一致的检查可再现性确定燃气涡轮机阻尼锥的内直径的方法和设备的另外的需求。
发明内容
因此，本发明的实施例的提议目标是产生用于准确地确定成环形燃气涡轮机阻尼锥的内直径的方法和设备，包括具有球形凸形内直径轮廓的阻尼锥。
本发明的实施例的另一个提议目标是产生用于准确地确定成环形燃气涡轮机阻尼锥的内直径是否在部件结构规格和公差内的方法和设备。
本发明的实施例的另外的提议目标是产生有利于由相同的检查人或其他检查者以一致的检查可再现性确定燃气涡轮机阻尼锥的内直径的方法和设备。
这些和其它目标在本发明的一个或多个实施例中实现，其中，燃气涡轮发动机的总体上成环形的阻尼锥内直径(包括具有球形或其它凸形内直径表面轮廓的阻尼锥)通过将阻尼锥放置在包括位移指示器的夹具中来确定，该指示器具有与定位销对准的移位轴线。阻尼锥内直径接触在一侧上的定位销的接触表面和在另一侧上的指示器的移位点。指示器位移与阻尼锥内直径关联。在具有凸形表面轮廓的阻尼锥中，指示器移位点位于凸形轴向峰上，这可以通过使用刀刃移位点而便利化。阻尼锥内表面最大直径通过使阻尼锥相对于定位销摆动而获得。递增的摆动位移由具有联接到夹具的至少一个推压器组件的夹具实施例便利化，所述至少一个推压器组件邻接阻尼锥的外直径表面。一个示例性的推压器实施例包括用于使阻尼锥摆动的螺钉。本发明的方法和设备的实施例有利于阻尼锥的可再现且准确的检查，以确定其内直径和/或通过与参考阻尼锥比较而确定被检查的阻尼锥是否在公差规格内。
本发明的实施例的特征在于一种方法，该方法用于通过提供限定平坦参考表面且具有从所述限定的平坦参考表面向上伸出的定位销的测量夹具而确定具有轴向端表面和至少一个内直径表面的总体上成环形的燃气涡轮发动机阻尼锥的内直径，其中定位销限定接触表面。测量夹具还具有位移指示器，其联接到测量夹具、具有限定与定位销接触表面对准的移位轴线的能移位的点。具有轴向端表面和至少一个内直径表面的总体上成环形的燃气涡轮发动机阻尼锥通过将定位销接触表面和能移位的点周向地围限（circumscribe）在阻尼锥内直径表面内并且使轴向端表面邻靠平坦参考表面而放置在夹具上。阻尼器内直径通过将指示器能移位的点相对于定位销接触表面的移位位置关联而确定。例如，指示器可在夹具中定向和转位成使得指示器上的移位点读数与该点和定位销接触表面之间的线性距离关联。备选地，指示器可在夹具中定向和转位成使得指示器上的移位点读数显示与期望的参考距离的差异。
本发明的其它实施例的特征在于一种方法，该方法用于通过提供限定平坦参考表面且具有从所述限定的平坦参考表面向上伸出的定位销的测量夹具而确定具有轴向端表面和球形或其它凸形轮廓内直径表面的总体上成环形的燃气涡轮发动机阻尼锥的内直径，其中定位销限定接触表面。位移指示器联接到测量夹具，具有能移位的刀刃点，该能移位的刀刃点具有垂直于平坦参考表面且平行于定位销接触表面取向的线性边缘。位移指示器限定与定位销接触表面对准的移位轴线。通过将定位销接触表面和能移位的点刀刃周向地围限在阻尼锥内直径表面内并且使轴向端表面邻靠平坦参考表面而将阻尼锥放置在夹具上。通过使阻尼锥相对于定位销摆动以便利用指示器获得最大内直径位移读数并且将指示器刀刃最大直径移位位置相对于定位销接触表面关联而确定阻尼锥内直径。
本发明的另外的实施例的特征在于一种用于确定具有轴向端表面和至少一个内直径的总体上成环形的燃气涡轮发动机阻尼锥的内直径的设备。该设备包括限定平坦参考表面的基部和从限定的平坦参考表面向上伸出的定位销。定位销限定接触表面。位移指示器联接到基部并且具有限定与定位销接触表面对准的移位轴线的能移位的点。当使用该设备时，通过将定位销接触表面和能移位的点周向地围限在阻尼锥内直径表面内，同时将阻尼锥的轴向端表面邻靠平坦参考表面而确定阻尼锥内直径。所得到的指示器能移位的点相对于定位销接触表面的移位位置与测量的阻尼锥的内直径关联。
设备的实施例还具有以倾斜的角度联接到基部的测量板，其中三个参考纽扣联接到测量板以用于邻靠阻尼锥轴向端表面。这些参考纽扣限定平坦参考表面。其它实施例的特征还在于具有联接到测量板的选择性地能平移的螺钉的至少一个推压器组件，以用于通过使邻接阻尼锥的外直径表面的螺钉平移而使阻尼锥相对于定位销摆动，以便利用指示器获得最大内直径位移读数。在其它实施例中，指示器移位点具有刀刃点，其适于测量具有凸形轮廓内直径表面的阻尼锥。本发明的设备的另外的实施例便利地具有两组定位销和指示器，以用于测量阻尼锥的多个内直径。
本发明的相应的目标和特征可联合地或各自地以任何组合或子组合由本领域的技术人员应用。
附图说明
通过结合附图考虑以下详细描述，可以容易地理解本发明的各种实施例的教导，在附图中：
图1示出部分地组装的已知的燃气涡轮机转子的轴向局部剖视图，其具有插置在转子拉杆和涡轮盘之间的已知的成环形阻尼锥；
图2是图1的部分地组装的转子的详细正视图，示出了已知的示例性的组装的阻尼锥、转子拉杆和一对相邻的涡轮盘；
图3是执行用于确定燃气涡轮发动机阻尼锥的内直径的方法的实施例的设备的实施例的透视图；
图4是图3的设备的实施例沿其线4-4截取的剖视图；
图5是用于确定燃气涡轮发动机阻尼锥的内直径的设备的另一个实施例的透视图；以及
图6是图5的设备的侧正视图。
为了方便理解，在可能的情况下使用相同的附图标记来标示各图共用的相同元件。
具体实施方式
在考虑以下描述之后，本领域的技术人员将清楚地认识到本发明的各种实施例的教导可容易地用来确定燃气涡轮发动机阻尼锥内直径，包括具有球形或其它凸形内直径表面轮廓的阻尼锥。利用本文描述的方法和设备概念的实施例，利用包括具有与定位销对准的移位轴线的位移指示器的夹具确定内直径。阻尼锥内直径被放置成与在一侧上的定位销和在另一侧上的移位点接触。指示器位移与阻尼锥内直径关联。在具有凸形表面轮廓的阻尼锥中，指示器移位点位于凸形轴向峰上，这可以通过使用刀刃移位点而便利化。阻尼锥内表面最大直径通过使阻尼锥相对于定位销摆动而获得。递增的摆动位移由具有联接到夹具的至少一个推压器组件的夹具实施例便利化，所述至少一个推压器组件邻靠阻尼锥的外直径表面。一个示例性的推压器实施例包括用于使阻尼锥摆动的螺钉。本发明的方法和设备的实施例有利于阻尼锥的可再现且准确的检查，以确定其内直径和/或通过与参考阻尼锥比较而确定被检查的阻尼锥是否在公差规格内。
参看图3-6，具有半径R的凸形内直径表面轮廓22的已知的阻尼锥20的内直径D1利用测量夹具设备30的示例性实施例在由总体上成环形的锥的内直径表面限定的最大凸形伸出点23处确定。夹具30具有基板32，从基板32伸出支撑肋34。倾斜的测量板36通过焊珠和/或紧固件联接到基板32和支撑肋34。三个搁置纽扣38联接到测量板36并互相限定用于邻接置于夹具30内的阻尼锥20的轴向端表面的平坦的参考表面。定位销40联接到测量板36的上端并且限定接触表面41，以用于在成环形锥的12点钟的周向位置处邻靠阻尼锥20的内直径表面22。倾斜的测量板36取向利用重力将定位销接触表面41抵靠锥的内直径表面22牢固地偏置。
置于夹具30上的阻尼锥20以钟摆方式绕定位销40摆动，以便在12点钟的周向位置竖直地配准和对准锥的相对侧内直径表面。锥20的钟摆式摆动取向由在锥的外直径表面侧面的至少一个且优选地两个推压器组件42、48精确地操纵。在图3中，左推压器组件42包括左螺钉44和左推压器46，其具有用于邻靠锥20的外表面的表面。类似地，右推压器组件48包括右螺钉50和右推压器52，其具有用于邻靠锥20的外表面的表面。通过使用相对的的左推压器组件42和右推压器组件48提供的附加优点在于，测量锥20可通过使左推压器48和右推压器52两者邻靠锥外表面而相对于测量板36锁定在固定的摆动位置。
指示器保持器54联接到与定位销40相对且共线的测量板36，并且接纳开口卡圈组件56以通过和捕获已知的位移指示器60。图3和图4所示的示例性的已知的位移指示器60具有数字读出。备选的已知类型的位移指示器，例如模拟度盘指示器或将位移数据传输至远程监测装置的传输指示器，可代替示例性的数字读出位移指示器60。位移指示器60具有能移位的主轴，其限定由图5的双箭头d指示的移位轴线。移位轴线d与定位销40的接触表面41对准。在图5和图6所示的实施例中，接触点延伸部62固结到指示器60主轴，并且刀刃能移位的点64继而固结到接触点延伸部。
参看图4和图5，刀刃点64相对于阻尼锥20凸形内直径22表面轮廓定向成使得前者的长轴线线状边缘平行于阻尼锥和定位销40接触表面的轴向尺寸。这样，刀刃点64的线状边缘相切于凸形内直径表面高点23。这样，精确的线性距离D限定在定位销40接触表面41和刀刃移位点64的远端顶端之间。沿移位轴线d改变移位点远端顶端64的移位位置也改变接触表面41和移位点远端顶端之间的线性距离D。
阻尼锥20内直径D1或D2通过将其放置在图3和图4的测量夹具30实施例上而确定，以使得总体上成环形的锥的轴向面搁置在搁置纽扣38上，同时将定位销接触表面41和能移位的点64移位顶端周向地围限在阻尼锥内直径表面22内。这样，阻尼锥邻接轴向端与由搁置纽扣38限定的参考表面平行对准，相对的相对导向的定位销接触表面41和刀刃64与阻尼锥内直径表面的相对两侧接触(每一侧分别在高点23处，如果该表面是凸表面的话)。在该位置，在定位销接触表面和刀刃64远端顶端线状边缘之间的距离D等于阻尼锥内直径。通过利用推压器42、48使阻尼锥20相对于定位销40摆动，直到获得最大直径读数，可确定最大直径。
通过使阻尼锥20相对于测量夹具30旋转，并且获得在其它周向位置处的对应直径读数D，可检查直径同心度。指示器60可在夹具30中定向和转位成使得指示器上的移位点64读数与该点和定位销接触表面41之间的线性距离D关联。备选地，指示器60可在夹具30中定向和转位成使得指示器60上的移位点64位移读数显示与期望的参考距离的差异。后一种方法有利地提供了一种用于相对于参考量规阻尼锥检查阻尼锥20的方法。将具有已知尺寸的阻尼锥量规插入夹具30中，并且如本文所述获得内直径尺寸D。记录由指示器60确定的尺寸D，或者将指示器转位到在该确定的尺寸下的“零”。随后，将量规阻尼锥从测量夹具移除，从而可以确定其它阻尼锥20内直径D1或D2。以其中从参考量规阻尼锥获得的指示器60位移读数被归零的简化的内直径检查模式，随后检查的阻尼锥20可通过简单地确定指示器60新位移读数是否落在该部件的公差规格范围内而接受或拒绝。
图6中示出了测量夹具设备30’的备选实施例。这里，一对相对的倾斜测量板36、36’固结到基部32，从而可以在普通夹具上便利地测量阻尼锥20的内直径D1和D2。每个夹具的相应的对应部件被指定成对的公共附图标记，例如，38、38’、40、40’、60、60’等。
虽然本文已详细示出和描述了结合本发明的教导的各种实施例，但本领域的技术人员可以容易地设想出仍结合这些教导的许多其它不同的实施例。本发明不将其应用局限于在说明书中阐述或在附图中示出的部件的构造和布置的示例性实施例细节。本发明能够具有其他实施例，并且能够以多种方式实践或实施。另外，应当理解，本文所用短语和术语是用于说明的目的，而不应看作是进行限制。本文对“包括”、“包含”、或“具有”及其变型的使用旨在涵盖其后所列的项目及其等同物以及附加的项目。除非另行指定或限制，术语“安装”、“连接”、“支撑”和“联接”及其变型被广义地使用且涵盖直接和间接的安装、连接、支撑和联接。此外，“连接”和“联接”不限于物理或机械连接或联接。

Claims (17)

1. 一种用于确定具有轴向端表面和至少一个内直径表面的总体上成环形的燃气涡轮发动机阻尼锥的内直径的方法，包括：
提供测量夹具，所述测量夹具限定平坦参考表面且具有：
定位销，其从所述限定的平坦参考表面向上伸出，所述定位销限定接触表面；以及
位移指示器，其联接到所述测量夹具、具有能移位的点，所述能移位的点限定与所述定位销接触表面对准的移位轴线；
提供具有轴向端表面和至少一个内直径表面的总体上成环形的燃气涡轮发动机阻尼锥；
将所述定位销接触表面和所述能移位的点周向地围限在所述阻尼锥内直径表面内并且使所述轴向端表面邻靠所述平坦参考表面；以及
通过将指示器的能移位的点相对于所述定位销接触表面的移位位置关联而确定所述阻尼锥内直径。
2. 根据权利要求1所述的方法，还包括使所述阻尼锥相对于所述定位销摆动，以便利用所述指示器获得最大内直径位移读数。
3. 根据权利要求2所述的方法，阻尼锥摆动利用联接到所述测量夹具的至少一个推压器组件执行，所述至少一个推压器组件邻靠所述阻尼锥的外直径表面。
4. 根据权利要求1所述的方法，所述能移位的点包括具有平行于所述定位销接触表面取向的线性边缘的刀刃点。
5. 根据权利要求4所述的方法，所述刀刃点线性边缘垂直于所述平坦参考表面取向。
6. 根据权利要求1所述的方法，所述平坦参考表面由用于邻靠所述阻尼锥轴向端表面的三个参考纽扣限定。
7. 根据权利要求1所述的方法，阻尼锥内直径通过以下方式确定：
将参考阻尼锥量规放置在所述夹具上并且确定能移位的点的参考移位位置；
以在所述夹具上的被检查的阻尼锥替换所述参考阻尼锥量规并且确定第二移位点移位位置；以及
比较所述参考和第二移位位置。
8. 一种用于使用权利要求7的方法检查阻尼锥内直径的方法，其通过：
比较参考和第二移位位置；
如果所述参考和移位位置在能容许的规格公差差异内，则将所述被检查的阻尼锥指定为满足内直径规格；以及
如果所述参考和移位位置在所述能容许的规格公差差异之外，则不满足所述内直径规格。
9. 根据权利要求1所述的方法，还包括在围绕所述阻尼锥的多个周向位置处确定内直径。
10. 一种用于确定具有轴向端表面和球形或其它凸形轮廓的内直径表面的总体上成环形的燃气涡轮发动机阻尼锥的内直径的方法，包括：
提供测量夹具，所述测量夹具限定平坦参考表面且具有：
定位销，其从所述限定的平坦参考表面向上伸出，所述定位销限定接触表面；以及
位移指示器，其联接到所述测量夹具、具有能移位的刀刃点，所述能移位的刀刃点具有垂直于所述平坦参考表面且平行于所述定位销接触表面取向的线性边缘，所述位移指示器限定与所述定位销接触表面对准的移位轴线；
将所述定位销接触表面和所述能移位的刀刃点周向地围限在所述阻尼锥内直径表面内并且使所述轴向端表面邻靠所述平坦参考表面；以及
通过使所述阻尼锥相对于所述定位销摆动以便利用所述指示器获得最大内直径位移读数并且将所述指示器刀刃的最大直径的相对于所述定位销接触表面的移位位置关联而确定所述阻尼锥内直径。
11. 一种用于确定具有轴向端表面和至少一个内直径的总体上成环形的燃气涡轮发动机阻尼锥的内直径的设备，包括：
基部，其限定平坦参考表面；
定位销，其从所述限定的平坦参考表面向上伸出，所述定位销限定接触表面；以及
位移指示器，其联接到基部、具有能移位的点，所述能移位的点限定与所述定位销接触表面对准的移位轴线；
其中，通过将所述定位销接触表面和所述能移位的点周向地围限在阻尼锥内直径表面内，同时使所述阻尼锥的轴向端表面邻靠所述平坦参考表面，并且通过将指示器的能移位的点相对于所述定位销接触表面的移位位置与所述内直径关联，来确定阻尼锥内直径。
12. 根据权利要求11所述的设备，还包括：
测量板，其以倾斜的角度联接到所述基部；
三个参考纽扣，其联接到所述测量板以用于邻靠阻尼锥轴向端表面，所述参考纽扣限定所述平坦参考表面。
13. 根据权利要求12所述的设备，还包括至少一个推压器组件，所述至少一个推压器组件具有联接到所述测量板的能选择性地平移的螺钉，以用于通过使邻接所述阻尼锥的外直径表面的所述螺钉平移而使所述阻尼锥相对于所述定位销摆动，以便利用所述指示器获得最大内直径位移读数。
14. 根据权利要求12所述的设备，定位销联接到所述测量板并且所述指示器由指示器保持器和开口卡圈联接到所述测量板。
15. 根据权利要求11所述的设备，所述能移位的点包括具有平行于所述定位销接触表面取向的线性边缘的刀刃点。
16. 根据权利要求15所述的设备，所述刀刃点线性边缘垂直于所述平坦参考表面取向。
17. 根据权利要求11所述的设备，还包括：
第一和第二测量板，其以倾斜的角度联接到所述基部；
三个参考纽扣，其联接到每个相应的测量板以用于邻靠阻尼锥轴向端表面，所述参考纽扣限定相应的第一和第二平坦参考表面
相应的第一和第二定位销，其从所述相应的第一和第二平坦参考表面向上伸出，每个相应的定位销限定接触表面；以及
分别联接到其相应的第一和第二测量板的相应的第一和第二位移指示器，每个指示器具有能移位的点，所述能移位的点限定移位轴线，所述移位轴线与其相应的定位销接触表面对准。
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