CN105333845B - 发动机高压涡轮盘转子组件偏摆测量夹具 - Google Patents

Abstract

发动机高压涡轮盘转子组件偏摆测量夹具，包括测量台、第一支座、第二支座、轴向定位机构、第一径向定心压紧机构和第二径向定心压紧机构；所述测量台的底面为水平面、顶面为斜面，所述轴向定位机构由轴向定位座和设置在轴向定位座侧面上部中心位置的轴向定位销组成，所述第一径向定心压紧机构由第一轴承座、第一轴承、第一支承体、第一销轴、第一压板、第一叉座、第一紧固螺栓和第一螺母组成，所述第二径向定心压紧机构由第二轴承座、第二轴承、第二支承体、第二销轴、第二压板、第二叉座、第二紧固螺栓和第二螺母组成。

Description

发动机高压涡轮盘转子组件偏摆测量夹具

技术领域

本发明属于零件的表面、轴线之间的相互位置偏差测量领域，特别涉及发动机高压涡轮盘转子组件的偏摆测量夹具。

背景技术

发动机高压涡轮盘转子组件主要由高压涡轮轴、高压涡轮轴滚柱轴承、调整圈、空气挡油圈，I、II级导流盘、涡轮盘、涡轮叶片等零件组合而成，特点是结构复杂、体积大、重量重、无法直接满足零件的定位及检测部位的测量。因此，对发动机高压涡轮盘转子组件进行偏摆测量(所述偏摆测量是对回转零件表面进行径向跳动检测)时，被检测发动机高压涡轮盘转子组件的轴向定位、径向定心与夹持是一个难题，现有技术中尚无合适的测量夹具。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种发动机高压涡轮盘转子组件偏摆测量夹具，以解决高压涡轮盘转子组件的轴向定位、径向定心与夹持问题，使高压涡轮盘转子组件的偏摆测量操作方便，测量精度符合要求。

本发明所述发动机高压涡轮盘转子组件偏摆测量夹具，包括测量台、第一支座、第二支座、轴向定位机构、第一径向定心压紧机构和第二径向定心压紧机构；所述测量台的底面为水平面、顶面为斜面，所述轴向定位机构由轴向定位座和设置在轴向定位座侧面上部中心位置的轴向定位销组成，所述第一径向定心压紧机构由第一轴承座、第一轴承、第一支承体、第一销轴、第一压板、第一叉座、第一紧固螺栓和第一螺母组成，第一轴承座顶面的中心部位设置有第一圆弧形面，第一压板由具有半圆形腔体的第一主板和位于第一主板两侧的第一凸耳构成，所述第二径向定心压紧机构由第二轴承座、第二轴承、第二支承体、第二销轴、第二压板、第二叉座、第二紧固螺栓和第二螺母组成，第二轴承座顶面的中心部位设置有第二圆弧形面，第二压板由具有半圆形腔体的第二主板和位于第二主板两侧的第二凸耳构成；所述第一支座安装在测量台的顶面且靠近测量台顶面的低端，第一支座的顶面平行于测量台的顶面，所述第二支座安装在测量台顶面比第一支座高的位置，第二支座的顶面平行于测量台的顶面且第二支座宽度方向的中心线与第一支座宽度方向的中心线在一条直线上，第二支座与第一支座的间距应满足测量时发动机高压涡轮盘转子组件轴向定位的要求；所述轴向定位座安装在第一支座顶面的低端，设置在轴向定位座侧面的轴向定位销朝向第二支座方向，所述第一轴承座安装在第一支座顶面的高端，第一轴承座宽度方向的中心线在测量台顶面的投影与所述轴向定位销的中心线在测量台顶面的投影位于一条直线上，所述第一支承体、第一叉座相对于第一轴承座宽度方向的中心线对称安装在第一轴承座的两端，所述第一销轴安装在第一支承体上，所述第一紧固螺栓与第一叉座铰连，所述第一压板一侧的第一凸耳与第一销轴铰连、另一侧的第一凸耳上设置有与第一紧固螺栓组合的过孔，该过孔可将其所在的第一凸耳与第一紧固螺栓套连，第一螺母与第一紧固螺栓组合，所述第一轴承为三个，三个第一轴承分别安装在第一轴承座的第一圆弧形面两侧及第一压板上(三个第一轴承用于对高压涡轮盘转子组件径向定心)；

所述第二轴承座安装在第二支座顶面，第二轴承座宽度方向的中心线在测量台顶面的投影与第一轴承座宽度方向的中心线在测量台顶面的投影位于一条直线上，所述第二支承体、第二叉座相对于第二轴承座宽度方向的中心线对称安装在第二轴承座的两端，所述第二销轴安装在第二支承体上，所述第二紧固螺栓与第二叉座铰连，所述第二压板一侧的第二凸耳与第二销轴铰连、另一侧的第二凸耳上设置有与第二紧固螺栓组合的过孔，该过孔可将其所在的第二凸耳与第二紧固螺栓套连，第二螺母与第二紧固螺栓组合，所述第二轴承为三个，三个第二轴承分别安装在第二轴承座的第二圆弧形面两侧及第二压板上(三个第二轴承用于对高压涡轮盘转子组件径向定心)。

上述测量夹具中，其测量台顶面与测量台底面之间的夹角优选8°～12°。

上述测量夹具中，安装在第一压板上的第一轴承优选位于第一压板的对称线处，安装在第二压板上的第二轴承优选位于第二压板的对称线处。

使用本发明所述测量夹具对发动机高压涡轮盘转子组件进行轴向定位、径向定心与夹持，需在发动机高压涡轮盘转子组件的头部安装设置有轴向定位球的第一工艺衬套，在第一工艺衬套上安装与第一径向定心压紧机构组合的第二工艺衬套，在发动机高压涡轮盘转子组件的轴颈处安装与第二径向定心压紧机构组合的第三工艺衬套。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明为发动机高压涡轮盘转子组件的偏摆测量提供了一种专用测量夹具，使用该测量夹具进行定位和夹持，轴向定位和径向定心可靠、快捷，高压涡轮盘转子组件的轴心同轴度可保持在0.005mm以内。

2、使用本发明所述测量夹具，发动机高压涡轮盘转子组件转动灵活、平稳，偏摆测量时不仅便于操作，而且可保证测量精度。试验结果表明，所检测的发动机高压涡轮盘转子组件，其测量精度完全符合要求。

3、由于轴向定位和径向定心可靠、快捷，发动机高压涡轮盘转子组件转动灵活、平稳，因而测量效率大幅度提高。

附图说明

图1是本实用新型所述发动机高压涡轮盘转子组件偏摆测量夹具的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图1的B向视图；

图4是被测发动机高压涡轮盘转子组件与第一工艺衬套、第二工艺衬套和第三工艺衬套的组合示意图及在本实用新型所述发动机高压涡轮盘转子组件偏摆测量夹具上的安装示意图；

图5是第一工艺衬套的结构示意图及第一工艺衬套与第二工艺衬套、被测发动机高压涡轮盘转子组件头部的组合示意图；

图6是第二工艺衬套的结构示意图；

图7是第三工艺衬套的结构示意图。

图中，1—测量台、1-1—测量台底面、1-2—测量台顶面、1-3—吊环、2—第一支座、3—螺钉、4—定位销、5—轴向定位座、6—轴向定位销、7—第一径向定心压紧机构、7-1—第一轴承座、7-1-1—第一圆弧形面、7-2—第一轴承、7-3—第一支承体、7-4—第一销轴、7-5—第一压板、7-5-1—第一主板、7-5-2—第一凸耳、7-6—第一叉座、7-7—第一紧固螺栓、7-8—第一螺母、8—第二支座、9—第二径向定心压紧机构、9-1—第二轴承座、9-1-1—第二圆弧形面、9-2—第二轴承、9-3—第二支承体、9-4—第二销轴、9-5—第二压板、9-5-1—第二主板、9-5-2—第二凸耳、9-6—第二叉座、9-7—第二紧固螺栓、9-8—第二螺母、10—第一工艺衬套、10-1轴向定位球、10-2—第三螺母、10-3—中心轴、10-4—压盖、10-5—套筒、10-6—第四螺母、10-7—连接盘、10-8—防转销、11—第二工艺衬套、12—第三工艺衬套、13—发动机高压涡轮盘转子组件、13-1—头部。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明所述发动机高压涡轮盘转子组件偏摆测量夹具作进一步说明。

本实施例中，所述发动机高压涡轮盘转子组件偏摆测量夹具如图1所示，包括测量台1、第一支座2、第二支座8、轴向定位机构、第一径向定心压紧机构7和第二径向定心压紧机构9。

所述测量台1的底面1-1为水平面、顶面1-2为斜面，顶面1-2与底面1-1之间的夹角为8°，测量台的侧面设置有吊装孔并配备有吊环1-3(见图1)；所述轴向定位机构如图1所示，由轴向定位座5和设置在轴向定位座侧面上部中心位置的轴向定位销6组成；所述第一径向定心压紧机构如图1、图2所示，由第一轴承座7-1、第一轴承7-2、第一支承体7-3、第一销轴7-4、第一压板7-5、第一叉座7-6、第一紧固螺栓7-7和第一螺母7-8组成，第一轴承座顶面的中心部位设置有第一圆弧形面7-1-1，第一支承体7-3的下端设置有与第一轴承座组合的连接盘、上端设置有与第一销轴组合的孔，第一叉座7-6的下端设置有与第一轴承座组合的连接盘、上端为叉式结构并配有与第一紧固螺栓组合的铰轴，第一压板7-5由具有半圆形腔体的第一主板7-5-1和位于第一主板两侧的第一凸耳7-5-2构成；所述第二径向定心压紧机构9如图1、图3所示，由第二轴承座9-1、第二轴承9-2、第二支承体9-3、第二销轴9-4、第二压板9-5、第二叉座9-6、第二紧固螺栓9-7和第二螺母9-8组成，第二轴承座顶面的中心部位设置有第二圆弧形面9-1-1，第二支承体9-3的下端设置有与第二轴承座组合的连接盘、上端设置有与第二销轴组合的孔，第二叉座9-6的下端设置有与第二轴承座组合的连接盘、上端为叉式结构并配有与第二紧固螺栓组合的铰轴，第二压板9-5由具有半圆形腔体的第二主板9-5-1和位于第二主板两侧的第二凸耳9-5-2构成。

上述构件的组合方式：所述第一支座2安装在测量台的顶面1-2且靠近测量台顶面的低端，第一支座的顶面平行于测量台的顶面(见图1)；所述第二支座8安装在测量台顶面1-2比第一支座高的位置，第二支座的顶面平行于测量台的顶面且第二支座在宽度方向的中心线与第一支座在宽度方向的中心线在一条直线上，第二支座与第一支座的间距应满足测量时发动机高压涡轮盘转子组件轴向定位的要求(见图1、图4)；所述轴向定位座5安装在第一支座2顶面的低端，设置在轴向定位座侧面的轴向定位销6朝向第二支座8方向；所述第一轴承座7-1安装在第一支座2顶面的高端，第一轴承座宽度方向的中心线在测量台顶面的投影与所述轴向定位销6的中心线在测量台顶面的投影位于一条直线上，第一支承体7-3、第一叉座7-6相对于第一轴承座宽度方向的中心线对称安装在第一轴承座的两端，所述第一销轴7-4安装在第一支承体7-3上，所述第一紧固螺栓7-7与第一叉座7-6上端的铰轴铰连，所述第一压板7-5一侧的第一凸耳与第一销轴7-4铰连、另一侧的第一凸耳上设置有与第一紧固螺栓组合的过孔，该过孔可将其所在的第一凸耳与第一紧固螺栓套连，第一螺母7-8与第一紧固螺栓组合，所述第一轴承7-2为三个，选用滚动轴承，三个第一轴承分别安装在第一轴承座的第一圆弧形面两侧及第一压板上，安装在第一压板上的第一轴承位于第一压板的对称线处，与三个第一轴承相切的圆的中心线与所述轴向定位销6的中心线在一条直线上；所述第二轴承座9-1安装在第二支座8顶面，第二轴承座宽度方向的中心线在测量台顶面的投影与第一轴承座宽度方向的中心线在测量台顶面的投影位于一条直线上，所述第二支承体9-3、第二叉座9-6相对于第二轴承座宽度方向的中心线对称安装在第二轴承座的两端，所述第二销轴9-4安装在第二支承体9-3上，所述第二紧固螺栓9-7与第二叉座9-6铰连，所述第二压板9-5一侧的第二凸耳与第二销轴9-4铰连、另一侧的第二凸耳上设置有与第二紧固螺栓组合的过孔，该过孔可将其所在的第二凸耳与第二紧固螺栓套连，第二螺母9-8与第二紧固螺栓组合，所述轴承9-2为三个，选用滚动轴承，三个第二轴承分别安装在第二轴承座的第二圆弧形面9-1-1两侧及第二压板上,安装在第二压板上的第二轴承位于第二压板的对称线处，与三个第二轴承相切的圆的中心线与所述轴向定位销6的中心线在一条直线上。

与本实施例所述发动机高压涡轮盘转子组件偏摆测量夹具配套的第一工艺衬套如图5所示，第二工艺衬套如图6所示，第三工艺衬套如图7所示。所述第一工艺衬套主要由轴向定位球10-1、第三螺母10-2、中心轴10-3、压盖10-4、套筒10-5、第四螺母10-6、连接盘10-7和防转销10-8组成；套筒内壁设置有与发动机高压涡轮盘转子组件头部外壁的花键相匹配的花键，套筒外壁设置有第二工艺衬套安装段，第二工艺衬套安装段的一侧有限位台阶，另一侧的外壁上有螺纹段，连接盘10-7外壁设置有与发动机高压涡轮盘转子组件头部的内螺纹相匹配的外螺纹，中心部位设置有中心轴通过的过孔，压盖10-4中心部位设置有中心轴通过的过孔，中心轴10-3一端设置有外径大于连接盘中心设置的过孔内径的限位台，另一端设置有螺纹段和与轴向定位球支撑杆组合的内孔。所述第二工艺衬套11为圆环体，其内径与第一工艺衬套中套筒上的安装段外径匹配。所述第三工艺衬套12为圆环体，其内径与发动机高压涡轮盘转子组件轴颈的外径公称尺寸相同且为静配合。

偏摆测量前，将被测发动机高压涡轮盘转子组件与第一工艺衬套、第二工艺衬套和第三工艺衬套组合，组合方式如图4、图5所示：发动机高压涡轮盘转子组件的头部13-1插入套筒10-5内孔，连接盘10-7位于发动机高压涡轮盘转子组件头部的内孔并通过螺纹连接固定，中心轴10-3插装在连接盘的过孔中，其限位台的环形端面与连接盘端面相贴，压盖10-4与中心轴套连并固定在套筒上，第三螺母10-2与中心轴的螺纹段组合，实现发动机高压涡轮盘转子组件的头部、连接盘、套筒和压盖的连接与固定，防转销10-8安装在连接盘与中心轴的结合部位，防止连接盘转动，定位球10-1的支撑杆固定在中心轴端部的孔内；第二工艺衬套11套装在所述套筒的第二工艺衬套安装段，通过第四螺母10-6固定；第三工艺衬套12套装在发动机高压涡轮盘转子组件的轴颈部位并通过静配合实现固定。

偏摆测量时，将与第一工艺衬套、第二工艺衬套和第三工艺衬套组合后的被测发动机高压涡轮盘转子组件安装在本发明所述发动机高压涡轮盘转子组件偏摆测量夹具上，安装方式为：使所述第二工艺衬套11由安装在第一轴承座上的两个第一轴承支承，使所述第三工艺衬套12由安装在第二轴承座上的两个第二轴承支承，使所述轴向定位球10-1与设置在轴向定位座侧面上部中心位置的轴向定位销6接触，通过所述第一压板7-5、第一紧固螺栓7-7和第一螺母7-8将第二工艺衬套11夹紧，通过所述第二压板9-5、第二紧固螺栓9-7和第二螺母9-8将第三工艺衬套12夹紧。

被测发动机高压涡轮盘转子组件在测量夹具上安装好后，将安装了百分表的表架放置在测量台顶面，即可进行检测。

Claims (3)

1.一种发动机高压涡轮盘转子组件偏摆测量夹具，其特征在于包括测量台(1)、第一支座(2)、第二支座(8)、轴向定位机构、第一径向定心压紧机构(7)和第二径向定心压紧机构(9)；

所述测量台(1)的底面(1-1)为水平面、顶面(1-2)为斜面，所述轴向定位机构由轴向定位座(5)和设置在轴向定位座侧面上部中心位置的轴向定位销(6)组成，所述第一径向定心压紧机构由第一轴承座(7-1)、第一轴承(7-2)、第一支承体(7-3)、第一销轴(7-4)、第一压板(7-5)、第一叉座(7-6)、第一紧固螺栓(7-7)和第一螺母(7-8)组成，第一轴承座顶面的中心部位设置有第一圆弧形面(7-1-1)，第一压板(7-5)由具有半圆形腔体的第一主板(7-5-1)和位于第一主板两侧的第一凸耳(7-5-2)构成，所述第二径向定心压紧机构(9)由第二轴承座(9-1)、第二轴承(9-2)、第二支承体(9-3)、第二销轴(9-4)、第二压板(9-5)、第二叉座(9-6)、第二紧固螺栓(9-7)和第二螺母(9-8)组成，第二轴承座顶面的中心部位设置有第二圆弧形面(9-1-1)，第二压板(9-5)由具有半圆形腔体的第二主板(9-5-1)和位于第二主板两侧的第二凸耳(9-5-2)构成；

所述第一支座(2)安装在测量台的顶面(1-2)且靠近测量台顶面的低端，第一支座的顶面平行于测量台的顶面，所述第二支座(8)安装在测量台顶面(1-2)比第一支座高的位置，第二支座的顶面平行于测量台的顶面且第二支座宽度方向的中心线与第一支座宽度方向的中心线在一条直线上，第二支座与第一支座的间距应满足测量时发动机高压涡轮盘转子组件轴向定位的要求；所述轴向定位座(5)安装在第一支座(2)顶面的低端，设置在轴向定位座侧面的轴向定位销(6)朝向第二支座(8)方向，所述第一轴承座(7-1)安装在第一支座(2)顶面的高端，第一轴承座宽度方向的中心线在测量台顶面的投影与所述轴向定位销(6)的中心线在测量台顶面的投影位于一条直线上，所述第一支承体(7-3)、第一叉座(7-6)相对于第一轴承座宽度方向的中心线对称安装在第一轴承座的两端，所述第一销轴(7-4)安装在第一支承体(7-3)上，所述第一紧固螺栓(7-7)与第一叉座(7-6)铰连，所述第一压板(7-5)一侧的第一凸耳与第一销轴(7-4)铰连、另一侧的第一凸耳上设置有与第一紧固螺栓组合的过孔，该过孔可将其所在的第一凸耳与第一紧固螺栓套连，第一螺母(7-8)与第一紧固螺栓组合，所述第一轴承(7-2)为三个，三个第一轴承分别安装在第一轴承座的第一圆弧形面(7-1-1)两侧及第一压板上；

所述第二轴承座(9-1)安装在第二支座(8)顶面，第二轴承座宽度方向的中心线在测量台顶面的投影与第一轴承座宽度方向的中心线在测量台顶面的投影位于一条直线上，所述第二支承体(9-3)、第二叉座(9-6)相对于第二轴承座宽度方向的中心线对称安装在第二轴承座的两端，所述第二销轴(9-4)安装在第二支承体(9-3)上，所述第二紧固螺栓(9-7)与第二叉座(9-6)铰连，所述第二压板(9-5)一侧的第二凸耳与第二销轴(9-4)铰连、另一侧的第二凸耳上设置有与第二紧固螺栓组合的过孔，该过孔可将其所在的第二凸耳与第二紧固螺栓套连，第二螺母(9-8)与第二紧固螺栓组合，所述第二轴承(9-2)为三个，三个第二轴承分别安装在第二轴承座的第二圆弧形面(9-1-1)两侧及第二压板上。

2.根据权利要求1发动机高压涡轮盘转子组件偏摆测量夹具，其特征在于测量台顶面(1-2)与测量台底面(1-1)之间的夹角为8°～12°。

3.根据权利要求1或2发动机高压涡轮盘转子组件偏摆测量夹具，其特征在于安装在第一压板上的第一轴承位于第一压板的对称线处，安装在第二压板上的第二轴承位于第二压板的对称线处。