CN107131008B - 用于带减振片的涡轮转子的上模机构、装配机构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于带减振片的涡轮转子的上模机构、装配机构及方法。用于带减振片的涡轮转子装配的上模机构，包括用于形成底部支撑的底模支座以及用于形成径向支撑的内芯支座，底模支座与内芯支座之间通过嵌套相互固定定位，内芯支座的侧壁面上设有多个用于涡轮转子叶片榫齿沿竖向插接装配并通过在约束范围内活动以将减振片装配至相邻涡轮转子叶片之间的活动工艺榫槽单元；多个活动工艺榫槽单元沿内芯支座的周向紧靠排布，且活动工艺榫槽单元与涡轮转子叶片一一对应布设；活动工艺榫槽单元的周向尺寸与涡轮转子叶片的周向尺寸相匹配，以使装配后的涡轮转子叶片沿内芯支座周向紧靠排布。方便预装结构的整体转移，提高涡轮转子的装配效率。

Description

用于带减振片的涡轮转子的上模机构、装配机构及方法

技术领域

本发明涉及航空发动机装配技术领域，特别地，涉及一种用于带减振片的涡轮转子装配的上模机构。此外，本发明还涉及一种包括上述用于带减振片的涡轮转子装配的上模机构的装配机构。此外，本发明还涉及一种包括上述用于带减振片的涡轮转子装配的上模机构和装配机构的装配方法。

背景技术

航空发动机中，存在一种带减振片的涡轮转子，以消减振动对涡轮转子造成的破坏。带减振片涡轮转子的结构，主要由叶片、涡轮盘、减振片组成，叶片与涡轮盘通过榫头连接，减振片安装在相邻叶片缘板之间的凸台内。由于减振片安装在相邻叶片缘板间的凸台内，使得相邻两片叶片形成“互锁”关系，在装配过程中，如将一片叶片和减震片安装到位后再安装另一片叶片，则减振动片无法插入另一片的安装凸台中，叶片无法安装到位。

带减振片的涡轮转子现有装配方法如下：首先将整盘叶片和减震片同时装入涡轮盘榫槽的入口处，然后压第一片叶片使之与相邻叶片的减振片接触，随后用同样的方式逐一的将整盘叶片压至同一位置，然后又从第一片叶片开始，向下压叶片直至与相邻叶片的减振片接触，由于叶片每次下压的行程有限，按上述方法需反复循环6～7次，才能将叶片安装到位。现有装配方法装配过程耗时长，且装配过程中容易将减振片压伤，影响转子装配质量。

发明内容

本发明提供了一种用于带减振片的涡轮转子的上模机构、装配机构及方法，以解决现有带减振片的涡轮转子装配方法，装配过程耗时长；装配过程中容易将减振片压伤而影响到转子装配质量的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种用于带减振片的涡轮转子装配的上模机构，包括用于形成底部支撑的底模支座以及用于形成径向支撑的内芯支座，底模支座与内芯支座之间通过嵌套相互固定定位，内芯支座的侧壁面上设有多个用于涡轮转子叶片榫齿沿竖向插接装配并通过在约束范围内活动以将减振片装配至相邻涡轮转子叶片之间的活动工艺榫槽单元；多个活动工艺榫槽单元沿内芯支座的周向紧靠排布，且活动工艺榫槽单元与涡轮转子叶片一一对应布设；活动工艺榫槽单元的周向尺寸与涡轮转子叶片的周向尺寸相匹配，以使装配后的涡轮转子叶片沿内芯支座周向紧靠排布。

进一步地，涡轮转子叶片与活动工艺榫槽单元的连接装配部位均通过底模支座从底部形成整体底部环形支撑。

进一步地，活动工艺榫槽单元与内芯支座侧壁面之间采用活动插接、活动楔合连接、活动套接、活动卡接、活动螺栓连接中的至少一种；所有活动工艺榫槽单元的上端面和/或下端面采用套设的弹性环箍以进行单个活动工艺榫槽单元周向和径向的活动约束。

根据本发明的另一方面，还提供了一种用于带减振片的涡轮转子的装配机构，其采用上述用于带减振片的涡轮转子装配的上模机构的内芯支座以及装配有涡轮转子叶片和减振片的活动工艺榫槽单元，包括用于从底部支撑和固定定位涡轮盘的涡轮盘固定支座以及用于从活动工艺榫槽单元上部同时向所有涡轮转子叶片施加向下压力以迫使上模机构上带减振片的涡轮转子叶片同时转移至涡轮盘上的施力机构。

进一步地，施力机构包括用于均匀向下施力的施力部以及处于施力部底部用于将施力部施加的外力传递至涡轮转子叶片的榫齿部位的胶木棒；胶木棒与涡轮转子叶片上下一一对应布设，以使施力部传动的下压力均匀传递至每一对应的涡轮转子叶片。

进一步地，内芯支座上部还设有用于施力部竖向移动导向的导向柱，施力部滑动套设于导向柱上。

进一步地，胶木棒的运动轨迹与涡轮盘上的涡轮转子叶片的上表面接触，以使得涡轮转子叶片的榫齿在胶木棒传递的作用力下刚好装配至涡轮盘的榫齿槽内；或者胶木棒的运动轨迹伸入至涡轮盘的榫齿槽内，以平衡胶木棒的弹性形变和/或涡轮转子叶片的弹性形变，从而迫使涡轮转子叶片的榫齿在胶木棒传递的作用力下刚好装配至涡轮盘的榫齿槽内。

进一步地，内芯支座底部和/或活动工艺榫槽单元底部设有用于活动工艺榫槽单元的榫齿槽与涡轮盘的榫齿槽上下对正贯通的对位件。

进一步地，涡轮盘固定支座从底部整体环形支撑于涡轮盘的所有榫齿槽部位。

根据本发明的另一方面，还提供了一种带减振片的涡轮转子的装配方法，其采用上述用于带减振片的涡轮转子装配的上模机构，以及采用上述用于带减振片的涡轮转子的装配机构，包括以下步骤：a、按照涡轮盘的榫齿槽尺寸加工与涡轮转子叶片数量相同的独立的活动工艺榫槽单元；b、将活动工艺榫槽单元沿圆周方向通过分设于上下端的两件O型密封圈箍紧于内芯支座上，利用O型密封圈的弹性形变限制各个活动工艺榫槽单元的活动范围；c、依次装配涡轮转子叶片，同时利用活动工艺榫槽单元的活动量依次装配减振片；d、拆除底模支座，将涡轮盘支靠在内芯支座，并使涡轮盘的榫齿槽与内芯支座上各个活动工艺榫槽单元的榫齿槽上下一一对正；e、在内芯支座上装配施力部，并使胶木棒一一对应接触在涡轮叶片的榫齿上表面；f、均匀施压迫使各个活动工艺榫槽单元内的涡轮转子叶片同时压入涡轮盘的榫齿槽内；g、拆模获得带减振片的涡轮转子。

本发明具有以下有益效果：

本发明用于带减振片的涡轮转子装配的上模机构，是涡轮转子装配的过渡模具，用于将涡轮转子叶片以及振动片进行预装，且方便振动片与涡轮转子叶片的依次装配；预装后的带振动片的涡轮转子叶片组通过整体转移的方式移动至涡轮盘上，从而轻松完成带振动片的涡轮转子的转配。采用底模支座作为底部整体结构支撑，以及作为涡轮转子叶片装配的底部支撑，保证涡轮转子叶片的整体装配到位；采用内芯支座作为径向的结构支撑，并模拟涡轮转子的外形结构，以方便预装后的带振动片涡轮转子叶片组的整体转移；采用活动工艺榫槽单元，通过活动工艺榫槽单元相对于内芯支座的径向和周向的可活动性，以方便振动片的装配。整个结构简单，振动片安装方便，避免结构互锁造成的装配阻碍；通过模拟涡轮盘的结构外形预装带减振片的涡轮转子叶片组，以方便预装结构的整体转移，提高涡轮转子的装配效率，同时降低装配时对振动片的破坏几率。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的用于带减振片的涡轮转子装配的上模机构的结构示意图；

图2是本发明优选实施例的用于带减振片的涡轮转子的装配机构的结构示意图。

图例说明：

1、底模支座；2、内芯支座；201、导向柱；3、活动工艺榫槽单元；4、涡轮转子叶片；5、弹性环箍；6、涡轮盘固定支座；7、施力机构；701、施力部；702、胶木棒；8、涡轮盘。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1是本发明优选实施例的用于带减振片的涡轮转子装配的上模机构的结构示意图；图2是本发明优选实施例的用于带减振片的涡轮转子的装配机构的结构示意图。

如图1所示，本实施例的用于带减振片的涡轮转子装配的上模机构，包括用于形成底部支撑的底模支座1以及用于形成径向支撑的内芯支座2，底模支座1与内芯支座2之间通过嵌套相互固定定位，内芯支座2的侧壁面上设有多个用于涡轮转子叶片4榫齿沿竖向插接装配并通过在约束范围内活动以将减振片装配至相邻涡轮转子叶片4之间的活动工艺榫槽单元3；多个活动工艺榫槽单元3沿内芯支座2的周向紧靠排布，且活动工艺榫槽单元3与涡轮转子叶片4一一对应布设；活动工艺榫槽单元3的周向尺寸与涡轮转子叶片4的周向尺寸相匹配，以使装配后的涡轮转子叶片4沿内芯支座2周向紧靠排布。本发明用于带减振片的涡轮转子装配的上模机构，是涡轮转子装配的过渡模具，用于将涡轮转子叶片4以及振动片进行预装，且方便振动片与涡轮转子叶片4的依次装配；预装后的带振动片的涡轮转子叶片4组通过整体转移的方式移动至涡轮盘8上，从而轻松完成带振动片的涡轮转子的转配。采用底模支座1作为底部整体结构支撑，以及作为涡轮转子叶片4装配的底部支撑，保证涡轮转子叶片4的整体装配到位；采用内芯支座2作为径向的结构支撑，并模拟涡轮转子的外形结构，以方便预装后的带振动片涡轮转子叶片4组的整体转移；采用活动工艺榫槽单元3，通过活动工艺榫槽单元3相对于内芯支座2的径向和周向的可活动性，以方便振动片的装配。整个结构简单，振动片安装方便，避免结构互锁造成的装配阻碍；通过模拟涡轮盘8的结构外形预装带减振片的涡轮转子叶片4组，以方便预装结构的整体转移，提高涡轮转子的装配效率，同时降低装配时对振动片的破坏几率。

如图1所示，本实施例中，涡轮转子叶片4与活动工艺榫槽单元3的连接装配部位均通过底模支座1从底部形成整体底部环形支撑。保证整个结构的整体稳定性，方便涡轮转子叶片4装配到位。

如图1所示，本实施例中，活动工艺榫槽单元3与内芯支座2侧壁面之间采用活动插接、活动楔合连接、活动套接、活动卡接、活动螺栓连接中的至少一种。采用不同的连接结构方式，以方便振动片和涡轮转子叶片4的依次装配，减少装配阻碍，适应于不同结构形态的涡轮转子叶片4的预装。所有活动工艺榫槽单元3的上端面和/或下端面采用套设的弹性环箍5以进行单个活动工艺榫槽单元3周向和径向的活动约束。以形成对所有活动工艺榫槽单元3的整体活动限制，方便单个活动工艺榫槽单元3相对于所有活动工艺榫槽单元3具有一定的活动范围，在方便振动片装配的同时防止活动工艺榫槽单元3脱出，保证振动片和涡轮叶片转子4装配的有序进行以及顺利完成。

如图2所示，本实施例的用于带减振片的涡轮转子的装配机构，采用上述用于带减振片的涡轮转子装配的上模机构的内芯支座2以及装配有涡轮转子叶片4和减振片的活动工艺榫槽单元3，包括用于从底部支撑和固定定位涡轮盘8的涡轮盘固定支座6以及用于从活动工艺榫槽单元3上部同时向所有涡轮转子叶片4施加向下压力以迫使上模机构上带减振片的涡轮转子叶片4同时转移至涡轮盘8上的施力机构7。振动片和涡轮转子叶片4在用于带减振片的涡轮转子装配的上模机构上进行预装以后，在涡轮盘固定支座6上固定涡轮盘8，将预装件与内芯支座2、活动工艺榫槽单元3整体转移至涡轮盘8上，并使活动工艺榫槽单元3的榫齿槽与涡轮盘8的榫齿槽上下一一对正，利用涡轮盘固定支座6底部支撑；在上部装配施力机构7，并使施力机构7同时分别接触预装件的所有涡轮转子叶片4的榫齿，通过施力机构7施加向下压力，以迫使所有的涡轮转子叶片4同时向涡轮盘8转移，从而一次性完成涡轮转子的装配，同时由于采用静压力转移，能够减少对涡轮转子叶片4以及振动片的破坏，提高装配效率。

如图2所示，本实施例中，施力机构7包括用于均匀向下施力的施力部701以及处于施力部701底部用于将施力部701施加的外力传递至涡轮转子叶片4的榫齿部位的胶木棒702。采用施力部701形成整体向下的施压；通过胶木棒702与涡轮转子叶片4的榫齿接触，并形成对涡轮转子叶片4的榫齿的静压力，使得所有的涡轮转子叶片4进行整体转移；胶木棒702能够很好的缓冲上部施加的压力，减小冲击力以及应力集中现象，并使压力均匀向下传递，减少施加的下压力对振动片的破坏作用。胶木棒702与涡轮转子叶片4上下一一对应布设，以使施力部701传动的下压力均匀传递至每一对应的涡轮转子叶片4。

如图2所示，本实施例中，内芯支座2上部还设有用于施力部701竖向移动导向的导向柱201，施力部701滑动套设于导向柱201上。利用导向柱201形成竖向导向，以方便施加外力、传递下压力，防止结构失稳，防止产生偏转力。

如图2所示，本实施例中，胶木棒702的运动轨迹与涡轮盘8上的涡轮转子叶片4的上表面接触，以使得涡轮转子叶片4的榫齿在胶木棒702传递的作用力下刚好装配至涡轮盘8的榫齿槽内；或者胶木棒702的运动轨迹伸入至涡轮盘8的榫齿槽内，以平衡胶木棒702的弹性形变和/或涡轮转子叶片4的弹性形变，从而迫使涡轮转子叶片4的榫齿在胶木棒702传递的作用力下刚好装配至涡轮盘8的榫齿槽内。

如图2所示，本实施例中，内芯支座2底部和/或活动工艺榫槽单元3底部设有用于活动工艺榫槽单元3的榫齿槽与涡轮盘8的榫齿槽上下对正贯通的对位件。以保证活动工艺榫槽单元3的榫齿槽与涡轮盘8的榫齿槽快速对正，从而提高涡轮转子的装配效率。

如图2所示，本实施例中，涡轮盘固定支座6从底部整体环形支撑于涡轮盘8的所有榫齿槽部位。保证整个结构的整体稳定性，方便涡轮转子叶片4装配到位。

如图1和图2所示，本实施例的带减振片的涡轮转子的装配方法，采用上述用于带减振片的涡轮转子装配的上模机构，以及采用上述用于带减振片的涡轮转子的装配机构，包括以下步骤：a、按照涡轮盘8的榫齿槽尺寸加工与涡轮转子叶片4数量相同的独立的活动工艺榫槽单元3；b、将活动工艺榫槽单元3沿圆周方向通过分设于上下端的两件O型密封圈箍紧于内芯支座2上，利用O型密封圈的弹性形变限制各个活动工艺榫槽单元3的活动范围；c、依次装配涡轮转子叶片4，同时利用活动工艺榫槽单元3的活动量依次装配减振片；d、拆除底模支座1，将涡轮盘8支靠在内芯支座2，并使涡轮盘8的榫齿槽与内芯支座2上各个活动工艺榫槽单元3的榫齿槽上下一一对正；e、在内芯支座2上装配施力部701，并使胶木棒702一一对应接触在涡轮叶片的榫齿上表面；f、均匀施压迫使各个活动工艺榫槽单元3内的涡轮转子叶片4同时压入涡轮盘8的榫齿槽内；g、拆模获得带减振片的涡轮转子。

实施时，具体操作步骤如下：首先按涡轮盘8的榫槽尺寸加工与涡轮转子叶片4数量相同的独立的活动工艺榫槽单元3，然后将活动工艺榫槽单元3沿圆周方向通过两件O型密封圈(弹性环箍5)箍紧在内芯支座2上，由于O型密封圈(弹性环箍5)存在弹性，且活动工艺榫槽单元3又是相互独立的，每个活动工艺榫槽单元3沿周向和径向均有活动量，故可自如的将整盘叶片和减振片安装到各个活动工艺榫槽单元3，并用底模支座1支靠涡轮转子叶片4。将涡轮盘8支靠在涡轮盘固定支座6上，然后将已安装好叶片和减振片的活动工艺榫槽单元3一起安装到涡轮盘8上，使每片涡轮转子叶片4的榫齿和涡轮盘8的榫齿槽对齐。将施力机构7安装于内芯支座2上，使施力机构7上胶木棒702对齐每片涡轮转子叶片4的榫齿端面，最后利用施力机构7将整盘涡轮转子叶片4同时压入涡轮盘8的榫齿槽内。利用工装将相互之间存在“互锁”的关系的叶片一次性装入涡轮盘8中，极大的提高了工作效率，保证了装配质量。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于带减振片的涡轮转子装配的上模机构，包括用于形成底部支撑的底模支座(1)以及用于形成径向支撑的内芯支座(2)，

所述底模支座(1)与所述内芯支座(2)之间通过嵌套相互固定定位，

其特征在于，

所述内芯支座(2)的侧壁面上设有多个用于涡轮转子叶片(4)榫齿沿竖向插接装配并通过在约束范围内活动以将减振片装配至相邻所述涡轮转子叶片(4)之间的活动工艺榫槽单元(3)；

多个所述活动工艺榫槽单元(3)沿所述内芯支座(2)的周向紧靠排布，且所述活动工艺榫槽单元(3)与所述涡轮转子叶片(4)一一对应布设；

所述活动工艺榫槽单元(3)的周向尺寸与所述涡轮转子叶片(4)的周向尺寸相匹配，以使装配后的所述涡轮转子叶片(4)沿所述内芯支座(2)周向紧靠排布。

2.权利要求1所述的用于带减振片的涡轮转子装配的上模机构，其特征在于，

所述涡轮转子叶片(4)与所述活动工艺榫槽单元(3)的连接装配部位均通过所述底模支座(1)从底部形成整体底部环形支撑。

3.权利要求1所述的用于带减振片的涡轮转子装配的上模机构，其特征在于，

所述活动工艺榫槽单元(3)与所述内芯支座(2)侧壁面之间采用活动插接、活动楔合连接、活动套接、活动卡接、活动螺栓连接中的至少一种；

所有所述活动工艺榫槽单元(3)的上端面和/或下端面采用套设的弹性环箍(5)以进行单个所述活动工艺榫槽单元(3)周向和径向的活动约束。

4.一种用于带减振片的涡轮转子的装配机构，采用权利要求1至3中任一项所述的上模机构的内芯支座(2)以及装配有涡轮转子叶片(4)和减振片的活动工艺榫槽单元(3)，

其特征在于，

包括用于从底部支撑和固定定位涡轮盘(8)的涡轮盘固定支座(6)以及用于从活动工艺榫槽单元(3)上部同时向所有涡轮转子叶片(4)施加向下压力以迫使上模机构上带减振片的涡轮转子叶片(4)同时转移至涡轮盘(8)上的施力机构(7)。

5.根据权利要求4所述的用于带减振片的涡轮转子的装配机构，其特征在于，

所述施力机构(7)包括用于均匀向下施力的施力部(701)以及处于所述施力部(701)底部用于将所述施力部(701)施加的外力传递至所述涡轮转子叶片(4)的榫齿部位的胶木棒(702)；

所述胶木棒(702)与所述涡轮转子叶片(4)上下一一对应布设，以使所述施力部(701)传动的下压力均匀传递至每一对应的所述涡轮转子叶片(4)。

6.根据权利要求5所述的用于带减振片的涡轮转子的装配机构，其特征在于，

所述内芯支座(2)上部还设有用于所述施力部(701)竖向移动导向的导向柱(201)，

所述施力部(701)滑动套设于所述导向柱(201)上。

7.根据权利要求6所述的用于带减振片的涡轮转子的装配机构，其特征在于，

所述胶木棒(702)的运动轨迹与所述涡轮盘(8)上的所述涡轮转子叶片(4)的上表面接触，以使得所述涡轮转子叶片(4)的榫齿在所述胶木棒(702)传递的作用力下刚好装配至所述涡轮盘(8)的榫齿槽内；或者

所述胶木棒(702)的运动轨迹伸入至所述涡轮盘(8)的榫齿槽内，以平衡所述胶木棒(702)的弹性形变和/或所述涡轮转子叶片(4)的弹性形变，从而迫使所述涡轮转子叶片(4)的榫齿在所述胶木棒(702)传递的作用力下刚好装配至所述涡轮盘(8)的榫齿槽内。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的用于带减振片的涡轮转子的装配机构，其特征在于，

所述内芯支座(2)底部和/或所述活动工艺榫槽单元(3)底部设有用于所述活动工艺榫槽单元(3)的榫齿槽与所述涡轮盘(8)的榫齿槽上下对正贯通的对位件。

9.根据权利要求4至7中任一项所述的用于带减振片的涡轮转子的装配机构，其特征在于，

所述涡轮盘固定支座(6)从底部整体环形支撑于所述涡轮盘(8)的所有榫齿槽部位。

10.一种带减振片的涡轮转子的装配方法，采用权利要求4至9中任一项所述的用于带减振片的涡轮转子的装配机构，

其特征在于，

包括以下步骤：

a、按照涡轮盘(8)的榫齿槽尺寸加工与涡轮转子叶片(4)数量相同的独立的活动工艺榫槽单元(3)；

b、将活动工艺榫槽单元(3)沿圆周方向通过分设于上下端的两件O型密封圈箍紧于内芯支座(2)上，利用O型密封圈的弹性形变限制各个活动工艺榫槽单元(3)的活动范围；

c、依次装配涡轮转子叶片(4)，同时利用活动工艺榫槽单元(3)的活动量依次装配减振片；

d、拆除底模支座(1)，将涡轮盘(8)支靠在内芯支座(2)，并使涡轮盘(8)的榫齿槽与内芯支座(2)上各个活动工艺榫槽单元(3)的榫齿槽上下一一对正；

e、在内芯支座(2)上装配施力部(701)，并使胶木棒(702)一一对应接触在涡轮叶片的榫齿上表面；

f、均匀施压迫使各个活动工艺榫槽单元(3)内的涡轮转子叶片(4)同时压入涡轮盘(8)的榫齿槽内；

g、拆模获得带减振片的涡轮转子。