CN112171571B - 一种航空发动机风扇转子组合件动平衡用装配装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种航空发动机风扇转子组合件动平衡用装配装置，包括：装配组件、翻转组件、夹紧组件及固定组件；待装配的部件为风扇转子和与其同轴配合的风扇轴；所述装配组件用于风扇转子和风扇轴沿竖直方向的装配，即风扇轴的轴线沿竖直方向布置；所述翻转组件用于装配完的风扇转子和风扇轴翻转到水平方向，即风扇轴的轴线沿水平方向布置；所述夹紧组件用于对风扇转子和风扇轴的翻转过程进行支撑；所述固定组件用于对风扇轴上的轴承进行限位，防止风扇转子和风扇轴的翻转过程中轴承滑落；本发明用于航空发动机风扇转子进行组合动平衡前的装配和翻转，能够实现风扇转子的快速装配及可调姿态，提高装配效率，降低劳动强度。

Description

一种航空发动机风扇转子组合件动平衡用装配装置

技术领域

本发明属于辅助装配技术领域，具体涉及一种航空发动机风扇转子组合件动平衡用装配装置。

背景技术

风扇转子作为发动机的重要组成部分，在发动机工作中发挥着重要的作用：主要能实现对发动机进口的空气做功，提高其压力和温度。风扇转子作为低压转子系统的一部分，其振动特性直接影响低压转子系统的平衡特性。转子不平衡引起的振动是导致机械设备振动、噪声以及机构破坏的主要原因。在机械全部故障中,转子不平衡引起的故障约占60％。因此，为保证发动机安全稳定运行,对风扇转子进行动平衡测试与校正具有十分重要的意义。

现有风扇转子动平衡前装配过程仅仅针对风扇转子的装配方式采用相关的辅助装置，对于动平衡后进行卧式动平衡的要求并未考虑在内；风扇转子动平衡前的装配一般采用比较容易实现和操作的竖直式装配；由于航空发动机的风扇转子往往质量和尺寸都较大，装配前操作难度较大，往往需要多个工装协作，仅仅考虑装配过程所需的装置，导致装置实现功能单一，种类繁多，中间环节复杂，最终导致装配效率低、成本高、劳动强度大且不易操作。同时，由于风扇转子的动平衡操作在卧式动平衡机上进行，需要对竖直装配完毕后的风扇转子进行翻转，使其能够满足卧式动平衡机的要求，因此，对风扇转子的动平衡装配前提出了更高的要求。因此，结合风扇转子装配和动平衡工艺特点，需设计一种通用的集成装置优化装配过程。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种航空发动机风扇转子组合件动平衡用装配装置，用于航空发动机风扇转子进行组合动平衡前的装配和翻转，能够实现风扇转子的快速装配及可调姿态，提高装配效率，降低劳动强度。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种航空发动机风扇转子组合件动平衡用装配装置，包括：装配组件、翻转组件、夹紧组件及固定组件；

待装配的部件为风扇转子和与其同轴配合的风扇轴；

所述装配组件用于风扇转子和风扇轴沿竖直方向的装配，即风扇轴的轴线沿竖直方向布置；

所述翻转组件用于装配完的风扇转子和风扇轴翻转到水平方向，即风扇轴的轴线沿水平方向布置；

所述夹紧组件用于对风扇转子和风扇轴的翻转过程进行支撑；

所述固定组件用于对风扇轴上的轴承进行限位，防止风扇转子和风扇轴的翻转过程中轴承滑落。

进一步的，所述装配组件包括：装配台架、支撑机架、拉杆、压板、上固定螺母、固定板、挡板及下固定螺母；

所述装配台架和支撑机架均为L型架；所述装配台架的水平部分通过车轮及支腿支撑在地面上；所述支撑机架的竖直部分通过转轴销接在装配台架的竖直部分顶部；所述转轴的轴线沿水平方向设置，所述支撑机架可绕所述转轴的轴线转动；所述支撑机架的水平部分位于装配台架的水平部分上方，且二者间距设定距离；

所述固定板为U型条状板，U型条状板的两端设有折沿；所述U型条状板通过其折沿倒置固定在所述支撑机架的水平部分上，即所述U型条状板的水平部分朝上布置；

所述挡板固定在支撑机架的水平部分上，且挡板位于所述固定板的水平部分的正下方；

待装配的风扇轴轴线沿竖直方向布置，且所述风扇轴的底部穿过固定板的水平部分后，风扇轴的底部端面支撑在挡板上；所述风扇轴上的轴肩支撑在固定板的水平部分上，固定板的水平部分和挡板实现对风扇轴的支撑；

所述拉杆的两端加工有外螺纹；所述拉杆同轴穿过所述风扇轴，拉杆的底部伸出于挡板及支撑机架的水平部分后，所述底部安装有下固定螺母；待装配的风扇转子套装在风扇轴后，拉杆的顶部伸出于风扇转子，所述顶部安装有压板及上固定螺母；所述下固定螺母和上固定螺母用于将风扇转子和风扇轴压紧固定在支撑机架的水平部分上。

进一步的，所述翻转组件包括：减速机和限位销轴；

所述减速机固定在装配台架的竖直部分的顶部，且减速机的输出轴与所述转轴同轴连接；所述减速机用于通过所述转轴带动所述支撑机架转动；

所述限位销轴的一端安装在装配台架的竖直部分的顶部；当支撑机架转动到位时，所述限位销轴的另一端伸入到支撑机架上预设的定位孔内，实现对支撑机架转动限位。

进一步的，所述减速机采用涡轮减速机构。

进一步的，所述夹紧组件包括：支撑抱环、支撑臂、固定座、连接螺钉A及连接螺母；

两个所述固定座分别固定在装配组件上；且两个固定座分别位于风扇转子的两侧；

所述支撑抱环为由左右对称的两个半环对接组成的环状结构；两个半环分别套装在风扇转子的外圆周面，且两个半环的对接端分别通过连接螺钉A和连接螺母连接为一体；两个半环的中部分别通过支撑臂与对应的固定座连接，其中，每个支撑臂的两端与半环及固定座的连接均为销接。

进一步的，所述固定组件包括：上固定件、下固定件及连接螺钉B；

所述上固定件和下固定件均为L形块；所述下固定件的一个端面加工有U形槽；上固定件和下固定件相对装配组成U形结构，并通过所述连接螺钉B连接为一体；且上固定件的端部嵌入到所述下固定件的U形槽内；所述U形结构卡套在风扇转子的轴承上；U形结构的两个侧板分别与所述轴承的两个端面相抵触，U形结构的底板与所述轴承的外圆周面相抵触，实现对所述轴承的固定。

有益效果：(1)本发明实现了航空发动机风扇转子组合件动平衡前的装配操作，即本发明的装配组件能够实现风扇转子竖直式装配，翻转组件能够实现装配后的风扇转子由竖直到水平的翻转，在风扇转子的翻转过程中，风扇转子的姿态发生变化，所述夹紧组件能够避免因风扇转子翻转过程中的重心变化导致支撑刚性变差，损伤产品；所述固定组件能够防止风扇转子上的轴承滑落；因此，本发明优化了装配工装和流程，减轻了装配过程中的劳动强度，提高了装配过程的安全性和可靠性。

(2)本发明的支撑机架和装配台架均采用L型架，相比常规的安装支撑架形式，结构更为简化，布局更为紧凑。

(3)本发明的减速机选用涡轮减速机构，实现省力操作，同时能实现自锁功能，起到安全防护作用；同时，限位销轴能够防止翻转后的风扇转子晃动。

(4)由于在风扇转子翻转过程中重心的变化，仅仅依靠固定板进行固定支撑无法满足支撑强度，本发明的支撑抱环增加了装置整体的刚性，防止产品坠落；且支撑抱环由左右对称的两个半环对接组成，通过连接螺钉A和连接螺母打开或连接抱环，能够快速实现对风扇转子的拆卸。

(5)本发明在完成风扇转子配套的轴承内环、滚动体及轴承外环的安装后，安装本发明的固定组件固定所述轴承内环、滚动体及轴承外环组成的轴承，固定组件能够防止风扇转子上的轴承外环和滚动体脱落，保证后续装配相关操作的安全性。

附图说明

图1为本发明的结构组成图；

图2为图1的左视图；

图3为固定组件的装配示意图；

图4为图3的A-A剖面图；

图5为风扇转子翻转到位的示意图；

其中，1-装配台架，2-支撑机架，3-拉杆，4-压板，5-上固定螺母，6-固定板，7-挡板，8-下固定螺母，9-风扇转子，10-减速机，11-限位销轴，12-支撑抱环，13-支撑臂，14-固定座，15-连接螺钉A，16-连接螺母，17-上固定件，18-下固定件，19-连接螺钉B，20-风扇轴，21-轴承内环，22-滚动体，23-轴承外环。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本实施例提供了一种航空发动机风扇转子组合件动平衡用装配装置，参见附图1-2，包括：装配组件、翻转组件、夹紧组件及固定组件；

待装配的部件为风扇转子9和与其同轴配合的风扇轴20；

所述装配组件包括：装配台架1、支撑机架2、拉杆3、压板4、上固定螺母5、固定板6、挡板7及下固定螺母8；

所述装配台架1和支撑机架2均为L型架；所述装配台架1的水平部分通过车轮及支腿支撑在地面上；所述支撑机架2的竖直部分通过转轴销接在装配台架1的竖直部分顶部；所述转轴的轴线沿水平方向设置，所述支撑机架2可绕所述转轴的轴线转动；所述支撑机架2的水平部分位于装配台架1的水平部分上方，且二者间距设定距离；

所述固定板6为U型条状板，U型条状板的两端设有折沿；所述U型条状板通过其折沿倒置固定在所述支撑机架2的水平部分上，即所述U型条状板的水平部分朝上布置；

所述挡板7固定在支撑机架2的水平部分上，且挡板7位于所述固定板6的水平部分的正下方；

待装配的风扇轴20轴线沿竖直方向布置，且所述风扇轴20的底部穿过固定板6的水平部分后，风扇轴20的底部端面支撑在挡板7上；所述风扇轴20上的轴肩支撑在固定板6的水平部分上，固定板6的水平部分和挡板7实现对风扇轴20的支撑；

所述拉杆3的两端加工有外螺纹；所述拉杆3同轴穿过所述风扇轴20，拉杆3的底部伸出于挡板7及支撑机架2的水平部分后，所述底部安装有下固定螺母8；待装配的风扇转子9套装在风扇轴20后，拉杆3的顶部伸出于风扇转子9，所述顶部安装有压板4及上固定螺母5；所述下固定螺母8和上固定螺母5用于将风扇转子9和风扇轴20压紧固定在支撑机架2的水平部分上；

所述翻转组件包括：减速机10和限位销轴11；

所述减速机10采用涡轮减速机构；所述减速机10固定在装配台架1的竖直部分的顶部，且减速机10的输出轴与所述转轴同轴连接；所述减速机10用于通过所述转轴带动所述支撑机架2转动；

所述限位销轴11的一端安装在装配台架1的竖直部分的顶部；当支撑机架2转动到位时，所述限位销轴11的另一端伸入到支撑机架2上预设的定位孔内，实现对支撑机架2转动限位，防止支撑机架2翻转晃动；

所述夹紧组件包括：支撑抱环12、支撑臂13、固定座14、连接螺钉A15及连接螺母16；

两个所述固定座14分别固定在支撑机架2的竖直部分上；且两个固定座14分别位于风扇转子9的两侧；

所述支撑抱环12为由左右对称的两个半环对接组成的环状结构；两个半环分别套装在风扇转子9的外圆周面，且两个半环的对接端分别通过连接螺钉A15和连接螺母16连接为一体；两个半环的中部分别通过支撑臂13与对应的固定座14连接，其中，每个支撑臂13的两端与半环及固定座14的连接均为销接；

参见附图3-4，所述固定组件包括：上固定件17、下固定件18及连接螺钉B19；所述上固定件17和下固定件18均为L形块；所述下固定件18的一个端面加工有U形槽；上固定件17和下固定件18相对装配组成U形结构，并通过所述连接螺钉B19连接为一体；且上固定件17的端部嵌入到所述下固定件18的U形槽内；所述U形结构卡套在风扇转子9的轴承(所述轴承包括：轴承内环21、轴承外环23和滚动体22)上；U形结构的两个侧板分别与所述轴承的两个端面相抵触，U形结构的底板与所述轴承的外圆周面相抵触，实现对所述轴承的固定，防止轴承的轴承外环23和滚动体22脱落。

风扇转子的装配过程如下：

第一步，将轴承套装在所述风扇轴20上，并通过所述固定组件固定所述轴承；

第二步，将所述风扇轴20沿竖直方向安装在所述支撑机架2上，并通过拉杆3、挡板7、固定板6和下固定螺母8将风扇轴20定位固定；

第三步，将风扇转子9套装在风扇轴20上，并通过压板4和上固定螺母5对风扇转子9进行压紧固定；

第四步，完成风扇转子9和风扇轴20的装配后，将夹紧组件安装在风扇转子9上，实现对风扇转子9的支撑；

第五步，当所述风扇转子9在减速机10的作用下翻转到位，参见附图5，即所述风扇轴20处于水平方向时，通过限位销轴11对风扇转子9进行位置锁定，实现风扇转子9动平衡前状态。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (6)

1.一种航空发动机风扇转子组合件动平衡用装配装置，其特征在于，包括：装配组件、翻转组件、夹紧组件及固定组件；

待装配的部件为风扇转子(9)和与其同轴配合的风扇轴(20)；

所述装配组件用于风扇转子(9)和风扇轴(20)沿竖直方向的装配，即风扇轴(20)的轴线沿竖直方向布置；

所述翻转组件用于装配完的风扇转子(9)和风扇轴(20)翻转到水平方向，即风扇轴(20)的轴线沿水平方向布置；

所述夹紧组件用于对风扇转子(9)和风扇轴(20)的翻转过程进行支撑；

所述固定组件用于对风扇轴(20)上的轴承进行限位，防止风扇转子(9)和风扇轴(20)的翻转过程中轴承滑落；

所述装配组件包括：装配台架(1)、支撑机架(2)、固定板(6)及挡板(7)；

所述装配台架(1)和支撑机架(2)均为L型架；所述装配台架(1)的水平部分通过车轮及支腿支撑在地面上；所述支撑机架(2)的竖直部分通过转轴销接在装配台架(1)的竖直部分顶部；所述转轴的轴线沿水平方向设置，所述支撑机架(2)可绕所述转轴的轴线转动；所述支撑机架(2)的水平部分位于装配台架(1)的水平部分上方，且二者间距设定距离；

所述固定板(6)为U型条状板，U型条状板的两端设有折沿；所述U型条状板通过其折沿倒置固定在所述支撑机架(2)的水平部分上，即所述U型条状板的水平部分朝上布置；

所述挡板(7)固定在支撑机架(2)的水平部分上，且挡板(7)位于所述固定板(6)的水平部分的正下方；

待装配的风扇轴(20)轴线沿竖直方向布置，且所述风扇轴(20)的底部穿过固定板(6)的水平部分后，风扇轴(20)的底部端面支撑在挡板(7)上；所述风扇轴(20)上的轴肩支撑在固定板(6)的水平部分上，固定板(6)的水平部分和挡板(7)实现对风扇轴(20)的支撑。

2.如权利要求1所述的一种航空发动机风扇转子组合件动平衡用装配装置，其特征在于，所述装配组件还包括：拉杆(3)、压板(4)、上固定螺母(5)及下固定螺母(8)；

所述拉杆(3)的两端加工有外螺纹；所述拉杆(3)同轴穿过所述风扇轴(20)，拉杆(3)的底部伸出于挡板(7)及支撑机架(2)的水平部分后，所述底部安装有下固定螺母(8)；待装配的风扇转子(9)套装在风扇轴(20)后，拉杆(3)的顶部伸出于风扇转子(9)，所述顶部安装有压板(4)及上固定螺母(5)；所述下固定螺母(8)和上固定螺母(5)用于将风扇转子(9)和风扇轴(20)压紧固定在支撑机架(2)的水平部分上。

3.如权利要求2所述的一种航空发动机风扇转子组合件动平衡用装配装置，其特征在于，所述翻转组件包括：减速机(10)和限位销轴(11)；

所述减速机(10)固定在装配台架(1)的竖直部分的顶部，且减速机(10)的输出轴与所述转轴同轴连接；所述减速机(10)用于通过所述转轴带动所述支撑机架(2)转动；

所述限位销轴(11)的一端安装在装配台架(1)的竖直部分的顶部；当支撑机架(2)转动到位时，所述限位销轴(11)的另一端伸入到支撑机架(2)上预设的定位孔内，实现对支撑机架(2)转动限位。

4.如权利要求3所述的一种航空发动机风扇转子组合件动平衡用装配装置，其特征在于，所述减速机(10)采用涡轮减速机构。

5.如权利要求1所述的一种航空发动机风扇转子组合件动平衡用装配装置，其特征在于，所述夹紧组件包括：支撑抱环(12)、支撑臂(13)、固定座(14)、连接螺钉A(15)及连接螺母(16)；

两个所述固定座(14)分别固定在装配组件上；且两个固定座(14)分别位于风扇转子(9)的两侧；

所述支撑抱环(12)为由左右对称的两个半环对接组成的环状结构；两个半环分别套装在风扇转子(9)的外圆周面，且两个半环的对接端分别通过连接螺钉A(15)和连接螺母(16)连接为一体；两个半环的中部分别通过支撑臂(13)与对应的固定座(14)连接，其中，每个支撑臂(13)的两端与半环及固定座(14)的连接均为销接。

6.如权利要求1所述的一种航空发动机风扇转子组合件动平衡用装配装置，其特征在于，所述固定组件包括：上固定件(17)、下固定件(18)及连接螺钉B(19)；

所述上固定件(17)和下固定件(18)均为L形块；所述下固定件(18)的一个端面加工有U形槽；上固定件(17)和下固定件(18)相对装配组成U形结构，并通过所述连接螺钉B(19)连接为一体；且上固定件(17)的端部嵌入到所述下固定件(18)的U形槽内；所述U形结构卡套在风扇转子(9)的轴承上；U形结构的两个侧板分别与所述轴承的两个端面相抵触，U形结构的底板与所述轴承的外圆周面相抵触，实现对所述轴承的固定。

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