CN110370201A - 飞机发动机低压涡轮叶片微间隙装配装置以及装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种飞机发动机低压涡轮叶片微间隙装配装置以及装配方法，属于飞机发动机技术领域。其包括：轴承组件以及分别设置在轴承组件上的支撑组件和压紧组件；轴承组件包括底座以及设置在底座中部的轴承结构；支撑组件分布在轴承结构的四周，支撑组件包括固定在底座上的支撑座；压紧组件包括与轴承结构连接的压板。本发明准确性高，通过塞尺的测量可以直观的反应叶片装配后的间隙数据，能够确保间隙在规定的范围以内，从而提高装配的合格率。本发明易操作性好，操作人员经过简单培训均可直接上岗，大大降低操作难度。本发明通用性强，可广泛用于其他叶片微间隙装配。

Description

飞机发动机低压涡轮叶片微间隙装配装置以及装配方法

技术领域

本发明涉及飞机发动机技术领域，具体涉及一种飞机发动机低压涡轮叶片微间隙装配装置以及装配方法。

背景技术

飞机发动机涡轮部件作为整个发动机的核心组成部分，它的主要作用为：1、带动低压压气机转动；2、使气流排到尾喷口形成推力。鉴于发动机涡轮在飞机运行所起的巨大作用，因此确保低压涡轮叶片与低压涡轮转子之间的装配尤为重要。若发现叶片与转子之间的间隙不能达到技术要求势必影响转子的平衡，从而造成发动机震动，进而造成巨大的经济损失，甚至危及生命安全。而现有装配工装结构庞大且复杂，不便于操作，而且装配效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种飞机发动机低压涡轮叶片微间隙装配装置，以解决现有装配工作结构操作不便、装配效率低的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种飞机发动机低压涡轮叶片微间隙装配装置，其特征在于，包括：轴承组件以及分别设置在轴承组件上的支撑组件和压紧组件；

轴承组件包括底座以及设置在底座中部的轴承结构；支撑组件分布在轴承结构的四周，支撑组件包括固定在底座上的支撑座；压紧组件包括与轴承结构连接的压板。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述轴承结构包括转轴、分别套设在转轴外且与转轴配合的轴承座和定位块以及设置在轴承座和转轴之间的轴承；轴承座固定在底座上，定位块设置在轴承座上并且通过防转销与转轴连接，轴承内设有滚珠。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述定位块的边缘设有用于定位涡轮转子的定位台阶，定位台阶上设有固定涡轮转子的第一定位孔，定位块上靠近转轴的中部还设有与防转销配合的第二定位孔。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述定位块为倒锥形块体，定位块的底部与轴承的端面抵靠接触。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述转轴为阶梯轴，转轴端部的直径小于转轴中部的直径，转轴端部分别与底座和压板连接。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述转轴中部具有限位定位块的限位凸台，限位凸台上设有与防转销配合的限位孔。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述支撑组件还包括设置在支撑座顶部的垫环，垫环具有与涡轮叶片形状匹配的支撑斜面。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述压板的中部具有与转轴配合的通孔，通孔内壁设有沿通孔的轴向延伸的卡槽。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述压紧组件还包括设置在压板上的压紧螺母，压紧螺母与转轴连接。

一种飞机发动机低压涡轮叶片微间隙装配方法，采用权利要求1-9任一项装置进行装配，包括以下步骤：

(1)将涡轮转子套装在轴承结构上，然后用压紧组件的压板将涡轮转子压紧固定；

(2)将涡轮叶片进气边的榫头放置在支撑座上并与涡轮转子无间隙卡接在一起；

(3)采用软质榔头轻轻敲击涡轮叶片上的保险片，在敲击过程中用塞尺测量间隙尺寸，反复敲击保险片，直至保险片与涡轮叶片之间的间隙为0-0.25mm，完成一个涡轮叶片的装配；

(4)将压板松开，转动涡轮转子，确定好下一个涡轮叶片的安装位置后，再次用压板将涡轮转子压紧固定；

(5)重复步骤(2)、(3)和(4)，完成所有涡轮叶片的安装。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过轴承组件和压紧组件实现对涡轮转子的定位固定，通过支撑组件对涡轮转子和叶片支撑，以保证涡轮叶片和转子在装配过程中的稳定性，从而保证装配符合要求。本发明设计轴承组件除了对涡轮转子有定位固定的作用以外，还能够很方便地转动涡轮转子，能够实现装配工人在同一个工位完成全部涡轮叶片的安装，且无需重复拆装涡轮转子部件就能实现叶片的多次反复装配，装配更佳灵活方便。

本发明准确性高，通过塞尺的测量可以直观的反应叶片装配后的间隙数据，能够确保间隙在规定的范围以内，从而提高装配的合格率。本发明易操作性好，操作人员经过简单培训均可直接上岗，大大降低操作难度。本发明通用性强，可广泛用于其他叶片微间隙装配。

附图说明

图1为本发明实施例飞机发动机低压涡轮叶片微间隙装配装置与涡轮在装配下的结构示意图；

图2为本发明实施例飞机发动机低压涡轮叶片微间隙装配装置的轴承组件的结构示意图；

图3为本发明实施例飞机发动机低压涡轮叶片微间隙装配装置的轴承座的剖视图；

图4为本发明实施例飞机发动机低压涡轮叶片微间隙装配装置的定位块的剖视图；

图5为本发明实施例飞机发动机低压涡轮叶片微间隙装配装置的转轴的主视图；

图6为本发明实施例飞机发动机低压涡轮叶片微间隙装配装置的转轴的俯视图；

图7为本发明实施例飞机发动机低压涡轮叶片微间隙装配装置的底座的俯视图；

图8为本发明实施例飞机发动机低压涡轮叶片微间隙装配装置的底座的剖视图；

图9为本发明实施例飞机发动机低压涡轮叶片微间隙装配装置的支撑组件的结构示意图；

图10为本发明实施例飞机发动机低压涡轮叶片微间隙装配装置的压板的剖视图；

图11为本发明实施例飞机发动机低压涡轮叶片微间隙装配装置的压板的俯视图。

其中：

10-装配装置；101-轴承组件；102-支撑组件；103-压紧组件；111-底座；112-转轴；113-轴承座；114-定位块；115-轴承；116-第一安装孔；117-安装槽；118-防转销；119-定位台阶；120-第一定位孔；121-第二定位孔；122-限位凸台；123-限位孔；124-支撑座；125-垫环；126-支撑斜面；127-压板；128-压紧螺母；129-通孔；130-卡槽；131-细轴；132-细杆；133-第二安装孔；20-涡轮；201-涡轮转子；202-涡轮叶片。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例

请参照图1，本发明实施例的飞机发动机低压涡轮叶片微间隙装配装置10包括：轴承组件101以及分别设置在轴承组件101上的支撑组件102和压紧组件103。图1中虚线部分为涡轮20，包括涡轮转子201和涡轮叶片202。轴承组件101用于转动涡轮转子201，以对不同位置的涡轮叶片202进行装配，使得工作人员操作起来十分方便。支撑组件102用于在装配过程中对涡轮转子201和涡轮叶片202支撑定位，相当于装配的操作平台。压紧组件103用于在装配过程中对涡轮转子201进行压紧固定，以避免在装配过程中因为涡轮转子201移动而影响装配精度。

请参照图1和图2，轴承组件101包括底座111以及设置在底座111中部的轴承115结构。轴承115结构包括转轴112、分别套设在转轴112外且与转轴112配合的轴承座113和定位块114以及设置在轴承座113和转轴112之间的轴承115。

请参照图2，轴承座113固定在底座111上，可采用螺栓或螺钉等机械紧固件进行固定。为了保证稳定性，优选将轴承座113的底部嵌入至底座111内，然后通过机械紧固件固定，这样可以防止轴承座113在底座111上移位。请参照图3，轴承座113具有与转轴112间隙配合的第一安装孔116。并且轴承座113还具有容纳轴承115的安装槽117，该安装槽117与第一安装孔116连通。安装槽117的形状和尺寸大小与轴承115相匹配。

请参照图2，定位块114设置在轴承座113上并且通过防转销118与转轴112连接。定位块114与转轴112间隙配合。定位块114用于支撑和定位涡轮转子201。如图4所示，定位块114的边缘设有用于定位涡轮转子201的定位台阶119。定位台阶119上设有固定涡轮转子201的第一定位孔120。通过与第一定位孔120配合的机械紧固件将涡轮转子201安装并固定在定位块114上。定位块114上靠近转轴112的中部还设有与防转销118配合的第二定位孔121。如图2所示，通过防转销118将定位块114和转轴112连接为一个整体，当转轴112在轴承115的作用下转动时以带动定位块114上的涡轮转子201一起转动，从而实现对涡轮转子201位置的调节，便于对每个涡轮叶片202的装配工作。定位块114为倒锥形块体，定位块114的底部与轴承115的端面抵靠接触。如图2和4所示，呈倒锥形块体的定位块114其底部宽度小于其顶部宽度，且定位块114的底部与轴承115的端面抵靠接触，定位块114的底部的宽度小于或等于轴承座113，这样的结构设计能够避免定位块114与轴承座113接触，使得在后续需要转动定位块114时既能够在轴承115的作用下随之转动同时又不会受轴承座113的阻碍，因轴承座113是固定不动的。优选地，定位块114的第一定位孔120和第二定位孔121之间还可以设置贯通定位块114的腔体，以减少定位块114自重，从而降低转动时所需要的能耗。

请参照图5和图6，转轴112为阶梯轴，转轴112端部的直径小于转轴112中部的直径。请参照图2，转轴112端部分别与底座111和压板127连接。转轴112的底端穿过底座111并通过螺帽固定连接。如图1所示，转轴112的顶端穿过压紧组件103并于至连接。转轴112与压紧组件103之间的连接为可拆卸连接。请参照图5和图6，转轴112中部具有限位定位块114的限位凸台122。在限位凸台122的作用下，定位块114被卡在限位凸台122和轴承115之间，从而提高定位块114的安装稳定性。限位凸台122上设有与防转销118配合的限位孔123。

请参照图2，轴承115内设有滚珠。轴承115分为上下两个部分，轴承115的下部固定在轴承座113内，轴承115的上部与轴承座113之间存在活动间隙，滚珠设置在上部与下部之间，在滚珠的作用下，上部相对于下部转动，从而带动设置在上部上的定位块114转动。

图7和图8为底座111的俯视图和剖视图。

请参照图1和图9，支撑组件102分布在轴承115结构的四周。支撑组件102包括固定在底座111上的支撑座124。支撑座124呈L形，以方便将支撑座124固定在底座111上。支撑座124的数量为至少为三个，以对涡轮转子201的边缘起到支撑作用。请参照图9，支撑组件102还包括设置在支撑座124顶部的垫环125，垫环125具有与涡轮叶片202形状匹配的支撑斜面126。支撑斜面126能够更好地与涡轮叶片202匹配，避免装配过程中改变叶片原有的形状，确保装配精度。垫环125通过机械紧固件固定在支撑座124的顶部。设置在垫环125上的第二安装孔133深度应大于机械紧固件的头部深度，以便机械紧固件在安装后全部嵌入在第二安装孔133内。

请参照图1，压紧组件103包括与轴承115结构连接的压板127以及设置在压板127上的压紧螺母128。如图10和图11所示，压板127的中部具有与转轴112配合的通孔129，通孔129内壁设有沿通孔129的轴向延伸的卡槽130。如图1和图10所示，通过在卡槽130内设置细轴131，将转轴112与压板127在水平方向固定，避免压板127转动。如图1所示，压紧螺母128与转轴112连接。压紧螺母128的外侧设有横向设置的细杆132，该细杆132有两种实施方式。一种是，当压紧螺母128与转轴112的顶端端部通过螺纹连接，细杆132设置在压紧螺母128的外侧壁，起到帮助旋转压紧螺母128的作用。另一种是，压紧螺母128通过细杆132与转轴112的顶端端部顶紧实现连接固定，细杆132贯通压紧螺母128，起到紧固压紧螺母128的作用。

本发明实施例的飞机发动机低压涡轮叶片202微间隙装配方法，采用本发明实施例的上述装置进行装配，包括以下步骤：

(1)将涡轮转子201套装在轴承115结构上，然后用压紧组件103的压板127将涡轮转子201压紧固定；

具体地，将涡轮转子201放置在定位块114的定位台阶119上，用紧固螺栓将涡轮转子201固定，然后将压板127和压紧螺母128依次装在转轴112外侧，通过压紧螺母128将压板127仅仅压住涡轮转子201。

(2)将涡轮叶片202进气边的榫头放置在支撑座124上并与涡轮转子201无间隙卡接在一起；

(3)采用软质榔头轻轻敲击涡轮叶片202上的保险片，在敲击过程中用塞尺测量间隙尺寸，反复敲击保险片，直至保险片与涡轮叶片202之间的间隙为0-0.25mm，完成一个涡轮叶片202的装配；

(4)将压板127松开，转动涡轮转子201，确定好下一个涡轮叶片202的安装位置后，再次用压板127将涡轮转子201压紧固定；

具体地，松开压紧螺母128和压板127，转动涡轮转子201，在轴承115的作用下涡轮转子201、定位块114、转轴112和压紧组件103一起转动，转到下一个带装配的涡轮叶片202的位置时，停止，通过压板127和压紧螺母128将涡轮转子201再次紧固。

(5)重复步骤(2)、(3)和(4)，完成所有涡轮叶片202的安装。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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)

1.一种飞机发动机低压涡轮叶片微间隙装配装置，其特征在于，包括：轴承组件以及分别设置在所述轴承组件上的支撑组件和压紧组件；

所述轴承组件包括底座以及设置在所述底座中部的轴承结构；所述支撑组件分布在所述轴承结构的四周，所述支撑组件包括固定在所述底座上的支撑座；所述压紧组件包括与所述轴承结构连接的压板。

2.根据权利要求1所述的飞机发动机低压涡轮叶片微间隙装配装置，其特征在于，所述轴承结构包括转轴、分别套设在所述转轴外且与所述转轴配合的轴承座和定位块以及设置在所述轴承座和所述转轴之间的轴承；所述轴承座固定在所述底座上，所述定位块设置在所述轴承座上并且通过防转销与所述转轴连接，所述轴承内设有滚珠。

3.根据权利要求2所述的飞机发动机低压涡轮叶片微间隙装配装置，其特征在于，所述定位块的边缘设有用于定位涡轮转子的定位台阶，所述定位台阶上设有固定涡轮转子的第一定位孔，所述定位块上靠近所述转轴的中部还设有与所述防转销配合的第二定位孔。

4.根据权利要求2所述的飞机发动机低压涡轮叶片微间隙装配装置，其特征在于，所述定位块为倒锥形块体，所述定位块的底部与所述轴承的顶面抵靠接触。

5.根据权利要求2-4任一项所述的飞机发动机低压涡轮叶片微间隙装配装置，其特征在于，所述转轴为阶梯轴，转轴端部的直径小于转轴中部的直径，所述转轴端部分别与所述底座和所述压板连接。

6.根据权利要求5所述的飞机发动机低压涡轮叶片微间隙装配装置，其特征在于，所述转轴中部具有限位所述定位块的限位凸台，所述限位凸台上设有与所述防转销配合的限位孔。

7.根据权利要求2-4任一项所述的飞机发动机低压涡轮叶片微间隙装配装置，其特征在于，所述支撑组件还包括设置在所述支撑座顶部的垫环，所述垫环具有与涡轮叶片形状匹配的支撑斜面。

8.根据权利要求2-4任一项所述的飞机发动机低压涡轮叶片微间隙装配装置，其特征在于，所述压板的中部具有与所述转轴配合的通孔，所述通孔内壁设有沿所述通孔的轴向延伸的卡槽。

9.根据权利要求8所述的飞机发动机低压涡轮叶片微间隙装配装置，其特征在于，所述压紧组件还包括设置在所述压板上的压紧螺母，所述压紧螺母与所述转轴连接。

10.一种飞机发动机低压涡轮叶片微间隙装配方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述装置进行装配，包括以下步骤：

(1)将涡轮转子套装在轴承结构上，然后用压紧组件的压板将涡轮转子压紧固定；

(2)将涡轮叶片进气边的榫头放置在支撑座上并与涡轮转子无间隙卡接在一起；

(3)采用软质榔头轻轻敲击涡轮叶片上的保险片，在敲击过程中用塞尺测量间隙尺寸，反复敲击保险片，直至保险片与涡轮叶片之间的间隙为0-0.25mm，完成一个涡轮叶片的装配；

(4)将压板松开，转动涡轮转子，确定好下一个涡轮叶片的安装位置后，再次用压板将涡轮转子压紧固定；

(5)重复步骤(2)、(3)和(4)，完成所有涡轮叶片的安装。