CN112360794B - 轴流压气机前段静态滑油密封试验装置的工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轴流压气机前段静态滑油密封试验装置的工作方法，轴流压气机前段静态滑油密封试验装置包括被检测装置和检测装置，被检测装置包括进气机匣、轴流转子、轴承、轴承座、封严盒盖、摩擦环、石墨封严盒，检测装置包括气源、通气管、盖板、接管嘴、堵头、吸油纸，盖板用于封闭内环体内腔的端部，堵头用于封闭油路，接管嘴的一端经通气管与气源相连通，接管嘴的另一端穿过盖板与内腔相通，用于向内腔内充入气体；吸油纸置于封严盒盖的外侧端，使用时压气机轴竖直、且内腔开口向上设置，在内环体的内腔注入滑油，并向内腔注入气体，观察吸油纸上是否存在泄漏的滑油。

Description

轴流压气机前段静态滑油密封试验装置的工作方法

技术领域

本发明涉及航空发动机辅助设备技术领域，特别是一种轴流压气机前段静态滑油密封试验方法。

背景技术

随着航空发动机发明到如今的应用和迅速发展，各类技术都在不断地改进和完善，封严系统一直是研究人员面对的重要问题。航空发动机中压气机轴两端靠轴承固定，轴承在工作时通过滑油对其冷却。用于冷却轴承的滑油通过石墨端面密封结构密封，另外轴承座的安装端面都有胶圈辅助密封以防止滑油渗漏。

航空发动机压气机工作时，如果滑油密封系统密封不理想，则会造成滑油泄漏超标，直接影响轴承的冷却效果，滑油泄漏到发动机流道内也会和灰尘、积碳等物质粘附在叶片上，改变叶片表面的粗糙度，降低压气机的效率。

航空发动机压气机装配前，可以先对封严装置进行静态的密封试验，如石墨封严盒与摩擦环配对气密试验，合格后装于压气机中使用。因此设计一种结构简单、易于操作的轴流压气机前段静态滑油密封试验装置及试验方法是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、易于操作的轴流压气机前段静态滑油密封试验装置及试验方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的轴流压气机前段静态滑油密封试验装置，包括被检测装置和检测装置，所述被检测装置包括进气机匣、轴流转子、轴承、轴承座、封严盒盖、摩擦环、石墨封严盒，所述进气机匣包括内环体和外环体，所述内环体上设置多个与内环体的内腔相通的油路，轴承座的外环面与所述内环体端部的内孔面过盈配合，轴承置于所述轴承座内，轴流转子的压气机轴的顶端与所述轴承过盈配合；所述轴承座的外侧端设置摩擦环、封严盒盖、石墨封严盒，摩擦环、石墨封严盒依次套接在压气机轴上，且石墨封严盒的石墨面贴紧压在摩擦环上，形成主要的密封面；石墨封严盒的外环壁与封严盒盖过盈配合，轴承座与进气机匣的贴合面之间、轴承座与封严盒盖的贴合面之间分别设置用于密封的胶圈；所述检测装置包括气源、通气管、盖板、接管嘴、堵头、吸油纸，所述盖板用于封闭所述内环体内腔的端部，所述堵头用于封闭所述油路，所述接管嘴的一端经通气管与气源相连通，接管嘴的另一端穿过盖板与内腔相通，用于向内腔内充入气体；所述吸油纸置于封严盒盖的外侧端，使用时压气机轴竖直、且内腔开口向上设置，在内环体的内腔注入滑油，并向内腔注入气体，观察吸油纸上是否存在泄漏的滑油。

进一步，所述检测装置还包括置于通气管上的一级减压阀和二级减压阀，所述一级减压阀用于进气压力的粗调，二级减压阀用于进气压力的微调。

上述轴流压气机前段静态滑油密封试验装置的试验方法，包括如下步骤：

（A）试验前准备工作：将压气机前段装配完成后翻转90度使内环体内腔的开口朝上，用塞头将压气机轴的内孔堵上，在内腔倒入滑油，滑油面浸没轴承即可；用堵头塞住各油路；盖板封盖在内腔上；通气管一端拧紧在接管嘴上，另一端接通二级减压阀、一级减压阀后最终接到气源中；引气压力可以通过一级减压阀和二级减压阀来调节；用镊子将吸油纸周向一圈放至封严盒盖下方，用于收集渗漏出的滑油。

（B）试验过程：打开气源的阀门，调节压力到0.7MPa，观察二级减压阀显示的气压数值，气压上下浮动不超过0.05MPa；高压气体引入内腔后，保持不低于15分钟，过程中注意观察二级减压阀、一级减压阀显示的压力值，不能出现压力大幅度跳动；关闭气源的阀门，用镊子将吸油纸取出，观察是否有滑油在吸油纸上，若没有，则表明整个压气机前段静态滑油密封合格，可以保证发动机工作时压气机前段滑油密封良好。

（C）试验若是合格，直接拆下试验工装，试验若是不合格，则分解压气机前段各零件：更换轴承座胶圈和封严盒盖胶圈，检查石墨封严盒的石墨面与摩擦环工作面，不合格则更换，重新装配后继续试验。

发明的技术效果：（1）本发明的轴流压气机前段静态滑油密封试验装置及试验方法，相对于现有技术，不仅是单独的对密封装置进行密封试验，而是对轴流压气机前段整体进行滑油密封试验，将安装端面的胶圈密封是否合格也考虑在内，可以验证轴流压气机前段静态密封效果；（2）试验所需的工装简单易加工，试验过程简洁易操作，试验效果明显。

附图说明

下面结合说明书附图对本发明作进一步详细说明：

图1是本发明轴流压气机前段静态滑油密封试验装置装夹后的剖面结构示意图；

图2是本发明轴流压气机前段轴承四周零件在发动机装配后的轴向示意图；

图3是本发明轴流压气机前段轴承四周零件在发动机装配后的剖面结构示意图；

图中：

气源1，一级减压阀11，二级减压阀12，通气管13，

盖板2，接管嘴21，盖板螺钉22，

内腔3，小堵头31，小堵头胶圈32，大堵头胶圈33，大堵头34，大直径油路35，小直径油路36，

进气机匣4，进气机匣上部41，进气机匣底座42，上支板43，左支板44，下支板45，右支板46，内环体47，外环体48，

轴流转子5，吸油纸51，压气机轴52，转子轴花键53，锥齿轮54，锁圈55，塞头56，螺母57，轴肩58，内孔59；

轴承6，垫块61，锁紧螺母62，轴承内环63，轴承外环64，

轴承座7，轴承座安装孔71，油槽72，出油口73，

封严盒盖8，喷油孔81，摩擦环82，轴承座胶圈83，封严盒盖胶圈84，喷油腔85，石墨封严盒86。

具体实施方式

实施例1

本实施例的轴流压气机前段静态滑油密封试验装置，包括被检测装置和检测装置，如图2和图3所示，被检测装置包括进气机匣4、轴承6、轴承座7、轴流转子5、封严盒盖8、石墨封严盒86，进气机匣4包括沿横向设置的内环体47和外环体48，内环体47置于外环体48内，外环体48的顶端设置进气机匣上部41，外环体48的底端设置进气机匣底座42，内环体47和外环体48之间沿径向设置上支板43、下支板45、左支板44和右支板46，上支板43上沿径向设置一个直径为16mm的大直径油路35和两个直径为12mm的小直径油路36，上支板43上的大直径油路35、小直径油路36由进气机匣上部41延伸至内环体47的内腔3，下支板45同样上沿径向设置一个直径16mm的大直径油路35和两个直径12mm的小直径油路36，下支板45上的大直径油路35、小直径油路36由进气机匣底座42延伸至内环体47的内腔3，用于在轴流压气机正常使用时过油。

装配时轴承座7的外环面与内环体47端部的内孔面过盈配合， 并用螺钉拧紧在轴承座安装孔71上，轴承6为滚珠轴承，轴承外环64过盈装配于轴承座7的内孔上，轴承内环63过盈装配于轴流转子5的压气机轴52上；轴承外环64在轴向方向上一端面与轴承座7贴合，另一端面通过锁紧螺母62拧紧在轴承座7上；装于压气机轴52上的零件依次有摩擦环82、轴承内环63、垫块61，摩擦环82在轴向方向上一端面与轴承6贴合，另一端面与压气机轴52上的轴肩58抵接，用于对压气机轴52进行轴向限位，摩擦环82、垫块61均与压气机轴52间隙配合，轴承内环63与压气机轴52过盈配合；压气机轴52的前端设置转子轴花键53，锥齿轮54经转子轴花键53套接在压气机轴52的前端，锥齿轮54通过锁圈55和螺母57进行固定；压气机轴52的轴心设置内孔59。

石墨封严盒86套接在压气机轴52上，且石墨封严盒86的石墨面贴紧压在摩擦环82上，形成主要的密封面；石墨封严盒86的外环壁与封严盒盖8过盈配合，轴承座7与进气机匣4的贴合面有轴承座胶圈83辅助密封，轴承座7与封严盒盖8的贴合面有封严盒盖胶圈84辅助密封，防止贴合面渗油，在封严盒盖8、石墨封严盒86、轴承座7、摩擦环82之间形成喷油腔85，轴承6的外侧端置于喷油腔85的一侧。

为了对轴承6进行冷却，左支板44内设置冷却油路，内环体47的外侧端面49上设置弧形的油槽72，冷却油路的进油口置于外环体48外侧，冷却油路的出油口73置于油槽72的一端，轴承座7上设置与油槽72相通的轴承座油路，封严盒盖8上设置喷油孔81，喷油孔81的一端与喷油腔85相通，喷油孔81的另一端与轴承座油路相通，以使用于冷却的滑油可经冷却油路、油槽72、轴承座油路、喷油孔81进入喷油腔85，由喷油腔85进入轴承6对轴承6进行冷却降温。

如图1所示，检测装置包括气源1、通气管13、盖板2、接管嘴21、与大直径油路35相适配的大堵头34、与小直径油路36相适配的小堵头31、吸油纸51，盖板2经盖板螺钉22固定在内环体47的端部，用于封闭内环体内腔3的开口端部，2个大堵头34分别用于封闭2个大直径油路35，4个小堵头31分别用于封闭4个小直径油路36，接管嘴21的一端经通气管13与气源1相连通，接管嘴21的另一端穿过盖板2与内腔3相通，用于向内腔3内充入气体；压气机轴52的内孔59由塞头56进行封闭堵塞，冷却油路的进油口同样设置进油口堵头进行封闭；吸油纸51置于封严盒盖8的外侧端，为精确调节进入内腔3的气体压力，通气管13上依次设置一级减压阀11、二级减压阀12，一级减压阀11用于进气压力的粗调，二级减压阀12用于进气压力的微调；使用时压气机轴52竖直设置，在内环体47的内腔3注入滑油，并向内腔3注入气体，观察吸油纸51上是否存在泄漏的滑油。

为确保油路封闭效果，各大堵头34与大直径油路35之间设置大堵头胶圈33，各小堵头31与小直径油路36之间设置小堵头胶圈32。

实施例2

上述轴流压气机前段静态滑油密封试验装置的试验方法，包括如下步骤：

（A）试验前准备工作：将压气机前段装配完成后翻转90度使内环体47内腔3的开口朝上，用塞头56将压气机轴52的内孔59堵上，向内腔3倒入滑油，滑油面浸没轴承6即可；用大堵头34塞住大直径油路35、小堵头31塞住小直径油路36；盖板2封盖在内腔3上；通气管13一端拧紧在接管嘴21上，另一端接通二级减压阀12、一级减压阀11后最终接到气源1中；引气压力可以通过一级减压阀11和二级减压阀12来调节；用镊子将吸油纸51沿周向一圈放至封严盒盖8下方，用于收集渗漏出的滑油。

（B）试验过程：打开气源1的阀门，调节压力到0.7MPa，观察二级减压阀12显示的气压数值，气压上下浮动不超过0.05MPa；高压气体引入内腔3后，保持15分钟至20分钟，过程中注意观察二级减压阀12、一级减压阀11显示的压力值，不能出现压力大幅度跳动；关闭气源1的阀门，用镊子将吸油纸51取出，观察是否有滑油在吸油纸51上，若没有，则表明整个压气机前段静态滑油密封合格，可以保证发动机工作时压气机前段滑油密封良好。

（C）试验若是合格，直接拆下试验工装，试验若是不合格，则分解压气机前段各零件：更换轴承座胶圈83和封严盒盖胶圈84，检查石墨封严盒86的石墨面与摩擦环82工作面，不合格则更换，重新装配后继续试验。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (1)

1.一种轴流压气机前段静态滑油密封试验装置的工作方法，其特征在于，该装置包括被检测装置和检测装置，所述被检测装置包括进气机匣、轴流转子、轴承、轴承座、封严盒盖、摩擦环、石墨封严盒，所述进气机匣包括内环体和外环体，所述内环体上设置多个与内环体的内腔相通的油路，轴承座的外环面与所述内环体端部的内孔面过盈配合，轴承置于所述轴承座内，轴流转子的压气机轴的顶端与所述轴承过盈配合；内环体和外环体之间沿径向设置上支板、下支板、左支板和右支板，上支板上沿径向设置一大直径油路和两个小直径油路，上支板上的大直径油路、小直径油路由进气机匣上部延伸至内环体的内腔，下支板上沿径向设置一大直径油路和两个小直径油路，下支板上的大直径油路、小直径油路由进气机匣底座延伸至内环体的内腔，用于在轴流压气机正常使用时过油；

所述轴承座的外侧端设置摩擦环、封严盒盖、石墨封严盒，摩擦环、石墨封严盒依次由内而外地套接在压气机轴上，且石墨封严盒的石墨面贴紧压在摩擦环上，形成主要的密封面；石墨封严盒的外环壁与封严盒盖过盈配合，轴承座与进气机匣的贴合面之间、轴承座与封严盒盖的贴合面之间分别设置用于密封的胶圈；所述检测装置包括气源、通气管、盖板、接管嘴、堵头、吸油纸，所述盖板用于封闭所述内环体内腔的端部，所述堵头用于封闭所述油路，所述接管嘴的一端经通气管与气源相连通，接管嘴的另一端穿过盖板与内腔相通，用于向内腔内充入气体；所述吸油纸置于封严盒盖的外侧端，使用时压气机轴竖直、且内腔开口向上设置，在内环体的内腔注入滑油，并向内腔注入气体，观察吸油纸上是否存在泄漏的滑油；

所述检测装置还包括置于通气管上的一级减压阀和二级减压阀，所述一级减压阀用于进气压力的粗调，二级减压阀用于进气压力的微调；

所述的工作方法，包括如下步骤：

（A）试验前准备工作：将压气机前段装配完成后翻转90度使内环体内腔的开口朝上，用塞头将压气机轴的内孔堵上，在内腔倒入滑油，滑油面浸没轴承即可；用堵头塞住各油路；盖板封盖在内腔上；通气管一端拧紧在接管嘴上，另一端接通二级减压阀、一级减压阀后最终接到气源中；引气压力可以通过一级减压阀和二级减压阀来调节；用镊子将吸油纸周向一圈放至封严盒盖下方，用于收集渗漏出的滑油；

（B）试验过程：打开气源的阀门，调节压力到0.7MPa，观察二级减压阀显示的气压数值，气压上下浮动不超过0.05MPa；高压气体引入内腔后，保持不低于15分钟，过程中注意观察二级减压阀、一级减压阀显示的压力值，不能出现压力大幅度跳动；关闭气源的阀门，用镊子将吸油纸取出，观察是否有滑油在吸油纸上，若没有，则表明整个压气机前段静态滑油密封合格，可以保证发动机工作时压气机前段滑油密封良好；

（C）试验若是合格，直接拆下试验工装，试验若是不合格，则分解压气机前段各零件：更换轴承座胶圈和封严盒盖胶圈，检查石墨封严盒的石墨面与摩擦环工作面，不合格则更换，重新装配后继续试验。

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