CN106425401B - 一种航空涡轮冷却器整流窗的压装装置及压装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种航空涡轮冷却器整流窗的压装装置及压装方法，包括底板，底板顶端两侧均插装有立柱，立柱顶端安装有横梁，横梁中部开有螺纹孔，螺纹孔内插装有螺杆，螺杆底端为球头，通过该球头铰接有导向件，导向件包括中部的圆盘，圆盘外部均匀设有若干支臂，每个支臂中部均开有矩形槽，矩形槽内插装有压杆，导向件上方卡装有花盘，花盘包括圆形的盘体，盘体中央开有通孔，盘体上开有弧形槽，盘体边缘固接有手柄，压杆顶端伸出导向件并穿过弧形槽后经过顶部的螺母固定。本发明能解决现有航空涡轮冷却器整流窗在安装过程中所存在的密封圈易被切破、密封圈安装槽易被撕裂、受力不均匀、容易发生偏斜、安装精度低等问题。

Description

一种航空涡轮冷却器整流窗的压装装置及压装方法

技术领域

本发明涉及一种航空发动机涡轮冷却器整流窗的安装技术领域，具体涉及一种航空涡轮冷却器整流窗的压装装置及压装方法。

背景技术

整流窗是航空涡轮冷却器中的一个关键部件，其主要作用是使从发动机压气机引来的较高温度及压力的空气，在整流窗的喷嘴中膨胀加速，将空气中的热能转变成空气的动能，从整流窗流出后驱动涡轮盘对外做功，使空气的温度、压力都随之降低。如图1所示的整流窗上有由叶片组成的类似拉瓦尔管式的喷嘴，其作用关键，加工难度大，制造成本高。在以往的涡轮冷却器装配中，先将整流窗、密封圈装配件安放在涡轮罩上，再将如图2所示的压具安放在整流窗上，使用手锤敲击压具逐渐将整流窗安装于涡轮罩中。

这样操作的结果会引发下列问题：

1、由于整流窗与涡轮罩安装处径向间隙很小，端面棱角导向圆弧半径也很小，导致整流窗安装过程中，密封圈会出现如图3-4所示的切破问题；

2、受产品结构空间的限制，有的整流窗密封圈安装环槽的壁厚很小，且为强度较低的铝合金，使得整流窗安装过程中，密封圈安装槽出现如图5所示的被挤撕裂；

3、手锤敲击压具安装整流窗的方式存在着明显的缺陷，由于压具与整流窗之间无法准确定位，手锤敲击压具时，整个圆周上受力不均匀，致使整流窗轴向产生偏斜，整流窗的安装质量达不到设计规定的技术要求。

因此，必须提供一种全新结构的整流窗安装工艺，以确保整流窗安装过程中密封圈不被切破、整流窗密封圈安装环槽不被挤撕裂，确保产品装配的整体质量。

发明内容

本发明旨在提供一种航空涡轮冷却器整流窗的压装装置及压装方法，以解决现有航空涡轮冷却器整流窗在安装过程中所存在的密封圈易被切破、密封圈安装槽易被撕裂、受力不均匀、容易发生偏斜、安装精度低等问题。

本发明是通过如下技术方案予以实现的：

一种航空涡轮冷却器整流窗的压装装置，包括底板，底板顶端两侧均插装有立柱，立柱顶端通过螺栓安装有横梁，所述横梁中部开有螺纹孔，螺纹孔内插装有螺杆A，螺杆A底端为球头，通过该球头铰接有导向件，导向件包括中部的圆盘，圆盘外部均匀设有若干支臂，每个支臂中部均开有矩形槽，矩形槽内插装有压杆，导向件上方卡装有花盘，花盘包括圆形的盘体，盘体中央开有通孔，盘体上开有数量与支臂相同且呈螺旋布置的弧形槽，盘体边缘固接有两根对称布置的手柄A，压杆顶端伸出导向件并穿过弧形槽后经过顶部的螺母A固定。

所述螺杆A顶端通过螺钉A安装有手柄B，所述立柱上通过螺纹安装有横置朝内的螺杆B，螺杆B与所述导向件上的支臂相匹配，所述底板顶端中部还固接有支座，支座顶端面安装有橡胶垫。

还包括与需压杆相匹配的导向机构，该导向机构整体为中空圆形，内圈顶部为喇叭口A，喇叭口A下方为R型面A，R型面A下方为内孔A，内孔A背面为外圆。

上述航空涡轮冷却器整流窗的压装装置的压装方法包括以下步骤：

(a)根据整流窗A和涡轮罩A的图号选择对应的导向机构，并检查导向机构与密封圈A将要接触的型面有无损伤；

(b)转动手柄B，将导向件调整到合适位置，拧进螺杆B使其与导向件的高度一致挡住导向件；

(c)拧松压杆上的螺母A，根据整流窗A的尺寸调节压杆的径向位置，使得导向机构可以套在所有压杆上，并使压杆与导向机构的内孔A孔壁贴合，拧紧压杆上的螺母A；

(d)退出螺杆B，使其与导向件脱离；

(e)将整流窗A和密封圈A装配件安放在导向机构中，将导向机构安放在涡轮罩A上；

(f)将涡轮罩A和整流窗A以及导向机构组装件安放在支座上，转动手柄B，将压杆对准整流窗A；

(g)转动手柄B，将整流窗A压入导向机构中，并经过导向机构将整流窗A和密封圈A装配安装在涡轮罩A内，使整流窗A与涡轮罩A端面贴合；

(h)转动手柄手柄B，使压杆离开整流窗A端面并高于导向机构，从支座上取下涡轮罩A和整流窗A的装配件，将导向机构从涡轮罩A上取下即可。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明提供的航空涡轮冷却器整流窗的压装装置及压装方法具有以下优点：

1.导向机构的使用，确保了整流窗安装过程中密封圈不被切破、整流窗的密封圈安装槽处不被挤撕裂，因而具有良好的科学性、可行性、实用性。

2.压装装置的使用，使得整流窗安装过程中受力均匀，移动平稳，相对于涡轮罩内孔不发生偏斜，确保了整流窗的安装质量。

3.压装装置压杆的外包容直径，可以根据导向机构的内孔亦即整流窗的外径大小进行调节，适用于多种型号涡轮整流窗的安装需求，减少了工装的投入。

附图说明

图1是涡轮冷却器整流窗A结构示意图；

图2是原有涡轮冷却器涡轮罩：整流窗安装示意图；

图3是整流窗安装中初始状态下密封圈开始被挤切示意图；

图4是整流窗安装中就位状态下密封圈被挤部分被切掉示意图；

图5是整流窗安装中准就位状态下安装槽被挤撕裂示意图；

图6是本发明的结构示意图；

图7是图6的俯视图；

图8是本发明中导向机构的结构示意图；

图9是本发明中花盘的结构示意图；

图10是本发明中导向件的结构示意图；

图11是本发明实施例2中涡轮冷却器整流窗B的结构图；

图12是本发明实施例2中涡轮冷却器整流窗B安装结构图；

图13是本发明实施例2中导向机构B结构示意图；

图14是本发明实施例2中导向器B结构示意图；

图15是本发明实施例3中涡轮冷却器整流窗C结构示意图；

图16是本发明实施例3中涡轮冷却器整流窗C安装结构图；

图17是本发明实施例3中导向机构C结构示意图；

图18是本发明实施例3中导向器C结构示意图；；

图19是图18的A-A剖视图；

图20本发明实施例3中定位块结构示意图；

图21是实施例整流窗安装中初始状态下密封圈顺利变形示意图；

图22是实施例整流窗安装中就位状态下密封圈完好无损示意图。

图中：1：压具，2：底板，3：支座，4：橡胶垫，5：立柱，6：导向机构，6-1：R型面A，6-2：喇叭口A，6-3：内孔A，6-4：外圆，7：压杆，8：导向件，8-1：圆盘，8-2：支臂，8-3：矩形槽，9：花盘，9-1：盘体，9-2：通孔，9-3：弧形槽，10：螺母A，11：手柄A，12：挡块，13：螺杆A，14：横梁，15：手柄B，16：螺钉A，17：螺栓，18：螺杆B，19：密封圈A，20：整流窗A，21：涡轮罩A，21-1：内孔B，21-2：内孔C，22：密封圈B，23：整流窗B，24：涡轮罩B，24-1：内孔D，24-2：螺纹孔A，25：定位件B，26：导向器B，26-1：R型面B，26-2：喇叭口B，26-3：内孔E，26-4：螺钉过孔A，27：螺钉B，28：密封圈C，29：整流窗C，30：涡轮罩C，30-1：内孔F，30-2：螺纹孔B，31：定位件C，32：导向器C，32-1：R型面C，32-2：喇叭口C，32-3：内孔G，32-4：螺钉过孔B，33：螺钉C，34：定位块，35：定位螺钉，36：螺母B，37：定位螺桩，38：螺母C，39：定位销。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明，但所要求的保护范围并不局限于所述；

如图6-10所示，本发明提供的航空涡轮冷却器整流窗的压装装置，包括底板2，底板2顶端两侧均插装有立柱5，立柱5顶端通过螺栓17安装有横梁14，所述横梁14中部开有螺纹孔，螺纹孔内插装有螺杆A13，螺杆A13底端为球头，通过该球头铰接有导向件8，导向件8包括中部的圆盘8-1，圆盘8-1外部均匀设有若干支臂8-2，每个支臂8-2中部均开有矩形槽8-3，矩形槽8-3内插装有压杆7，导向件8上方卡装有花盘9，花盘9包括圆形的盘体9-1，盘体9-1中央开有通孔9-2，盘体9-1上开有数量与支臂8-2相同且呈螺旋布置的弧形槽9-3，盘体9-1边缘固接有两根对称布置的手柄A11，压杆7顶端伸出导向件8并穿过弧形槽9-3后经过顶部的螺母A10固定。

所述螺杆A13顶端通过螺钉A16安装有手柄B15，所述立柱5上通过螺纹安装有横置朝内的螺杆B18，螺杆B18与所述导向件8上的支臂8-2相匹配，所述底板2顶端中部还固接有支座3，支座3顶端面安装有橡胶垫4。

还包括与需压杆7相匹配的导向机构6，该导向机构6整体为中空圆形，内圈顶部为喇叭口A6-2，喇叭口A6-2下方为R型面A6-1，R型面A6-1下方为内孔A6-3，内孔A6-3背面为外圆6-4。

实施例1：需要装配如图1-2所示的整流窗A20时

根据整流窗A20和涡轮罩A21的图号选择对应的导向机构6，并检查导向机构6与密封圈A19将要接触的型面有无损伤；转动手柄B15，将导向件8调整到合适位置，拧进螺杆B18使其与导向件8的高度一致挡住导向件8；拧松压杆7上的螺母A10，根据整流窗A20的尺寸调节压杆7的径向位置，使得导向机构6可以套在所有压杆7上，并使压杆7与导向机构6的内孔A6-4孔壁贴合，拧紧压杆7上的螺母A10；退出螺杆B18，使其与导向件8脱离；将整流窗A20和密封圈A19装配件安放在导向机构6中，将导向机构6安放在涡轮罩A21上；将涡轮罩A21和整流窗A20以及导向机构6组装件安放在支座3上，转动手柄B15，将压杆7对准整流窗A20；转动手柄B15，将整流窗A20压入导向机构6中，并经过导向机构6将整流窗A20和密封圈A19装配安装在涡轮罩A21内，使整流窗A20与涡轮罩A21端面贴合；转动手柄手柄B15，使压杆7离开整流窗A20端面并高于导向机构6，从支座3上取下涡轮罩A21和整流窗A20的装配件，将导向机构6从涡轮罩A21上取下即可。

实施例2：需要装配如图11-12所示的整流窗B23时

(1)整流窗B23上的喷嘴为沿圆周全开式(图11)，故其与涡轮罩B24安装(图12)时无角向定位要求；

(2)涡轮罩B24有一个安装整流窗B23的24-1内孔，另有一组与24-1内孔轴线位置相关的24-2螺纹孔，提供了导向机构B(图13)的定位基准。

(3)导向机构B(图13)由定位件B25、导向器B26、螺钉27组成，导向器B26取圆锥面26-2喇叭口的角度为30°、26-1R型面的半径为密封圈22横截面直径φ2.5的4倍为R10，26-3内孔与涡轮罩B24上安装整流窗B23的24-1内孔尺寸、精度相一致，一组26-4螺钉过孔与涡轮罩B24上一组24-2螺纹孔的尺寸、精度相一致。

整流窗B23安装的操作步骤如下：

转动手柄15，将导向件8调整到合适位置，拧进螺杆18使其与导向件8的位置相当，并能挡住导向件8的转动。拧松压杆7上的螺母10，拨动手柄11带动花盘9旋转，根据整流窗B23的尺寸调节压杆7的径向位置，使得导向器B26可以套在四个压杆7上，并使四个压杆7与导向器B26的26-3内孔壁贴合。拧紧压杆7上的螺母10，导向器B26可在四个压杆7上滑动。退出螺杆18，使其与导向件8脱开，不再影响导向件8上下移动，按照图13，将导向机构B安装在涡轮罩B24上，使定位件B25进入到涡轮罩B24的24-1内孔中，并达到端面合，安装上螺钉27并将其拧紧，将定位件B25从涡轮罩B24的24-1内孔中取出；将整流窗B23、密封圈B22装配件安放在导向器B26中。将涡轮罩B24、整流窗B23、导向器B26组装件安放在支座3上，转动手柄15，将压杆7对准整流窗B23。慢慢转动手柄15，渐渐将整流窗B23压入导向器B26，并经过导向器B26，将整流窗B23、密封圈B22装配件安装在涡轮罩B24内，使得整流窗B23与涡轮罩B24端面贴合。转动手柄15，使压杆7离开整流窗B23端面并高于导向器B26，从支座3上取下涡轮罩B24、整流窗B23装配件，将导向器B26从涡轮罩B24上取下来。

实施例三：

需要装配如图15-16所示的整流窗C30时：

(1)整流窗C29上的喷嘴为沿圆周部分开式(图15)，故其与涡轮罩C30安装时有角向定位要求；

(2)涡轮罩C30有一个安装整流窗C29的30-1内孔，另有一组与30-1内孔轴线位置相关的30-2螺纹孔，提供了导向机构C(图17)的定位基准。

(3)导向机构C由定位件C31、导向器C32、螺钉33、定位块34、定位螺钉35、螺母36、定位螺桩37、螺母38、定位销39组成，导向器C32取圆锥面32-2喇叭口的角度为30°、32-1，R型面的半径为密封圈28横截面直径φ2的5倍为R10，32-3内孔与涡轮罩C30上安装整流窗C29的30-1内孔尺寸、精度相一致，一组32-4螺钉过孔与涡轮罩C30上一组30-2螺纹孔的尺寸、精度相一致。

整流窗C29安装的操作步骤如下：

转动手柄15，将导向件8调整到合适位置，拧进螺杆18使其与导向件8的位置相当，并能挡住导向件8的转动。拧松压杆7上的螺母10，拨动手柄11带动花盘9旋转，根据整流窗C29的尺寸调节压杆7的径向位置，使得导向器C32可以套在四个压杆7上，并使四个压杆7与导向器C32的32-3内孔壁贴合。拧紧压杆7上的螺母10，导向器C32可在四个压杆7上滑动。退出螺杆18，使其与导向件8脱开，不再影响导向件8上下移动。按照图17，将导向机构C安装在涡轮罩C30上，使定位件C31进入到涡轮罩C30的30-1内孔中，并达到端面合，安装上螺钉33并将其拧紧；拧松螺母38，将定位块34从定位螺桩37、定位销39上取出下，将定位件C31从涡轮罩C30的30-1内孔中取出；将整流窗C29、密封圈C28装配件安放在导向器C32中，将定位块34安装在定位螺桩37、定位销39上，调整整流窗C29的角向位置，使定位螺钉35的销子端进入到整流窗C29销子孔中，拧紧螺母38，以实现整流窗C29部分开式喷嘴(图12)与涡轮罩C30进气部位的角向定位。将涡轮罩C30、整流窗C29、导向器C32组装件安放在支座3上，转动手柄15，将压杆7对准整流窗C29。慢慢转动手柄15，渐渐将整流窗C29压入导向器C32，并经过导向器C32，将整流窗C29、密封圈C20装配件安装在涡轮罩C30内，使得整流窗C29与涡轮罩C30端面贴合。转动手柄15，使压杆7离开整流窗C29端面并高于导向器C32，从支座3上取下涡轮罩C30、整流窗C29装配件，将导向器C32从涡轮罩C30上取下来。

经过几个类型涡轮整流窗的安装实施表明：

1：类似导向机构6中6-2喇叭口角度为30°：6-1R型面半径为密封圈19横截面直径的4～5倍R10的合理选择是顺利安装整流窗的关键，当密封圈19随整流窗20作轴向移动时，此种型面大大地减小了轴向施加在密封圈19上挤切力，大大地增加了径向施加在密封圈19上压缩力，缓慢地从径向迫使密封圈19的圆形横截面按照整流窗20的环槽矩形横截面变形为椭圆横截面，从而能顺利地进入到涡轮罩21的内孔之中，最终达到整流窗20与涡轮罩21端面完全贴合，并且密封圈19：整流窗20均完好无损，确保了整流窗20的安装质量，导向机构和压装装置(图3)两部份之间达到了完美的配合。

2：对于不同结构的整流窗与涡轮罩的安装，必须选择结构合适的导向机构(图8、图14、图18、图19)，才能确保整流窗的安装位置：安装质量符合设计规定的技术要求。

3：航空涡轮冷却器整流窗安装装置的结构、工作原理、操作方法并不复杂，操作者只要经过短时间的培训便能理解并用于整流窗的实际安装，再也不用担心安装过程中出现密封圈被切破、整流窗的密封圈安装槽处被挤撕裂的质量损失了。

Claims (3)

1.一种航空涡轮冷却器整流窗的压装装置，包括底板(2)，底板(2)顶端两侧均插装有立柱(5)，立柱(5)顶端通过螺栓(17)安装有横梁(14)，其特征在于：所述横梁(14)中部开有螺纹孔，螺纹孔内插装有螺杆A(13)，螺杆A(13)底端为球头，通过该球头铰接有导向件(8)，导向件(8)包括中部的圆盘(8-1)，圆盘(8-1)外部均匀设有若干支臂(8-2)，每个支臂(8-2)中部均开有矩形槽(8-3)，矩形槽(8-3)内插装有压杆(7)，导向件(8)上方卡装有花盘(9)，花盘(9)包括圆形的盘体(9-1)，盘体(9-1)中央开有通孔(9-2)，盘体(9-1)上开有数量与支臂(8-2)相同且呈螺旋布置的弧形槽(9-3)，盘体(9-1)边缘固接有两根对称布置的手柄A(11)，压杆(7)顶端伸出导向件(8)并穿过弧形槽(9-3)后经过顶部的螺母A(10)固定；

还包括与压杆(7)相匹配的导向机构(6)，该导向机构(6)整体为中空圆形，内圈顶部为喇叭口A(6-2)，喇叭口A(6-2)下方为R型面A(6-1)，R型面A(6-1)下方为内孔A(6-3)，内孔A(6-3)背面为外圆(6-4)。

2.根据权利要求1所述的航空涡轮冷却器整流窗的压装装置，其特征在于：所述螺杆A(13)顶端通过螺钉A(16)安装有手柄B(15)，所述立柱(5)上通过螺纹安装有横置朝内的螺杆B(18)，螺杆B(18)与所述导向件(8)上的支臂(8-2)相匹配，所述底板(2)顶端中部还固接有支座(3)，支座(3)顶端面安装有橡胶垫(4)。

3.一种如权利要求1-2任一项所述的航空涡轮冷却器整流窗的压装装置的压装方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

(a)根据整流窗A(20)和涡轮罩A(21)的图号选择对应的导向机构(6)，并检查导向机构(6)与密封圈A(19)将要接触的型面有无损伤；

(b)转动手柄B(15)，将导向件(8)调整到合适位置，拧进螺杆B(18)使其与导向件(8)的高度一致挡住导向件(8)；

(c)拧松压杆(7)上的螺母A(10)，根据整流窗A(20)的尺寸调节压杆(7)的径向位置，使得导向机构(6)可以套在所有压杆(7)上，并使压杆(7)与导向机构(6)的内孔A(6-3)孔壁贴合，拧紧压杆(7)上的螺母A(10)；

(d)退出螺杆B(18)，使其与导向件(8)脱离；

(e)将整流窗A(20)和密封圈A(19)装配件安放在导向机构(6)中，将导向机构(6)安放在涡轮罩A(21)上；

(f)将涡轮罩A(21)和整流窗A(20)以及导向机构(6)组装件安放在支座(3)上，转动手柄B(15)，将压杆(7)对准整流窗A(20)；

(g)转动手柄B(15)，将整流窗A(20)压入导向机构(6)中，并经过导向机构(6)将整流窗A(20)和密封圈A(19)装配安装在涡轮罩A(21)内，使整流窗A(20)与涡轮罩A(21)端面贴合；

(h)转动手柄B(15)，使压杆(7)离开整流窗A(20)端面并高于导向机构(6)，从支座(3)上取下涡轮罩A(21)和整流窗A(20)的装配件，将导向机构(6)从涡轮罩A(21)上取下即可。