CN112677107B - 开口挡环安装工具以及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种开口挡环安装工具以及安装方法，涉及航空发动机领域，用以优化开口挡环的安装。该开口挡环安装工具包括安装座以及撬杆。撬杆的中部与安装座可转动连接，撬杆的一侧被构造为与挡环抵顶，撬杆的另一侧作为按压侧。上述技术方案，实现了撬杆对开口挡环施加的几乎全部是径向力，所以开口挡环主要受到径向力的作用，这样不容易因为安装开口挡环而造成周围的零件、部位被损坏，不仅省时省力、安装效率高，而且安装后涡轮盘组件的性能更好。

Description

开口挡环安装工具以及安装方法

技术领域

本发明涉及航空发动机领域，具体涉及一种开口挡环安装工具以及安装方法。

背景技术

涡轮盘组件包括涡轮盘和叶片。涡轮盘包括沿着涡轮盘圆周方向布置的一圈榫槽，叶片安装在涡轮盘的榫槽内，再通过挡环实现轴向限位，防止叶片脱落。具体来说，叶片设计有燕尾式或者枞树式榫齿，叶片通过燕尾式或者枞树式榫齿与涡轮盘周向的榫槽连接，该连接限制了叶片相对于涡轮盘周向的运动自由度，即叶片相对于涡轮盘不可旋转。轴向方向上，通过弹性挡环进行限位。挡环采用开口结构，具有一定的弹性，可塞入叶片卡爪与涡轮盘形成的沟槽内，从后端压住叶片，实现叶片轴向上的限位。

挡环处于涡轮盘后端环形法兰与叶片卡爪形成的环形凹槽内，此环形凹槽较窄，为非开敞空间。相关技术中采用下述装配方法安装开口挡环：通过冲子（芯棒或螺丝刀）配合手锤冲入挡环的安装槽内。

发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：由于挡环内侧与环形法兰外壁的径向距离较近，敲击时，冲子（芯棒或螺丝刀）的倾斜程度较大，敲击过程中垂直方向上的分力远大于水平方向的分力，挡环要承受较大的垂直分力，易造成挡环局部变形。涡轮工作过程中，变形处易出现应力集中，造成挡环失效。此外，由于叶片缘板和涡轮盘法兰之间的环形区域较窄，操作失误时，易敲击到叶片缘板或环形法兰，涡轮盘的环形法兰段和叶片缘板的厚度较小，一旦操作失误，易造成零件损伤。挡环为整环结构，单点敲击时，已经敲击到位的部位容易部分弹出沟槽，实际装配时需要反复循环多次敲击后才可保证挡环整圈均安装到位，装配效率不高。

发明内容

本发明提出一种开口挡环安装工具以及安装方法，用以优化开口挡环的安装。

本发明实施例提供了一种开口挡环安装工具，包括：

安装座；以及

撬杆，所述撬杆的中部与安装座可转动连接，所述撬杆的一侧被构造为与挡环抵顶，所述撬杆的另一侧作为按压侧。

在一些实施例中，所述撬杆包括：

第一杆，被构造为弯折的；以及

第二杆，一端与所述第一杆的一端固定连接，所述第二杆的另一端被构造为按压侧。

在一些实施例中，所述安装座包括：

基座，被构造为环形的；以及

凸起部，一端安装于所述基座的边缘，所述第一杆的一端和所述第二杆的一端均与所述凸起部的另一端可转动连接。

在一些实施例中，所述第二杆被构造为直的。

在一些实施例中，所述第一杆的另一端被构造为内凹的。

在一些实施例中，开口挡环安装工具还包括：

压盘，与所述安装座连接，且所述压盘被构造为能够沿着所述安装座的轴向方向移动，以转动所述撬杆。

在一些实施例中，开口挡环安装工具还包括：

限位件，成对固定于所述压盘的外表面，且所述第二杆位于成对设置的两个所述限位件之间的缝隙中。

在一些实施例中，开口挡环安装工具还包括：

螺杆，穿过所述压盘和所述安装座，且所述螺杆的穿出端安装有螺母；以及

压杆，所述螺母压紧所述压杆，且所述压杆压在所述压盘的顶面；

其中，通过旋拧所述螺母使得所述压盘沿着所述安装座轴向方向移动，以使得所述压盘和所述安装座之间的轴向距离减小，在所述轴向距离减小的过程中，所述压盘推着所述撬杆的另一侧以使得所述撬杆相对于所述安装座转动，从而使得所述撬杆的一侧推着所述挡环往沟槽里移动。

在一些实施例中，所述撬杆与所述压盘相互配合的面均为斜面。

本发明实施例还提供一种开口挡环安装方法，包括以下步骤：

将叶片安装到涡轮盘的榫槽中，其中，所述叶片和所述涡轮盘之间形成沟槽；

将开口挡环的插入端安装到所述沟槽开口处；

使得本发明任一技术方案所提供的开口挡环安装工具的撬杆的一侧与所述开口挡环的通孔边缘抵顶；

按压所述撬杆的另一侧，使得所述撬杆将所述开口挡环的插入端完全推入到所述沟槽，以完成所述开口挡环的安装。

在一些实施例中，沿着所述涡轮盘的圆周方向，在两个或者两个以上的位置同时推所述撬杆。

上述技术方案提供的开口挡环安装工具，使用前，将工具整体放置于涡轮盘的中部。开口挡环安装工具包括撬杆和安装座，两者可转动连接。通过转动撬杆的一端，使得撬杆的另一端具有平移的分量。该平移的分量带动开口挡环被推入到涡轮盘组件的涡轮盘和叶片形成的沟槽中。上述装置提供的施力方式，撬杆对开口挡环施加的几乎全部是径向力，所以开口挡环主要受到径向力的作用，这样不容易因为安装开口挡环而造成周围的零件、部位被损坏，不仅省时省力、安装效率高，而且安装后涡轮盘组件的性能更好。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，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为本发明实施例提供的开口挡环安装工具使用状态示意图；

图2为本发明实施例提供的开口挡环安装工具使用状态局部立体放大示意图；

图3为本发明实施例提供的开口挡环安装工具使用状态局部剖视示意图；

图4为本发明实施例提供的开口挡环安装工具结构示意图；

图5为本发明实施例提供的开口挡环安装到位的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的开口挡环安装方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合图1～图6对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

本文各实施例中需要用到的技术术语或名词解释。

开口挡环8，是指非360°闭合的挡环。该开口挡环8在圆周方向存在缺口，使其所对应的圆心角小于360°。

参见图1至图4，本发明实施例提供一种开口挡环安装工具，用于实现涡轮盘9和叶片10的轴向限位部件（即开口挡环8）的安装。简要介绍一下安装方法：先将叶片10安装在涡轮盘9的榫槽中，叶片10安装到位后叶片卡爪与涡轮盘9形成的沟槽100。该沟槽100用于安装开口挡环8，以实现叶片10和涡轮盘9的轴向限位。

在使用该工具前，先将开口挡环8放置在沟槽100中，然后采用该工具对开口挡环8的自由端8b施加径向力（该径向力是指沿着涡轮盘9的径向方向的力），把开口挡环8的插入端8a完全推入到沟槽100中，以完成开口挡环8的安装。

参见图1和图2，开口挡环安装工具包括安装座1以及撬杆2。撬杆2的中部与安装座1可转动连接，撬杆2的一侧被构造为与挡环抵顶，具体是撬杆2的一侧与开口挡环8的通孔边缘8c抵顶。撬杆2的另一侧作为按压侧。

安装座1作为撬杆2的安装基础和支撑部件，其结构有多种实现方式。在后文介绍的一些实施例中，为了适配涡轮盘9的环形结构，将安装座1设置为直径小于涡轮盘9直径的环形结构。需要说明的是，安装座1亦可采用其他的结构形式。

在一些实施例中，为了使得安装开口挡环8过程中，开口挡环安装工具是稳固的，安装座1设置有用于与涡轮盘组件的涡轮盘9固定的安装孔，安装座1和涡轮盘9之间可以采用插销等实现快速安装固定和拆卸。

参见图2、图3和图5，在一些实施例中，撬杆2包括第一杆21以及第二杆22。第一杆21被构造为弯折的。第一杆21包括第一段杆21a和第二段杆21b，两个杆都为直杆，第一段杆21a和第二段杆21b之间的夹角为钝角。第二杆22的一端与第一杆21的一端(具体为第一段杆21a)固定连接，第二杆22的另一端（即不与第一杆21连接的那端）被构造为按压侧。通过按压第二杆22的另一端，使得整个撬杆2相对于安装座1转动，那么第二段杆21b的自由端（即图3中第二段杆21b的底端）就会对开口挡环8施加径向力，从而把开口挡环8的插入端8a推入到沟槽100中。上述施力方式，第二段杆21b对开口挡环8施加的几乎全部是径向力，所以开口挡环8主要只受到径向力的作用，这样不容易因为安装开口挡环8而造成周围的零件、部位被损坏，不仅省时省力、安装效率高，而且安装后涡轮盘组件的性能更好。

在一些实施例中，第一杆21和第二杆22是一体的，两者之间具有夹角。第一杆21的第一段杆21a与第二杆22相交，且两者大致呈V形。在第一杆21的第一段杆21a和第二杆22的连接处设置销轴孔23，销轴24穿过销轴孔23；销轴24固定安装于安装座1，具体可以采用螺母固定。

参见图2和图3，在一些实施例中，第二杆22被构造为直的。这种结构便于施加作用力，且便于安装，结构紧凑。

参见图1，在一些实施例中，第一杆21的另一端被构造为内凹的，即第一杆21的另一端具有凹槽21c，该凹槽21c使得第一杆21的另一端更薄，这样占据的空间更小。这样使得撬杆2用于抵顶开口挡环8的部分结构尺寸很小，更能适应狭小空间的安装需求。

参见图1至图4，在一些实施例中，安装座1包括基座11以及凸起部12。基座11被构造为环形的。凸起部12的一端安装于基座11的边缘，第一杆21的一端和第二杆22的一端均与凸起部12的另一端可转动连接。安装座1设置为上述结构形式，可以在安装座1的周向安装多个撬杆2，这些撬杆2通过后文介绍的压盘3可以一次性被驱动，这样开口挡环8在圆周方向的多个位置同时受力，安装效率更高，安装效果更好，并且开口挡环8在安装过程中不会出现一侧安装进去了、另一侧又翘出来的现象。

参见图1，在一些实施例中，开口挡环安装工具还包括压盘3，压盘3与安装座1连接，且压盘3被构造为能够沿着安装座1的轴向方向移动，以转动撬杆2。压盘3被构造为采用环形的结构，压盘3中心可以设置减重孔30。压盘3的圆周面3a被构造为锥形斜面。压盘3的顶部直径尺寸大于压盘3底部的直径尺寸。此处的顶部、底部是以图1-图4所示方向为例。设置压盘3后，使得整个工具可以采用一个压盘3同时对安装在安装座1上的全部撬杆2施加作用力，使得开口挡环安装工具的安装过程能够多点同时对开口挡环8作用。

在一些实施例中，撬杆2与压盘3相互配合的面均为斜面。压盘3的圆周面3a（即外壁面）与撬杆2的斜面20贴合。

参见图2，在一些实施例中，开口挡环安装工具还包括限位件4，限位件4成对固定于压盘3的外表面，且第二杆22位于成对设置的两个限位件4之间的缝隙中。限位件4被构造为板状、块状、凸起等结构形式。成对设置限位件4，使得第二杆22位于成对设置的两个限位件4之间的缝隙中，在对第二杆22施加作用力的过程中，第二杆22不会沿着压盘3的侧面随意晃动。限位件4对撬杆2起到引导作用。

参见图1和图4，在一些实施例中，开口挡环安装工具还包括螺杆5、螺母6以及压杆7。螺杆5穿过压盘3和安装座1，且螺杆5的穿出端安装有螺母6。为了便于固定螺杆5，基座11固定连接有横梁13，横梁13沿着基座11的径向方向。横梁13和基座11可以采用焊接固定、螺栓固定等多种方式。螺杆5固定在横梁13的中部，具体可以螺纹连接。在下压撬杆2的过程中，横梁13与螺杆5保持相对静止。

螺母6压紧压杆7的顶面，两者紧紧贴合，且压杆7压在压盘3的顶面。压杆7比如采用直杆。在压杆7的中部设置光孔70，螺杆5插入到该光孔70中，螺母6安装在螺杆5伸出光孔70的一端，即图1示意的螺杆5的顶部。

其中，通过旋拧螺母6施加安装力以安装开口挡环8，具体地旋拧螺母6使得压盘3沿着安装座1轴向方向移动，以使得压盘3和安装座1之间的轴向距离减小，在轴向距离减小的过程中，压盘3推着撬杆2的另一侧以使得撬杆2相对于安装座1转动，从而使得撬杆2的一侧推着挡环往沟槽100里移动。

通过转动螺母6，使得螺母6相对于螺杆5的轴向移动。由于压杆7与螺母6固定连接，螺母6在移动的过程中，压杆7也移动。压杆7在移动过程中会推着压盘3移动，压盘3在下降过程中，推着撬杆2相对于安装座1转动，撬杆2的另一端把开口挡环8推到沟槽中。

参见图6，本发明实施例还提供一种开口挡环安装方法，采用本发明任一技术方案提供的开口挡环安装工具实现。该开口挡环安装方法包括以下步骤：

步骤S100、将叶片10安装到涡轮盘9的榫槽中。其中，叶片10和涡轮盘9的榫槽内壁之间形成沟槽100。叶片10的安装采用已知方法进行。

步骤S200、将开口挡环8的插入端8a安装到沟槽100开口处。此处的安装是预安装，并不需要对开口挡环8施加过大的作用力，采用人工方式也可实现。

步骤S300、使得开口挡环安装工具的撬杆2的一侧与开口挡环8的通孔边缘8c抵顶。即步骤S300使得开口挡环安装工具安装到位。为了使得开口挡环安装工具在安装开口挡环8的过程中不晃动，还可以将安装座1与涡轮盘9固定在一起，具体可以通过插销101等实现两者固定，参见图4。

步骤S400、按压撬杆2的另一侧，使得撬杆2将开口挡环8的插入端8a完全推入到沟槽100，已完成开口挡环8的安装。往下按压撬杆2的第二杆22，使得第一杆21推动开口挡环8移动到沟槽100中，安装完成的状态参见图5所示。

上述技术方案，提高了开口挡环8装配操作的安全性，实现了开口挡环8的无损伤安装。

在一些实施例中，沿着涡轮盘9的圆周方向，在两个或者两个以上的位置同时推撬杆2。这样使得开口挡环8在安装过程中受力更加均衡稳固。并且，在涡轮盘9圆周均布多点同时撬动，一次施力就可以完成装配，避免反复循环敲击安装，装配效率高。并且，多个撬杆2同时向外撬动挤压开口挡环8，避免单点敲击时，开口挡环8局部位置弹出沟槽的情况。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种开口挡环安装工具，其特征在于，包括：

安装座（1）；

撬杆（2），所述撬杆（2）的中部与安装座（1）可转动连接，所述撬杆（2）的一侧被构造为与挡环抵顶，所述撬杆（2）的另一侧作为按压侧；

压盘（3），与所述安装座（1）连接，且所述压盘（3）被构造为能够沿着所述安装座（1）的轴向方向移动，以转动所述撬杆（2）；

螺杆（5），穿过所述压盘（3）和所述安装座（1），且所述螺杆（5）的穿出端安装有螺母（6）；以及

压杆（7），所述螺母（6）压紧所述压杆（7），且所述压杆（7）压在所述压盘（3）的顶面；

其中，通过旋拧所述螺母（6）使得所述压盘（3）沿着所述安装座（1）轴向方向移动，以使得所述压盘（3）和所述安装座（1）之间的轴向距离减小，在所述轴向距离减小的过程中，所述压盘（3）推着所述撬杆（2）的另一侧以使得所述撬杆（2）相对于所述安装座（1）转动，从而使得所述撬杆（2）的一侧推着所述挡环往沟槽里移动。

2.根据权利要求1所述的开口挡环安装工具，其特征在于，所述撬杆（2）包括：

第一杆（21），被构造为弯折的；以及

第二杆（22），一端与所述第一杆（21）的一端固定连接，所述第二杆（22）的另一端被构造为按压侧。

3.根据权利要求2所述的开口挡环安装工具，其特征在于，所述安装座（1）包括：

基座（11），被构造为环形的；以及

凸起部（12），一端安装于所述基座（11）的边缘，所述第一杆（21）的一端和所述第二杆（22）的一端均与所述凸起部（12）的另一端可转动连接。

4.根据权利要求2所述的开口挡环安装工具，其特征在于，所述第二杆（22）被构造为直的。

5.根据权利要求2所述的开口挡环安装工具，其特征在于，所述第一杆（21）的另一端被构造为内凹的。

6.根据权利要求2所述的开口挡环安装工具，其特征在于，还包括：

限位件（4），成对固定于所述压盘（3）的外表面，且所述第二杆（22）位于成对设置的两个所述限位件（4）之间的缝隙中。

7.根据权利要求1所述的开口挡环安装工具，其特征在于，所述撬杆（2）与所述压盘（3）相互配合的面均为斜面。

8.一种开口挡环安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

将叶片（10）安装到涡轮盘（9）的榫槽中，其中，所述叶片（10）和所述涡轮盘（9）之间形成沟槽（100）；

将开口挡环（8）的插入端（8a）安装到所述沟槽（100）开口处；

使得权利要求1～7任一所述的开口挡环安装工具的撬杆（2）的一侧与所述开口挡环（8）的通孔边缘（8c）抵顶；

按压所述撬杆（2）的另一侧，使得所述撬杆（2）将所述开口挡环（8）的插入端（8a）完全推入到所述沟槽（100），已完成所述开口挡环（8）的安装。

9.根据权利要求8所述的开口挡环安装方法，其特征在于，沿着所述涡轮盘（9）的圆周方向，在两个或者两个以上的位置同时推所述撬杆（2）。

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