CN108332972A - 一种用于民用发动机孔探检测的旋转设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于民用发动机孔探检测的旋转设备,其包括两端支撑于发动机叶片前端的内圈的支撑组件、设置在所述支撑组件中部的XYZ轴调节机构、设置在所述XYZ轴调节机构上的驱动机构、用于与发动机风扇前锥相连接的旋转架以及伸缩支撑部件,伸缩支撑部件一端与所述支撑组件连接,另一端抵接于所述内圈。本发明的旋转设备取代传统人工转动发动机叶片,整个孔探过程由两人缩减为一人,可节约人力,伺服马达可控制发动机叶片正反匀速转动,更利于孔探人员观察,可提高孔探精度;本发明还具有操作简单、便于携带、安装/拆卸快速等特点。
Description
技术领域
本发明涉及民用航空发动机的孔探检测技术领域,具体涉及一种用于民用发动机孔探检测的旋转设备。
背景技术
发动机孔探检测,就是借助内窥镜,对发动机的内部结构进行检查,及时发现损伤,以评估发动机的整体性能。孔探检测时需要转动发动机的转子进行检查,现有孔探检测方法中,需要一个人持续转动发动机的叶片,让另一个人进行检测,由于发动机的重量非常大,人工转动叶片扭力不稳定,速度不均匀,转速波动不利于孔探人员观察,直接影响孔探精度,检测需要两人相互配合,给检修带来诸多不便。
发明内容
为了代替人工手摇转动叶片,实现自动驱动发动机低压轴(N1)旋转,提高检测精度,节省工作人员数量,本发明提供一种用于民用发动机孔探检测的旋转设备,具体技术方案如下。
一种用于民用发动机孔探检测的旋转设备,其包括:
支撑组件,其两端支撑于发动机叶片前端的内圈;
XYZ轴调节机构,其设置在所述支撑组件的中部;
驱动机构,其设置在所述XYZ轴调节机构上;
旋转架,用于与发动机风扇前锥连接,所述旋转架中心的旋转轴与所述驱动机构的转轴同轴连接;以及
伸缩支撑部件,其一端与所述支撑组件连接,另一端抵接于所述内圈。
采用上述技术方案,支撑组件和伸缩支撑部件一起抵接于发动机叶片前端的内圈的三个支撑点,形成稳定的三角支撑,将旋转架与发动机风扇前锥固定连接,将XYZ轴调节机构与支撑组件固定连接后,调节XYZ轴调节机构使得旋转架的旋转轴与所述驱动机构的转轴同轴连接,利用控制器控制驱动机构的旋转即可驱动发动机低压轴(N1)旋转,便于发动机孔探检测。
上述技术方案中,进一步地,所述支撑组件的两个端部均设置有调节脚,所述调节脚包括调节脚弧形块、与所述调节脚弧形块固定连接的第一连接部以及与所述第一连接部铰接或球接的第二连接部,所述第二连接部上开设有腰形孔,所述调节脚利用紧固件穿过所述腰形孔固定于所述支撑组件的端部。优选地,所述支撑组件的端部并列设置有两个所述调节脚。
上述技术方案中,进一步地,所述支撑组件包括多块折叠板,相邻两块折叠板通过铰链相连,当全部铰链打开时,多块所述折叠板处于同一直线上。
上述技术方案中,进一步地,相邻两块所述折叠板的连接处设置有限位板,所述限位板位于所述折叠板与所述铰链相反的侧面上,且所述限位板横跨相邻两个折叠板,所述限位板固定设置在两个折叠板中的其中一个。
上述技术方案中,进一步地,所述支撑组件的中部设置有保护框架,所述保护框架包括底板、顶板和连接所述底板和顶板的多根立柱,所述保护框架的底板可拆卸地设置在所述支撑组件上,所述XYZ轴调节机构位于所述保护框架内,所述伸缩支撑部件的一端与所述顶板抵接。
上述技术方案中,进一步地,XYZ轴调节机构为常规能够调节驱动机构在X/Y/Z轴向上位置的调节机构,该XYZ轴调节机构可采用三个方向上的丝杠机构来实现,也可以采用如专利文件(CN203495570U、CN204953247U、CN207163481U)中的调节机构来实现。
上述技术方案中,进一步地,所述伸缩支撑部件包括两节以上的套管,相邻套管的连接处采用内外螺纹连接方式进行套接。这样使得相邻两节套管发生相对转动即可实现伸缩支撑部件长度的调节。
上述技术方案中,进一步地,所述伸缩支撑部件用于抵接所述内圈的一端设置有支撑脚,所述支撑脚包括支撑脚弧形块、与所述支撑脚弧形块固定连接的第三连接部以及与所述第三连接部铰接或球接的第四连接部,所述第四连接部与所述伸缩支撑部件连接。
上述技术方案中,进一步地,所述顶板上设置有用于限制所述伸缩支撑部件旋转的第一限位部,所述伸缩支撑部件与所述顶板相抵接的一端设置有与所述第一限位部件配合的第二限位部。
上述技术方案中,进一步地,所述旋转架包括两个以上的爪部件,所述爪部件围绕所述旋转架的旋转轴的轴线均匀分布,且所述爪部件的端部设置有通孔。
上述技术方案中,进一步地,所述驱动机构为伺服马达;利用控制器可控制伺服马达驱动发动机叶片正转或反转,并可以调节发动机叶片旋转的扭力和速度;进一步地,所述伺服马达还连接有编码器,当检测到发动机存在异常时,工作人员可以通过控制器记录下出现异常时伺服马达的旋转位置,便于维修时,能够快速地定位到异常点。
与现有技术相比,本发明具有以下优点 :
本发明采用伺服马达驱动方式取代人工转动,使得发动机整个孔探过程由两人缩减为一人,可节约人力,伺服马达可控制发动机叶片正反匀速转动,更利于孔探人员观察,可提高孔探精度;
本发明利用伺服马达、编码器能够对异常点的旋转角度进行记录,能够随时控制伺服马达回转至异常点,大大地提高了维修的便捷性;
本发明的旋转设备利用三点支撑结构支撑于发动机叶片前端的内圈上,结构稳定可靠,不损伤发动机结构,XYZ轴调节机构能够确保伺服马达的转轴与发动机的轴线重合,避免对发动机或旋转设备产生损害。
本发明的旋转设备采用了可折叠的支撑组件和可伸缩的伸缩支撑部件,且XYZ轴调节机构与支撑组件可拆卸地连接,使得旋转设备能够在拆卸折叠后收纳于工具箱中,提高了旋转设备的携带便捷性,有利于发动机的临时性检修,安装、拆卸均十分便捷。
附图说明
图1是本发明的旋转设备的整体示意图;
图2是本发明的调节脚的立体图;
图3是本发明的调节脚的正视图;
图4是本发明的支撑组件俯视时的立体图;
图5是本发明的支撑组件仰视时的立体图;
图6是本发明支撑组件的正视图;
图7是本发明的所述支撑部件的示意图;
图8是本发明的旋转设备应用于发动机上的示意图。
图中:调节脚1、调节脚弧形块11、第一连接部12、第二连接部13、腰形孔14、折叠板2、加强肋21、铰链3、限位板4、蝶形螺丝41、保护框架5、底板51、顶板52、立柱53、XYZ轴调节机构6、伸缩支撑部件7、支撑脚71、支撑脚弧形块711、第三连接部712、第四连接部713、第一限位部72、第二限位部73、把手74、驱动机构8、旋转架9、通孔91、发动机叶片前端的内圈101、发动机风扇前锥102。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
参见图1-8,一种用于民用发动机孔探检测的旋转设备,包括:支撑组件、XYZ轴调节机构6、驱动机构8、旋转架9、伸缩支撑部件7。
参见图1-3、8,支撑组件,其两端支撑于发动机叶片前端的内圈101;支撑组件的两个端部均设置有调节脚1,所述调节脚1包括调节脚弧形块11、与所述调节脚弧形块11固定连接的第一连接部12以及与所述第一连接部12铰接或球接的第二连接部13,所述第二连接部13上开设有腰形孔14,所述调节脚1利用螺栓等紧固件穿过所述腰形孔14固定于所述支撑组件的端部。由于发动机叶片前端的内圈101的沿着发动机的轴向(图1中Y轴方向)为不规则的流线型造型,所述支撑组件的端部优选并列设置有两个所述调节脚1(图4),当然也可以在一端设置一个调节脚1,另一端设置两个调节脚1。
参见图2-3,调节脚弧形块11的曲率半径解决于所述内圈的半径,以提高调节脚弧形块11与内圈的接触面积,调节脚弧形块11由金属部分和高分子材料部分组成,金属部分和高分子材料部分通过胶水和螺栓相连,其中高分子材料部分可采用尼龙或橡胶等材质。
参见图4-6,所述支撑组件包括多块折叠板2,相邻两块折叠板2通过铰链3相连,当全部铰链3打开时,多块所述折叠板2处于同一直线上;为了提高折叠板2的强度,折叠板上可设置加强肋21。为了进一步确保折叠板2的结构强度,相邻两块所述折叠板2的连接处设置有限位板4,所述限位板4位于所述折叠板2与所述铰链3相反的侧面上,且所述限位板4横跨相邻两个折叠板2,所述限位板4通过蝶形螺丝41固定设置在两个折叠板2中的其中一个。使用时,打开全部铰链3,使全部折叠板2处于同一直线上,当支撑组件受到一定压力时,限位板4和铰链3一起确保折叠板2位于同一直线上,支撑组件两端的调节脚1能够自适应地贴合到发动机叶片前端的内圈101上,为了确保旋转架9的旋转中心与发动机的旋转中心重合,应调节折叠板2与发动机的轴向(图1中Y轴方向)平行,为了适应内圈的形状,利用调节脚1的腰形孔14调节第二连接部13安装于折叠板2上的位置,以调节折叠板2的倾斜方位。需要说明的是,该支撑组件也可以不采用折叠板的形式,比如采用伸缩形式或者不能变形的支撑板形式均可。
参见图1、8,所述支撑组件的中部设置有保护框架5,所述保护框架5包括底板51、顶板52和连接所述底板51和顶板52的多根立柱53,所述保护框架5的底板通过螺栓等紧固件可拆卸地设置在折叠板2上,所述XYZ轴调节机构6位于所述保护框架5内,XYZ轴调节机构6可直接可拆卸地设置在支撑组件上,或者拆卸地设置在底板51上,驱动机构8设置在所述XYZ轴调节机构上,所述伸缩支撑部件7的一端与所述顶板52抵接,另一端抵接于发动机叶片前端的内圈101。支撑组件、伸缩支撑部件7一起形成三角支撑,支撑于发动机叶片前端的内圈101,确保本发明的旋转装置稳定可靠,保护框架5可以对XYZ轴调节机构6形成一定的保护作用。其中,XYZ轴调节机构为常规能够调节驱动机构在X/Y/Z轴向上位置的调节机构,该XYZ轴调节机构可采用三个方向上的丝杠机构来实现,也可以采用如专利文件“CN203495570U、CN204953247U、CN207163481U”中的调节机构来实现。
参见图1、7,伸缩支撑部件7包括两节以上的套管75,相邻套管u的连接处采用内外螺纹连接方式进行套接。这样使得相邻两节套管发生相对转动即可实现伸缩支撑部件7长度的调节。如图7中所示,伸缩支撑部件7包括三节套管,中间套管分别与两端的套管螺纹套接,套管中部进行滚花处理,以提高握持的手感,中间套管两端的螺纹方向相反,中间的套管设置有把手74。所述伸缩支撑部件7用于抵接所述内圈的一端设置有支撑脚71,所述支撑脚71包括支撑脚弧形块711、与所述支撑脚弧形块固定连接的第三连接部712以及与所述第三连接部712铰接或球接的第四连接部713,所述第四连接部713与套管螺纹连接;所述顶板52上设置有用于限制所述伸缩支撑部件7旋转的第一限位部72,所述伸缩支撑部件与所述顶板相抵接的一端设置有与所述第一限位部72配合的第二限位部73;参见图7,第二限位部73为扁平管,所述第一限位部72容纳所述扁平管的圆环,圆环内具有与扁平管面接触的抵挡面。然而本领域技术人员可以理解的是,该第一限位部72、第二限位部73还可以采用其他形式,只要伸缩支撑部件7抵接于顶板52时,第一限位部72能够限制伸缩支撑部件7的转动即可。需要说明的是,虽然图1中示意出了保护框架5,但是在一些实施方式中,该保护框架5可以取消,伸缩支撑部件7直接与折叠板2连接,也能实现三角支持的稳定结构。
参见图1,旋转架9包括两个以上的爪部件,所述爪部件围绕所述旋转架9的旋转轴的轴线均匀分布,且所述爪部件的端部设置有通孔91。该通孔用于螺栓等紧固件穿过以便将旋转架9固定于发动机风扇前锥102。
所述驱动机构8为伺服马达;利用控制器可控制伺服马达驱动发动机叶片正转或反转,并可以调节发动机叶片旋转的扭力和速度;进一步地,所述伺服马达还连接有编码器,当检测到发动机存在异常时,工作人员可以通过控制器记录下出现异常时伺服马达的旋转位置,便于维修时,能够快速地定位到异常点;其中,电源可以采用可充电锂电池,提高本发明旋转装置的便捷性。
本发明的旋转装置的使用方法如下。
首先将全部的部件从工具箱中取出,将折叠板2打开,使折叠板2全部处于同一直线上,将支撑组件(折叠板2)的两端支撑于发动机叶片前端的内圈101上,将保护框架5的底板51安装在支撑组件的中部,XYZ轴调节机构6和驱动机构8安装在保护框架5的内部;然后将旋转架9安装在发动机风扇前锥102上,发动机风扇前锥102上具有螺栓孔,螺栓穿过旋转架9的爪部件端部的通孔91紧固于螺栓孔中,以使得旋转架9能够稳定地将驱动机构8的旋转力矩传递给发动机风扇前锥102;调节XYZ轴调节机构6以改变驱动机构8在X/Y/Z轴向上的位置,让驱动机构8的转轴对准旋转架9的旋转轴,转轴和旋转轴通过联轴器连接并锁紧;最后将伸缩支撑部件7伸长,一端抵接于顶板52,另一端抵接于发动机叶片前端的内圈101;操作人员接通电源后利用控制器来控制驱动机构8的转动方向及速度,便可以对发动机进行孔探检测。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是局限性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于民用发动机孔探检测的旋转设备,其特征在于,包括:
支撑组件,其两端支撑于发动机叶片前端的内圈;
XYZ轴调节机构,其设置在所述支撑组件的中部;
驱动机构,其设置在所述XYZ轴调节机构上;
旋转架,用于与发动机风扇前锥连接,所述旋转架中心的旋转轴与所述驱动机构的转轴同轴连接;以及
伸缩支撑部件,其一端与所述支撑组件连接,另一端抵接于所述内圈。
2.根据权利要求1所述的用于民用发动机孔探检测的旋转设备,其特征在于,所述支撑组件的两个端部均设置有调节脚,所述调节脚包括调节脚弧形块、与所述调节脚弧形块固定连接的第一连接部以及与所述第一连接部铰接或球接的第二连接部,所述第二连接部上开设有腰形孔,所述调节脚利用紧固件穿过所述腰形孔固定于所述支撑组件的端部。
3.根据权利要求1或2所述的用于民用发动机孔探检测的旋转设备,其特征在于,所述支撑组件包括多块折叠板,相邻两块折叠板通过铰链相连,当全部铰链打开时,多块所述折叠板处于同一直线上。
4.根据权利要求3所述的用于民用发动机孔探检测的旋转设备,其特征在于,相邻两块所述折叠板的连接处设置有限位板,所述限位板位于所述折叠板与所述铰链相反的侧面上,且所述限位板横跨相邻两个折叠板,所述限位板固定设置在两个折叠板中的其中一个。
5.根据权利要求1所述的用于民用发动机孔探检测的旋转设备,其特征在于,所述支撑组件的中部设置有保护框架,所述保护框架包括底板、顶板和连接所述底板和顶板的多根立柱,所述保护框架的底板可拆卸地设置在所述支撑组件上,所述XYZ轴调节机构位于所述保护框架内,所述伸缩支撑部件的一端与所述顶板抵接。
6.根据权利要求1所述的用于民用发动机孔探检测的旋转设备,其特征在于,所述伸缩支撑部件包括两节以上的套管,相邻套管的连接处采用内外螺纹连接方式进行套接。
7.根据权利要求1所述的用于民用发动机孔探检测的旋转设备,其特征在于,所述伸缩支撑部件用于抵接所述内圈的一端设置有支撑脚,所述支撑脚包括支撑脚弧形块、与所述支撑脚弧形块固定连接的第三连接部以及与所述第三连接部铰接或球接的第四连接部,所述第四连接部与所述伸缩支撑部件连接。
8.根据权利要求5所述的用于民用发动机孔探检测的旋转设备,其特征在于,所述顶板上设置有用于限制所述伸缩支撑部件旋转的第一限位部,所述伸缩支撑部件与所述顶板相抵接的一端设置有与所述第一限位部件配合的第二限位部。
9.根据权利要求1所述的用于民用发动机孔探检测的旋转设备,其特征在于,所述旋转架包括两个以上的爪部件,所述爪部件围绕所述旋转架的旋转轴的轴线均匀分布,且所述爪部件的端部设置有通孔。
10.根据权利要求1所述的用于民用发动机孔探检测的旋转设备,其特征在于,所述驱动机构为伺服马达。
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