CN108115396B - 燃气涡轮轴承座处柔性石墨选配的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气涡轮轴承座处柔性石墨选配的方法，包括：根据柔性石墨的厚度和柔性石墨实际装配时所需的压缩量，选择预定厚度的调整垫圈；将调整垫圈和管接座组件依次预装入燃气涡轮轴承座的安装孔内并拧紧管接座组件，其中，燃气涡轮轴承座具有后安装边，管接座组件包括安装段和自安装段延伸的延伸段，安装段包括与其末端面呈台阶状设置的连接部，连接部的外周通过螺纹旋转连接于安装孔内，调整垫圈夹设于连接部上沿轴向的第一端面与安装孔的内壁之间；于同一平面内估读延伸段的轴线与燃气涡轮轴承座的轴线之间的夹角α，并根据夹角α控制第一端面沿轴向的车削量，使得车削后的管接座组件在实际装配时满足柔性石墨的压缩量、同时延伸段正对后安装边。

Description

燃气涡轮轴承座处柔性石墨选配的方法

技术领域

本发明涉及燃气涡轮发动机领域，特别地，涉及一种燃气涡轮轴承座处柔性石墨选配的方法。

背景技术

某型航空涡轮轴式发动机的燃气涡轮轴承座在一个高温的环境中工作，其装在承力机匣内部，通过管接座组件与外界实现供油、回油和通气等物质交换。管接座组件和燃气涡轮轴承座组件之间通过柔性石墨密封，柔性石墨要保证设计规定的压缩量，这样工作过程中才能起到封严的效果，即燃气涡轮轴承座不漏油，并且管接座组件需保持唯一的方向，即朝向发动机后方，这就给选配柔性石墨压缩量带来了困难。因为管接座组件与燃气涡轮轴承座组件上都没有机加面，常规的测量方法不准确，保证不了柔性石墨的压缩量与管接座组件的方向唯一性，这样可能会造成燃气涡轮轴承座漏油与管接座组件的报废等情况，影响发动机的可靠性且不利于节约成本。

发明内容

本发明提供了一种燃气涡轮轴承座处柔性石墨选配的方法，以解决现有技术无法保证柔性石墨的压缩量与管接座组件的方向唯一性的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种燃气涡轮轴承座处柔性石墨选配的方法，包括：

步骤S100，根据柔性石墨的厚度和柔性石墨实际装配时所需的压缩量，选择预定厚度的调整垫圈；

步骤S200，将调整垫圈和管接座组件依次预装入燃气涡轮轴承座的安装孔内并拧紧管接座组件，其中，燃气涡轮轴承座具有后安装边，管接座组件包括安装段和自安装段延伸的延伸段，安装段包括与其末端面呈台阶状设置的连接部，连接部的外周通过螺纹旋转连接于安装孔内，调整垫圈夹设于连接部上沿轴向的第一端面与安装孔的内壁之间；

步骤S300，将延伸段的轴线投影至过燃气涡轮轴承座的轴线且与安装段垂直的平面内，于平面内估读延伸段的轴线与燃气涡轮轴承座的轴线之间的夹角α，并根据夹角α控制第一端面沿轴向的车削量，使得车削后的管接座组件在实际装配时满足柔性石墨的压缩量、同时延伸段正对后安装边。

进一步地，螺纹的螺距为A mm，连接部每旋转360°前进一个螺距的距离。

进一步地，步骤S100包括：

步骤S101，根据设计要求的柔性石墨的压缩量范围，假定柔性石墨实际装配时所需的压缩量T1mm，T1在压缩量范围内；

步骤S102，根据假定的压缩量T1mm和柔性石墨的厚度T2mm，选择厚度为T3mm的调整垫圈，其中，T3＝T2-T1。

优选地，步骤S100中，假定柔性石墨装配时的压缩量为0.7mm，选择调整垫圈的厚度为1.3mm，使得厚度为2mm的柔性石墨在实际装配时的压缩量满足设计要求范围0.5～0.8mm。

进一步地，步骤S300中，控制第一端面R1沿轴向的车削量在1.75～2.75mm之间。

进一步地，步骤S300包括：步骤S301：将夹角α的值代入车削量计算公式(1)L＝(1+α/360*A)mm，得到L的第一计算值，当第一计算值>1.75时将第一计算值作为实际所需车削量；步骤S302：按照实际所需车削量对第一端面R1沿轴向进行车削。

进一步地，步骤S301还包括：当第一计算值≤1.75时，将夹角α的值代入车削量计算公式(2)L＝(2+α/360*A)mm，得到L的第二计算值作为实际所需车削量。

进一步地，步骤S300还包括：步骤S303：对末端面沿轴向进行车削，并控制末端面沿轴向的车削量与第一端面沿轴向的车削量相同。

进一步地，在步骤S300之后还包括步骤S400：对末端面和连接部上螺纹起始位置的第三端面进行加工。

进一步地，在步骤S400之后还包括步骤S500：对车削后的管接座组件进行试装，依次将调整垫圈和车削后的管接座组件装入燃气涡轮轴承座的安装孔内并拧紧管接座组件，查看此时延伸段与燃气涡轮轴承座的轴线之间的夹角β，若夹角β在预定范围内，则判断车削量合格。

本发明的方法通过选择预定厚度的调整垫圈预装入管接座组件的第一端面与安装孔内壁之间，并根据预装时延伸段与所述后安装边之间的夹角来控制第一端面沿轴向的车削量，可以将原本不具备机加面的装配结构之间的柔性石墨的压缩量实现量化设计，柔性石墨的压缩量选配变得可控，进而保证柔性石墨在装配过程中的压缩量要求，同时确保管接座组件正对发动机的后安装边，大大减少了承力机匣装配组件因为燃气涡轮轴承座与管接座组件配合不好而出现冒烟的情况，降低了重新选取柔性石墨的几率，可靠性得到提升。

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。下面将参照附图，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燃气涡轮轴承座处柔性石墨选配的方法的流程图；

图2是柔性石墨与管接座组件装配于承力机匣内部的示意图；

图3是本发明优选实施例中管接座组件与燃气涡轮轴承座的示意图；

图4是图3中管接座组件装入燃气涡轮轴承座的安装孔内的示意图；

图5是本发明优选实施例的管接座组件的加工示意图。

附图标号说明：

10、柔性石墨；20、调整垫圈；3、管接座组件；30、安装段；301、连接部；31、延伸段；4、燃气涡轮轴承座；40、安装孔；41、后安装边；5、承力机匣。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参照图1并结合图2至图4，本发明的优选实施例提供了一种燃气涡轮轴承座处柔性石墨选配的方法，包括：

步骤S100，根据柔性石墨10的厚度和柔性石墨10实际装配时所需的压缩量，选择预定厚度的调整垫圈20；

步骤S200，将调整垫圈20和管接座组件3依次预装入燃气涡轮轴承座4的安装孔40内并拧紧管接座组件3，其中，燃气涡轮轴承座4具有后安装边41，管接座组件3包括安装段30和自安装段30延伸的延伸段31，安装段30包括与其末端面R2呈台阶状设置的连接部301，连接部301的外周通过螺纹旋转连接于安装孔40内，调整垫圈20夹设于连接部301上沿轴向的第一端面R1与安装孔40的内壁之间；

步骤S300，将延伸段31的轴线投影至过燃气涡轮轴承座4的轴线且与安装段30垂直的平面内，于平面内估读延伸段31的轴线与燃气涡轮轴承座4的轴线之间的夹角α，并根据夹角α控制第一端面R1沿轴向的车削量，使得车削后的管接座组件3在实际装配时满足柔性石墨10的压缩量、同时延伸段31正对后安装边41。

本发明的方法通过选择预定厚度的调整垫圈20预装入管接座组件3的第一端面与安装孔40内壁之间，并根据预装时延伸段31与燃气涡轮轴承座4的轴线之间的夹角来控制第一端面沿轴向的车削量，可以将原本不具备机加面的装配结构之间的柔性石墨10的压缩量实现量化设计，柔性石墨10的压缩量选配变得可控，进而保证柔性石墨10在装配过程中的压缩量要求，同时确保管接座组件3正对发动机的后安装边41，大大减少了承力机匣装配组件因为燃气涡轮轴承座4与管接座组件3配合不好而出现冒烟的情况，降低了重新选取柔性石墨10的几率，可靠性得到提升。

参照图2，本发明的优选实施例中，选配工作进行时，将燃气涡轮轴承座4平放于工作台，其后安装边41朝上，安装孔40设置于其侧面。管接座组件3与燃气涡轮轴承座4是螺纹连接。螺纹的螺距为A mm，连接部301每旋转360°前进一个螺距的距离。本优选实施例中，螺纹螺距为1mm，连接部301每旋转360°前进一个螺距的距离即1mm。

进一步地，步骤S100包括：步骤S101，根据设计要求的柔性石墨10的压缩量范围，假定柔性石墨10实际装配时所需的压缩量T1mm，T1在压缩量范围内；步骤S102，根据假定的压缩量T1mm和柔性石墨10的厚度T2mm，选择厚度为T3mm的调整垫圈20，其中，T3＝T2-T1。

本优选实施例中，设计要求柔性石墨10的压缩量在0.5～0.8mm之间。柔性石墨10的厚度T2为2mm。本发明的方法中，考虑到制造和车削公差等因素，为保证柔性石墨10在实际装配时的压缩量满足设计要求范围0.5～0.8mm，优选地，假定柔性石墨10装配时的压缩量T1为0.7mm，因此选择的调整垫圈20的厚度T3为1.3mm。

为防止在整机装配时管接座组件3与涡轮机匣(未图示)碰磨、以及防止管接座组件3与承力机匣5发生干涉，优选地，步骤S300中，控制第一端面R1沿轴向的车削量在1.75～2.75mm之间。如图2和图3中，若第一端面R1沿轴向的车削量太小(小于1.75)，则容易导致延伸段31的底面与涡轮机匣发生碰磨；若第一端面R1沿轴向的车削量太大(大于2.75)，则容易导致延伸段31的上侧与承力机匣5发生干涉，此外，安装段30的末端面R2也容易与承力机匣5干涉。

进一步地，步骤S200中，将1.3mm的调整垫圈20与管接座组件3依次预装入燃气涡轮轴承座4的安装孔40内，用手拧紧管接座组件3后用扳手拧紧。如图4中所示，此时管接座组件3与燃气涡轮轴承座4组件的轴线间会形成一个夹角α，即在保证了柔性石墨10压缩量的时候，管接座还需旋转α才能对正燃气涡轮转子的后安装边41。因此只要将管接座组件3车削掉一定长度L就能对正燃气涡轮轴承座4的正后方即延伸段31正对后安装边41。

进一步地，首先进行步骤S300，将延伸段31的轴线投影至过燃气涡轮轴承座4的轴线且与安装段30垂直的平面内，于所述平面内估读延伸段31的轴线与燃气涡轮轴承座4的轴线之间的夹角α。本发明中，由于延伸段31的轴线与燃气涡轮轴承座4的轴线之间的夹角为空间夹角，无法直接测量，因此采用投影至统一平面内进行估读方式，并以延伸段31的轴线与燃气涡轮轴承座4的轴线为读取基准，可以更加方便获得该夹角α的值。

接着进行步骤S301：将夹角α的值代入车削量计算公式(1)L＝(1+α/360*A)mm，得到L的第一计算值，当第一计算值>1.75时将第一计算值作为实际所需车削量。当第一计算值≤1.75时，将夹角α的值代入车削量计算公式(2)L＝(2+α/360*A)mm，得到L的第二计算值作为实际所需车削量。

本优选实施例中，如图4中所示，以燃气涡轮轴承座4轴向向上为0°，逆时针方向为正，延伸段31的轴线与燃气涡轮轴承座4的轴线之间的夹角α≈30°。车削长度应在1.75～2.75mm之间，所以选用车削量计算公式(2)L＝(2+α/360*A)mm＝(2+30/360*1)mm＝2.083mm，2.083mm即为实际所需车削量。

接着将管接座组件30和调整垫圈20自安装孔40中拆下。

然后进行步骤S302：按照实际所需车削量对第一端面R1沿轴向进行车削。本优选实施例中，将管接座组件3车削掉2.083mm之后，能满足所有要求。

进一步地，步骤S300还包括：步骤S303：对末端面R2沿轴向进行车削，并控制末端面R2沿轴向的车削量与第一端面R1沿轴向的车削量相同。本优选实施例中，末端面R2沿轴向进行车削的车削量也为L，防止安装段30的末端面R2与承力机匣5干涉，保证良好的装配效果。步骤S303可与步骤S302同时进行，也可以在步骤S302之后进行。

进一步地，参照图5，在步骤S300之后还包括步骤S400：对末端面R2和连接部301上螺纹起始位置的第三端面R3进行加工。本优选实施例中，在将管接座组件3的安装段30的第一端面沿轴向车削L距离后，由于第一端面R1车短了，所以第一端面R1处的轴向和径向需要根据设计图样进一步加工，使得管接座组件3的安装段30符合装配的尺寸需求，保证其良好的安装于燃气涡轮轴承座4的安装孔40内。

如此，本发明不仅保证了柔性石墨10在装配过程中的压缩量要求，还始终让管接座组件3正对发动机的后安装边41，使背景技术中的问题得到完美的解决。

进一步地，在步骤S400之后还包括步骤S500：对车削后的管接座组件3进行试装，依次将调整垫圈20和车削后的管接座组件3装入燃气涡轮轴承座4的安装孔40内并拧紧管接座组件3，查看此时延伸段31与燃气涡轮轴承座4的轴线之间的夹角β，若夹角β在预定范围内，则判断车削量合格。

本优选实施例中，以燃气涡轮轴承座4轴向向上为0°，逆时针方向为正，认为-72°＜β＜36°为合格，亦即确保管接座组件3的延伸段31只能在燃气涡轮轴承座4的轴线左右两侧小角度范围内摆动才不至于柔性石墨的压缩量不合格。通过此试装步骤来检验管接座组件3车削量合格，既能保证柔性石墨10压缩量在0.5～0.8mm范围内，也使管接座组件3能指向燃气涡轮轴承座4后安装边41，同时满足了设计与装配的要求。

某型发动机在前期研制过程中，运用本发明方法选配柔性石墨10压缩量之后，管接座组件3车削后与承力机匣5干涉或者与涡轮机匣碰磨的情况很少发生，柔性石墨10重新选取的情况也很少发生；发动机装成整机试车时，由于柔性石墨10的压缩量得到保证，承力机匣装配组件很少因为燃气涡轮轴承座4与管接座组件3配合不好而出现漏油或者冒烟的情况，降低了发动机的装机成本，提升了试车安全性，改善了发动机研制或者交付进程。

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)

1.一种燃气涡轮轴承座处柔性石墨选配的方法，其特征在于，包括：

步骤S100，根据柔性石墨(10)的厚度和所述柔性石墨(10)实际装配时所需的压缩量，选择预定厚度的调整垫圈(20)；

步骤S200，将所述调整垫圈(20)和管接座组件(3)依次预装入燃气涡轮轴承座(4)的安装孔(40)内并拧紧所述管接座组件(3)，其中，所述燃气涡轮轴承座(4)具有后安装边(41)，所述管接座组件(3)包括安装段(30)和自所述安装段(30)延伸的延伸段(31)，所述安装段(30)包括与其末端面(R2)呈台阶状设置的连接部(301)，所述连接部(301)的外周通过螺纹旋转连接于所述安装孔(40)内，所述调整垫圈(20)夹设于所述连接部(301)上沿轴向的第一端面(R1)与所述安装孔(40)的内壁之间；

步骤S300，将所述延伸段(31)的轴线投影至过所述燃气涡轮轴承座(4)的轴线且与所述安装段(30)垂直的平面内，于所述平面内估读所述延伸段(31)的轴线与所述燃气涡轮轴承座(4)的轴线之间的夹角α，并根据夹角α控制所述第一端面(R1)沿轴向的车削量，使得车削后的管接座组件(3)在实际装配时满足所述柔性石墨(10)的压缩量、同时所述延伸段(31)正对所述后安装边(41)。

2.根据权利要求1所述的燃气涡轮轴承座处柔性石墨选配的方法，其特征在于，

所述螺纹的螺距为A mm，所述连接部(301)每旋转360°前进一个螺距的距离。

3.根据权利要求2所述的燃气涡轮轴承座处柔性石墨选配的方法，其特征在于，所述步骤S100包括：

步骤S101，根据设计要求的所述柔性石墨(10)的压缩量范围，假定所述柔性石墨(10)实际装配时所需的压缩量T1mm，T1在所述压缩量范围内；

步骤S102，根据假定的压缩量T1mm和所述柔性石墨(10)的厚度T2mm，选择厚度为T3mm的调整垫圈(20)，其中，T3＝T2-T1。

4.根据权利要求3所述的燃气涡轮轴承座处柔性石墨选配的方法，其特征在于，所述步骤S100中，

假定所述柔性石墨(10)装配时的压缩量为0.7mm，选择调整垫圈(20)的厚度为1.3mm，使得厚度为2mm的所述柔性石墨(10)在实际装配时的压缩量满足设计要求范围0.5～0.8mm。

5.根据权利要求3或者4所述的燃气涡轮轴承座处柔性石墨选配的方法，其特征在于，所述步骤S300中，

控制所述第一端面(R1)沿轴向的车削量在1.75～2.75mm之间。

6.根据权利要求5所述的燃气涡轮轴承座处柔性石墨选配的方法，其特征在于，所述步骤S300还包括：

步骤S301：将所述夹角α的值代入车削量计算公式(1)L＝(1+α/360*A)mm，得到L的第一计算值，当所述第一计算值>1.75时将所述第一计算值作为实际所需车削量；

步骤S302：按照实际所需车削量对所述第一端面(R1)沿轴向进行车削。

7.根据权利要求6所述的燃气涡轮轴承座处柔性石墨选配的方法，其特征在于，所述步骤S301还包括：

当所述第一计算值≤1.75时，将所述夹角α的值代入车削量计算公式(2)L＝(2+α/360*A)mm，得到L的第二计算值作为实际所需车削量。

8.根据权利要求6所述的燃气涡轮轴承座处柔性石墨选配的方法，其特征在于，所述步骤S300还包括：

步骤S303：对所述末端面(R2)沿轴向进行车削，并控制所述末端面(R2)沿轴向的车削量与所述第一端面(R1)沿轴向的车削量相同。

9.根据权利要求1所述的燃气涡轮轴承座处柔性石墨选配的方法，其特征在于，在所述步骤S300之后还包括步骤S400：

对所述末端面(R2)和所述连接部(301)上螺纹起始位置的第三端面(R3)进行加工。

10.根据权利要求9所述的燃气涡轮轴承座处柔性石墨选配的方法，其特征在于，在所述步骤S400之后还包括步骤S500：

对车削后的管接座组件(3)进行试装，依次将调整垫圈(20)和车削后的管接座组件(3)装入所述燃气涡轮轴承座(4)的安装孔(40)内并拧紧管接座组件(3)，查看此时所述延伸段(31)与所述燃气涡轮轴承座(4)的轴线之间的夹角β，若夹角β在预定范围内，则判断车削量合格。