CN107900675B - 一种航空发动机转子装配方法 - Google Patents
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Abstract
一种航空发动机转子装配方法，所述航空发动机转子包括第一级转子、第二级转子、低压拉杆、音轮和锁紧螺母，其包括：步骤A，装配转子，步骤B，提供一个装置，所述装置包括外支撑筒、内拉杆，螺母扳手、液压泵、百分表和手柄。步骤C，调整所述传动杆，安装所述百分表，调整所述百分表作用在所述传动杆的力，使所述传动杆与所述内拉杆的台阶部稳定接触。步骤D，在所述液压泵上应用0.2兆帕的压力，然后调整所述百分表对零。步骤E，加大所述液压泵的压力，拧紧所述螺母，之后去除所述液压泵的压力，步骤F，在所述液压泵上应用0.2兆帕的压力，检测所述百分表的读数。本发明所提供的一种航空发动机转子装配方法，简化了装配过程，提高了装配效率。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机技术领域，特别涉及航空发动机转子部件的装配方法。
背景技术
在发动机，特别是航空发动机的转子装配过程中，螺栓、螺母、轴承锁紧螺母等紧固件的拧紧力矩是装配状态控制的关键要素。图1为一种涡桨发动机的转子装配状态剖视结构示意图，参见图1所示，该航空发动机转子1的第一级转子11(压气机一级盘)和第二级转子12(压气机二级盘)采用大过盈止口定心、低压拉杆13拉紧的端面传扭连接形式，在实际装配过程中，通常先将所述第二级转子12与所述低压拉杆13通过螺纹连接，之后将所述第一级转子11套在所述低压拉杆13上，使所述第一级转子11和所述第二级转子12过盈连接，最后，通过在所述低压拉杆13上使用锁紧螺母14，经由音轮15等部件压住所述第一级转子11，从而保障转子连接的可靠性。为保证发动机安全平稳运行，在装配过程中需要对所述低压拉杆13的拉伸变形量进行控制，也就是说需要在拧紧所述锁紧螺母14的过程中，需要对所述低压拉杆13施加一定的预应力，所需施加的预应力以所述低压拉杆13的拉伸变形量来衡量。图1中所示的转子需要要求所述低压拉杆13的装配到位时的变形量为0.66-0.813mm。
现有的装配过程中，通常根据经验采用力矩扳手等工具紧固所述锁紧螺母14后，再进行所述低压拉杆13的测量，如变形量不够，则需再次紧固所述锁紧螺母14，如变形量过大，则需完全放松所述锁紧螺母14后再重复紧固-测量的过程。因此，控制所述低压拉杆13变形量的过程繁琐不可控，效率低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种航空发动机转子装配方法，以减少或避免前面所提到的问题。
为解决上述技术问题，本发明提出了一种航空发动机转子装配方法，所述航空发动机转子包括第一级转子、第二级转子、低压拉杆、音轮和锁紧螺母，所述低压拉杆装配到位时的变形量为0.66-0.813mm，其包括如下步骤：
步骤A，将所述第二级转子与所述低压拉杆通过螺纹连接，之后将所述第一级转子套在所述低压拉杆上，使所述第一级转子和所述第二级转子过盈连接，在所述第一级转子上套接所述音轮，在所述低压拉杆上拧上所述锁紧螺母，使所述所述螺母与所述音轮接触，
步骤B，提供一个装置，所述装置包括外支撑筒、内拉杆，螺母扳手、液压泵、百分表和手柄，所述外支撑筒包括底部支撑环、侧壁和顶部支撑环，所述底部支撑环外侧固定连接有一个T型杆，所述T型杆包括竖直杆和水平杆，所述竖直杆与所述外支撑筒轴线平行，所述竖直杆顶部可旋转连接有一个传动杆，所述侧壁对应所述竖直杆设置有第一竖直通槽，所述传动杆可通过所述第一竖直通槽伸入所述侧壁内，所述侧壁在所述第一竖直通槽相对的一侧设置有第二竖直通槽，所述内拉杆为T型杆，大头端设置有用于与所述低压拉杆连接的内螺纹，小头端设置有外螺纹，所述螺母扳手的圆周面均布有多个用于插入所述手柄的插孔，将步骤A装配完成的所述航空发动机转子竖直放置，将所述内拉杆的大头端与所述低压拉杆通过螺纹固定连接，在所述内拉杆外套上所述螺母扳手，使所述螺母扳手与所述锁紧螺母连接，在所述螺母扳手外套上所述外支撑筒，使所述底部支撑环压在所述音轮上，然后在所述内拉杆外套上所述液压泵，使所述液压泵支撑在所述顶部支撑环上，最后在所述内拉杆的小头端紧固上螺母，使所述内拉杆与所述液压泵固定连接。
步骤C，调整所述传动杆，使所述传动杆伸入所述第一竖直通槽的端部与所述内拉杆的台阶部接触，在所述T型杆的水平杆上竖直安装所述百分表，使所述百分表的表头与所述传动杆的另一侧接触，调整所述百分表作用在所述传动杆的力，使所述传动杆与所述内拉杆的台阶部稳定接触。
步骤D，在所述液压泵上应用0.2兆帕的压力，然后调整所述百分表对零。
步骤E，加大所述液压泵的压力，至所述百分表的读数为1.02-1.14mm，然后通过所述第二竖直通槽将所述手柄插入所述螺母扳手的圆周面的插孔，旋转所述螺母扳手直至所述螺母被拧紧。之后去除所述液压泵的压力，
步骤F，在所述液压泵上应用0.2兆帕的压力，检测所述百分表的读数是否在0.66-0.8mm范围，如在，则拆卸所述装置，完成装配，如不在该范围，则重复步骤E。
优选地，在步骤C中，在安装所述百分表时，保持所述百分表有3mm的指针显示。
优选地，在步骤E中，所述液压泵上的最大压力不超过22兆帕。
优选地，在步骤B中，所述第二竖直通槽的弧长可以为所述侧壁截面圆周长度的1/5-1/3。
优选地，在步骤B中，在所述螺母扳手的圆周面上，在一个径向截面上均布36个插孔。
优选地，在步骤B中，在所述螺母扳手的圆周面上，在多个径向截面上设置插孔，每个径向截面均布12个插孔。
本发明所提供的一种航空发动机转子装配方法，可直观监测低压拉杆变形量，也就可在确保低压拉杆变形量的前提下一次装配到位。本发明所采用的装置结构简单，操作方便，从而大大简化了装配过程，提高了装配效率。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
图1为一种涡桨发动机的转子装配状态剖视结构示意图；
图2为根据本发明的一个具体实施例的一种航空发动机转子装配方法所使用的装置的部分立体分解结构原理示意图；
图3为图2的装置的使用状态的剖视结构原理示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。
图1为一种涡桨发动机的转子装配状态剖视结构示意图；图2为根据本发明的一个具体实施例的一种航空发动机转子装配方法所使用的装置的部分立体分解结构原理示意图；图3为图2的装置的使用状态的剖视结构原理示意图。为了更好的说明装配原理，图2中的航空发动机转子只表示了部分参与连接的结构，省略了叶片等结构，图3中用虚线表示了液压泵、百分表和航空发动机转子。参见图1-3所示，本发明提供了一种航空发动机转子装配方法，所述航空发动机转子1包括第一级转子11、第二级转子12、低压拉杆13、音轮15和锁紧螺母14，所述低压拉杆13装配到位时的变形量为0.66-0.813mm，其包括如下步骤：
步骤A，将所述第二级转子12与所述低压拉杆13通过螺纹连接，之后将所述第一级转子11套在所述低压拉杆13上，使所述第一级转子11和所述第二级转子12过盈连接，在所述第一级转子11上套接所述音轮15，在所述低压拉杆13上拧上所述锁紧螺母14，使所述所述螺母14与所述音轮15接触，
步骤B，提供一个装置2，所述装置2包括外支撑筒21、内拉杆22，螺母扳手23、液压泵24、百分表25和手柄26，所述外支撑筒21包括底部支撑环211、侧壁212和顶部支撑环213，所述底部支撑环211外侧固定连接有一个T型杆214，所述T型杆214包括竖直杆2141和水平杆2142，所述竖直杆2141与所述外支撑筒21轴线平行，所述竖直杆2141顶部可旋转连接有一个传动杆215，所述侧壁212对应所述竖直杆2141设置有第一竖直通槽2121，所述传动杆215可通过所述第一竖直通槽2121伸入所述侧壁212内，所述侧壁212在所述第一竖直通槽2121相对的一侧设置有第二竖直通槽2122，所述内拉杆22为T型杆，大头端设置有用于与所述低压拉杆13连接的内螺纹，小头端设置有外螺纹，所述螺母扳手23的圆周面均布有多个用于插入所述手柄26的插孔，将步骤A装配完成的所述航空发动机转子1竖直放置，将所述内拉杆22的大头端与所述低压拉杆13通过螺纹固定连接，在所述内拉杆22外套上所述螺母扳手23，使所述螺母扳手23与所述锁紧螺母14连接，在所述螺母扳手23外套上所述外支撑筒21，使所述底部支撑环211压在所述音轮15上，然后在所述内拉杆22外套上所述液压泵24，使所述液压泵24支撑在所述顶部支撑环213上，最后在所述内拉杆22的小头端紧固上螺母，使所述内拉杆22与所述液压泵24固定连接。
步骤C，调整所述传动杆215，使所述传动杆215伸入所述第一竖直通槽2121的端部与所述内拉杆22的台阶部接触，在所述T型杆214的水平杆2142上竖直安装所述百分表25，使所述百分表25的表头与所述传动杆215的另一侧接触，调整所述百分表25作用在所述传动杆215的力，使所述传动杆215与所述内拉杆22的台阶部稳定接触。
为了克服所述传动杆215的装配间隙以及所述传动杆215与所述内拉杆22的台阶部的接触间隙可能对最终测量结果的影响，调整所述百分表25作用在所述传动杆215的力，使所述传动杆215与所述内拉杆22的台阶部稳定接触。例如，在安装所述百分表25时，可保持所述百分表25有3mm的指针显示，也就是保障表头有2mm的行程，从而可确保所述百分表25对所述传动杆215施加的杠杆力能够使所述传动杆215与所述内拉杆22的台阶部稳定接触。
步骤D，在所述液压泵24上应用0.2兆帕的压力，然后调整所述百分表25对零。
通过在所述液压泵24上应用0.2兆帕的压力，可经由所述外支撑筒21压迫所述第一级转子11和所述第二级转子12装配到位，且可消除所述音轮至所述第二级转子12之间各部件的装配间隙。
步骤E，加大所述液压泵24的压力，至所述百分表25的读数为1.02-1.14mm，然后通过所述第二竖直通槽2122将所述手柄26插入所述螺母扳手23的圆周面的插孔，旋转所述螺母扳手23直至所述螺母14被拧紧。之后去除所述液压泵24的压力，
当通过加大所述液压泵24的压力将所述低压拉杆13拉伸后，所述螺母14会与所述音轮15产生间隙脱离接触，这时将所述螺母14拧紧，即旋转所述螺母14至与所述音轮15接触，这样就可以在去除所述液压泵24的压力后，利用所述螺母14和所述音轮15的限位来保障所述低压拉杆13的变形量。
由于所述第一级转子11、所述第二级转子12和所述低压拉杆13均为薄壁件，最薄的壁厚通常为5-8mm，因此，所述液压泵24上的最大压力不超过22兆帕，
所述第二竖直通槽2122的弧长可以为所述侧壁212截面圆周长度的1/5-1/3,这样一方面可以给所述手柄26留有足够的旋转操作空间，另一方面可保障所述侧壁212有足够的强度。
所述螺母14的圆周可以有多个缺口，所述螺母扳手23可以有多个用于插入所述螺母14的缺口的凸起，这样就方便通过所述手柄26旋转所述螺母扳手23来拧紧所述螺母14。
在所述螺母扳手23的圆周面上，可在一个径向截面上均布36个插孔，也可以在多个径向截面上设置插孔，每个径向截面均布12个插孔。只要能够保障有足够的插孔在所述第二竖直通槽2122区域即可。这样就可以保障通过所述第二竖直通槽2122可利用所述手柄26来旋转所述螺母扳手23。
步骤F，在所述液压泵24上应用0.2兆帕的压力，检测所述百分表25的读数是否在0.66-0.8mm范围，如在，则拆卸所述装置2，完成装配，如不在该范围，则重复步骤E。
步骤E中的1.02-1.14mm是发明人经过多次试验获得的数据，通常在该参数状态下紧固所述螺母14即可使所述低压拉杆13的变形量在要求的范围，但为了避免紧固所述螺母14的过程中操作者出现失误，故进一步采用步骤F进行检查。
本发明所提供的一种航空发动机转子装配方法，可直观监测低压拉杆变形量，也就可在确保低压拉杆变形量的前提下一次装配到位。本发明所采用的装置结构简单，操作方便，从而大大简化了装配过程，提高了装配效率。
本领域技术人员应当理解，虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。
Claims (6)
1.一种航空发动机转子装配方法，所述航空发动机转子包括第一级转子、第二级转子、低压拉杆、音轮和锁紧螺母，所述低压拉杆装配到位时的变形量为0.66-0.813mm，其特征在于，其包括如下步骤：
步骤A，将所述第二级转子与所述低压拉杆通过螺纹连接，之后将所述第一级转子套在所述低压拉杆上，使所述第一级转子和所述第二级转子过盈连接，在所述第一级转子上套接所述音轮，在所述低压拉杆上拧上所述锁紧螺母，使所述所述螺母与所述音轮接触，
步骤B，提供一个装置，所述装置包括外支撑筒、内拉杆、螺母扳手、液压泵、百分表和手柄，所述外支撑筒包括底部支撑环、侧壁和顶部支撑环，所述底部支撑环外侧固定连接有一个T型杆，所述T型杆包括竖直杆和水平杆，所述竖直杆与所述外支撑筒轴线平行，所述竖直杆顶部可旋转连接有一个传动杆，所述侧壁对应所述竖直杆设置有第一竖直通槽，所述传动杆可通过所述第一竖直通槽伸入所述侧壁内，所述侧壁在所述第一竖直通槽相对的一侧设置有第二竖直通槽，所述内拉杆为T型杆，大头端设置有用于与所述低压拉杆连接的内螺纹，小头端设置有外螺纹，所述螺母扳手的圆周面均布有多个用于插入所述手柄的插孔，将步骤A装配完成的所述航空发动机转子竖直放置，将所述内拉杆的大头端与所述低压拉杆通过螺纹固定连接，在所述内拉杆外套上所述螺母扳手，使所述螺母扳手与所述锁紧螺母连接，在所述螺母扳手外套上所述外支撑筒，使所述底部支撑环压在所述音轮上，然后在所述内拉杆外套上所述液压泵，使所述液压泵支撑在所述顶部支撑环上，最后在所述内拉杆的小头端紧固上螺母，使所述内拉杆与所述液压泵固定连接；
步骤C，调整所述传动杆，使所述传动杆伸入所述第一竖直通槽的端部与所述内拉杆的台阶部接触，在所述T型杆的水平杆上竖直安装所述百分表，使所述百分表的表头与所述传动杆的另一侧接触，调整所述百分表作用在所述传动杆的力，使所述传动杆与所述内拉杆的台阶部稳定接触；
步骤D，在所述液压泵上应用0.2兆帕的压力，然后调整所述百分表对零；
步骤E，加大所述液压泵的压力，至所述百分表的读数为1.02-1.14mm，然后通过所述第二竖直通槽将所述手柄插入所述螺母扳手的圆周面的插孔，旋转所述螺母扳手直至所述螺母被拧紧；之后去除所述液压泵的压力，
步骤F，在所述液压泵上应用0.2兆帕的压力，检测所述百分表的读数是否在0.66-0.8mm范围，如在，则拆卸所述装置，完成装配，如不在该范围，则重复步骤E。
2.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤C中，在安装所述百分表时，保持所述百分表有3mm的指针显示。
3.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤E中，所述液压泵上的最大压力不超过22兆帕。
4.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤B中，所述第二竖直通槽的弧长为所述侧壁截面圆周长度的1/5-1/3。
5.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤B中，在所述螺母扳手的圆周面上，在一个径向截面上均布36个插孔。
6.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤B中，在所述螺母扳手的圆周面上，在多个径向截面上设置插孔，每个径向截面均布12个插孔。
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