CN113386024A - 快卸堵头及航空发动机高压转子叶尖磨削工艺设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供快卸堵头及航空发动机高压转子叶尖磨削工艺设备，在快卸堵头中，堵头在轴向上具有外端以及用于插入被堵的孔的内端，还具有从轴向上贯穿堵头的堵头孔，以及在内端从径向上贯穿堵头孔的孔壁的容纳孔，内端的外周侧形成有用于与被堵的孔相配合的封堵部，封堵部比容纳孔更靠近外端，外端具有相邻于内端的堵头轴肩；控制销可移动地插在堵头孔中，并限制在两个止点之间，对应堵头的内端具有容纳槽，容纳槽可被移动到与容纳孔相对；弹性件设置在控制销和堵头之间，用于迫使容纳槽与容纳孔彼此错开；活动体设置在容纳孔中，由控制销相抵而从容纳孔中向外突出，在容纳槽与容纳孔相对时可进入到容纳槽中，借此回退到堵头中。

Description

快卸堵头及航空发动机高压转子叶尖磨削工艺设备

技术领域

本发明涉及堵头，尤其涉及航空发动机高压转子叶尖磨削工艺中用到的堵头。

背景技术

航空发动机高压转子的叶尖直径通过高速叶尖磨削设备加工而成，通常在转子完成装配后再进行叶尖磨削工序，为防止磨削粉尘进入转子盘腔内，磨削前要采取堵孔措施。如图1所示，高压转子12的前轴颈13上分布了一圈引气孔14，传统磨削工艺下采用胶带缠绕的方式进行封堵，由于转子磨削过程中，转速较高，约2000rpm，磨削过程中产生的离心力和气流易导致胶带脱离转子，导致封堵失效。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快卸堵头，可快速地对孔进行封堵。

本发明的另一目的在于提供一种航空发动机高压转子叶尖磨削工艺设备，其可防止磨削粉尘进入转子盘腔内。

为实现所述目的的快卸堵头，包括堵头、控制销、弹性件以及活动体。堵头在轴向上具有外端以及用于插入被堵的孔的内端，还具有从轴向上贯穿所述堵头的堵头孔，以及在所述内端从径向上贯穿所述堵头孔的孔壁的容纳孔，所述内端的外周侧形成有用于与被堵的孔相配合的封堵部，所述封堵部比所述容纳孔更靠近所述外端，所述外端具有相邻于所述内端的堵头轴肩；控制销可移动地插在所述堵头孔中，并限制在两个止点之间，对应所述堵头的所述内端具有容纳槽，所述容纳槽可被移动到与所述容纳孔相对；弹性件设置在所述控制销和所述堵头之间，用于迫使所述容纳槽与所述容纳孔彼此错开；活动体设置在所述容纳孔中，由所述控制销相抵而从所述容纳孔中向外突出，在所述容纳槽与所述容纳孔相对时可进入到所述容纳槽中，借此回退到所述堵头中。

在所述的快卸堵头的一个或多个实施方式中，所述堵头的所述外端包括圆柱体以及螺盖，所述圆柱体具有轴向穿孔，所述轴向穿孔为所述堵头孔的一部分，所述螺盖包括盖板和套筒，所述套筒环绕所述圆柱体与所述圆柱体螺纹连接，所述盖板与所述堵头孔相对，并具有穿孔，所述穿孔供所述控制销的端部穿出。

在所述的快卸堵头的一个或多个实施方式中，所述控制销具有限位轴肩，所述限位轴肩与所述盖板的面向所述堵头孔的端面相对，借此限定出所述控制销的上止点。

在所述的快卸堵头的一个或多个实施方式中，所述盖板包括在径向上突出所述套筒的两凸耳，两凸耳间隔180°设置。

在所述的快卸堵头的一个或多个实施方式中，所述控制销从所述盖板中穿出的高度被设定成所述弹性件的许用最大变形量。

在所述的快卸堵头的一个或多个实施方式中，所述控制销具有环形凸部，所述环形凸部的上端面提供所述限位轴肩，下端面提供上止挡轴肩，所述圆柱体的轴向穿孔具有下止挡轴肩，所述弹性件设置在所述上止挡轴肩和所述下止挡轴肩之间。

在所述的快卸堵头的一个或多个实施方式中，所述封堵部包括在所述堵头的所述内端外周套上的两个密封圈。

在所述的快卸堵头的一个或多个实施方式中，在所述堵头的所述内端的直径方向上分别设置有所述容纳孔，各所述容纳孔内设置有所述活动体，所述容纳槽为环形槽。

在所述的快卸堵头的一个或多个实施方式中，所述活动体为滚珠。

为实现所述目的的航空发动机高压转子叶尖磨削工艺设备，其包括对高压转子前轴颈上分布的一圈引气孔分别进行封堵的多个堵头，所述堵头为任一所述的快卸堵头，所述引气孔的孔壁被夹在所述活动体和所述堵头轴肩之间，所述封堵部与所述引气孔密封配合，所述控制销与所述堵头孔密封配合，借此形成防止磨削粉尘进入转子盘腔内的结构。

在未按压控制销时，控制销将活动体挤出堵头的内端的内壁，活动体的突出部分与引气孔的孔壁相卡，使得快卸堵头能够在高速运转过程中不会从引气孔中脱出，按压控制销的头部使得弹性件发生挤压，使得容纳槽与容纳孔相对，活动体落入控制销的容纳槽内，可快速将快卸堵头从引气孔中拔出。

前述快卸式堵头对孔进行快速封堵，封堵操作简单，效率高。由于控制销的按压方向与叶尖磨削时离心力方向相反，因此能够使得高速运转过程中，快卸堵头安全可靠，无脱出风险。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1是航空发动机高压转子上的引起孔的示意图。

图2是航空发动机高压转子叶尖磨削工艺设备的示意图。

图3是航空发动机高压转子叶尖磨削工艺设备的局部剖视图。

图4是快卸堵头的立体图。

图5是快卸堵头的半剖视图。

具体实施方式

下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或者实施例。为简化公开内容，下面描述了各元件和排列的具体实例，当然，这些仅仅为例子而已，并非是对本发明的保护范围进行限制。例如在说明书中随后记载的第一特征在第二特征上方或者上面形成，可以包括第一和第二特征通过直接联系的方式形成的实施方式，也可包括在第一和第二特征之间形成附加特征的实施方式，从而第一和第二特征之间可以不直接联系。另外，这些公开内容中可能会在不同的例子中重复附图标记和/或字母。该重复是为了简要和清楚，其本身不表示要讨论的各实施方式和/或结构间的关系。进一步地，当第一元件是用与第二元件相连或结合的方式描述的，该说明包括第一和第二元件直接相连或彼此结合的实施方式，也包括采用一个或多个其他介入元件加入使第一和第二元件间接地相连或彼此结合。

在后述实施方式中，以航空发动机高压转子叶尖磨削工艺设备为例进行说明，其中的快卸堵头不限于该磨削工艺，也可以适应其它场合的堵孔要求。

如图2所示，在各个引气孔14中插入快卸堵头2，从而可以防止磨削粉尘进入转子盘腔内。

图3示出了高压转子前轴颈的局部剖视图，结合后面的描述将理解到，快卸堵头2可以起到快速封堵的作用。

如图4和图5所示，快卸堵头包括堵头21、控制销22、弹性件24以及活动体23。

同时结合图3，堵头21在轴向上具有外端212以及用于插入被堵的孔的内端211，还具有从轴向上贯穿堵头21的堵头孔210，以及在内端211从径向上贯穿堵头孔210的孔壁的容纳孔217，内端211的外周侧形成有用于与被堵的孔相配合的封堵部218，封堵部218比容纳孔217更靠近外端212，外端212具有相邻于内端211的堵头轴肩213。

控制销22可移动地插在堵头孔210中，并限制在两个止点之间，提供止点的实施方式在后面详细描述。对应堵头21的内端211具有容纳槽220，容纳槽220可被移动到与容纳孔217相对。在图5中，容纳槽220与容纳孔217是彼此错开的，向下按压控制销22，可使容纳槽220可被移动到与容纳孔217相对。

弹性件24在图5中示例为螺旋弹簧，设置在控制销22和堵头21之间，用于迫使容纳槽220与容纳孔217彼此错开。

活动体23设置在容纳孔217中，由控制销22相抵而从容纳孔220中向外突出，在容纳槽220与容纳孔217相对时可进入到容纳槽220中，借此回退到堵头21中。

结合图2到图5，航空发动机高压转子叶尖磨削工艺设备包括对高压转子前轴颈上分布的一圈引气孔分别进行封堵的多个堵头2，引气孔的孔壁被夹在活动体23和堵头轴肩213之间，封堵部218与引气孔14密封配合，控制销22与堵头孔210密封配合，借此形成防止磨削粉尘进入转子盘腔内的结构。

弹性件24在控制销22和堵头21之间，在图5所示的位置，其可以是未受到挤压的状态或者略微受到挤压的状态，控制销22将活动体23涨出堵头21的内端211的内壁的方式，活动体23的突出部分与引气孔的孔壁相卡，使得快卸堵头能够在高速运转过程中不会从引气孔中脱出。按压控制销的头部使得弹性件发生挤压，使得容纳槽220与容纳孔217相对，活动体23落入控制销22的容纳槽220内，可快速将快卸堵头从引气孔中拔出。

封堵部218与被封堵的孔之间形成密封的方式有多种，一种实施方式如图5所示，封堵部218包括在堵头21的下端211的外周套上的两密封圈25，通过双密封圈增强堵头封严性，避免磨削过程中粉尘进入内孔。

堵头22的外端212的一种实施方式的具体结构在图5中示出，其包括圆柱体216以及螺盖214。圆柱体216具有轴向穿孔，该轴向穿孔为堵头孔210的一部分。螺盖214包括盖板2140和套筒215，套筒215环绕圆柱体216与圆柱体216螺纹连接，盖板2140与堵头孔210相对，并具有穿孔2142，穿孔2142供控制销22的上端穿出。通过在堵头22的外端212设置螺盖214，一方面封盖了堵头孔210，另一方面容许控制销22的上端穿出，以便于对控制销22操作，控制销22与穿孔2142之间可以是小间隙配合或者密封配合，磨削过程中粉尘基本上或者无法进入到堵头21内。如果有少量的粉尘进入到堵头21内，也难以进入到被封堵的孔的内部，因为控制销22与堵头孔210之间还存在配合，这对粉尘形成阻挡。在一些实施方式中，在控制销22的与孔配合的位置设置至少一个密封圈，借此可进一步提高封严性能。

构造控制销的上、下止点的一个具体实施方式也在图5中示出。控制销22具有限位轴肩2210，限位轴肩2210与盖板2140的面向堵头孔210的端面相对，即限位轴肩2210与盖板2140的下端面相对，当限位轴肩2210与盖板2140接触后，控制销22将无法向上移动，因此限定出控制销22的上止点。弹性件24具有最大的压缩量，当控制销22向下移动了弹性件24的最大压缩量的位移时，控制销22将无法向下移动，因此限定出控制销22的下止点。如图5示出的上或下止点的构造还便于快卸堵头的装配、拆卸和维修。

如图4和图5所示，盖板2140包括在径向上突出套筒215的两凸耳2141，两凸耳2141间隔180°设置。借助于凸耳2141，可以单手轻易地转动盖板2140，将盖板2140和套筒215螺纹连接。

在一个推荐的实施方式中，控制销22从盖板2140中穿出的高度h被设定成弹性件24的许用最大变形量。当控制销22的上端处于盖板2140的穿孔中时，难以再手动挤压控制销，这样对弹性件24提供防护，有效防止弹性件被过度挤压而失效，提高堵头的使用寿命。

继续参照图5，控制销22具有环形凸部221，环形凸部221的上端面提供限位轴肩2210，下端面提供上止挡轴肩2211，圆柱体216的轴向穿孔具有下止挡轴肩2161，弹性件24设置在上止挡轴肩2211和下止挡轴肩2161之间。这样弹性件24就被稳定地、隐蔽地设置在堵头21内部，有利于提高弹性件24的使用寿命。

继续参照图4、5，在堵头21的内端211的直径方向上分别设置有容纳孔217，各容纳孔217内设置有活动体23，容纳槽220为环形槽。在堵头21的两侧分别提供卡掣部，提供更牢固的卡掣效果。在另一实施方式中，活动体23的数量不限于两个，可以是一个或者多于两个。

活动体23的一个实施方式为滚珠，滚珠提供顺畅的突出、回退动作，保证堵头的操作稳定性和便捷性。

容纳槽220的上、下侧为锥形或者其它渐变形状，以便于推动活动体23在径向活动。当弹簧受到挤压时，控制销上的容纳槽运动到活动体处，活动体落入容纳槽内，堵头直径小于引气孔直径，堵头可快速从引气孔内拔出.

前述实施方式提供的快卸式堵头对引气孔进行快速封堵，避免磨削过程中粉尘进入转子内腔，封堵操作简单，效率高；除此之外，前述封堵工具简单，操作方便，制造成本低。

用于高压转子叶尖磨削工艺的快卸堵头的安装方法如下，

1、如图4和图4所示，将堵头、控制销、活动体、弹性件、螺盖和密封圈装配成快卸堵头；

2、按压控制销，使弹性件发生挤压，控制销的容纳槽位置到达活动体处，活动体收缩到容纳槽内，将快卸堵头插入引气孔内，如图3所示；

3、停止按压控制销，弹性件复位，控制销后退，光段处与活动体接触，将活动体挤出，卡在引气孔内壁上；

4、按照步骤2、步骤3，将其余快卸堵头安装到引气孔内；

5、磨削完成后，按压控制销2使得弹性件4发生挤压，控制销的容纳槽位置到达活动体处，活动体回退到容纳槽内，将快卸堵头快速拔出。

由于控制销的按压方向与叶尖磨削时离心力方向相反，因此能够使得高速运转过程中，快卸堵头安全可靠，无脱出风险。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (10)

1.快卸堵头，其特征在于，包括：

堵头，在轴向上具有外端以及用于插入被堵的孔的内端，还具有从轴向上贯穿所述堵头的堵头孔，以及在所述内端从径向上贯穿所述堵头孔的孔壁的容纳孔，所述内端的外周侧形成有用于与被堵的孔相配合的封堵部，所述封堵部比所述容纳孔更靠近所述外端，所述外端具有相邻于所述内端的堵头轴肩；

控制销，可移动地插在所述堵头孔中，并限制在两个止点之间，对应所述堵头的所述内端具有容纳槽，所述容纳槽可被移动到与所述容纳孔相对；以及

弹性件，设置在所述控制销和所述堵头之间，用于迫使所述容纳槽与所述容纳孔彼此错开；

活动体，设置在所述容纳孔中，由所述控制销相抵而从所述容纳孔中向外突出，在所述容纳槽与所述容纳孔相对时可进入到所述容纳槽中，借此回退到所述堵头中。

2.如权利要求1所述的快卸堵头，其特征在于，所述堵头的所述外端包括圆柱体以及螺盖，所述圆柱体具有轴向穿孔，所述轴向穿孔为所述堵头孔的一部分，所述螺盖包括盖板和套筒，所述套筒环绕所述圆柱体与所述圆柱体螺纹连接，所述盖板与所述堵头孔相对，并具有穿孔，所述穿孔供所述控制销的端部穿出。

3.如权利要求2所述的快卸堵头，其特征在于，所述控制销具有限位轴肩，所述限位轴肩与所述盖板的面向所述堵头孔的端面相对，借此限定出所述控制销的上止点。

4.如权利要求2所述的快卸堵头，其特征在于，所述盖板包括在径向上突出所述套筒的两凸耳，两凸耳间隔180°设置。

5.如权利要求3所述的快卸堵头，其特征在于，所述控制销从所述盖板中穿出的高度被设定成所述弹性件的许用最大变形量。

6.如权利要求3所述的快卸堵头，其特征在于，所述控制销具有环形凸部，所述环形凸部的上端面提供所述限位轴肩，下端面提供上止挡轴肩，所述圆柱体的轴向穿孔具有下止挡轴肩，所述弹性件设置在所述上止挡轴肩和所述下止挡轴肩之间。

7.如权利要求1所述的快卸堵头，其特征在于，所述封堵部包括在所述堵头的所述内端外周套上的两个密封圈。

8.如权利要求1所述的快卸堵头，其特征在于，在所述堵头的所述内端的直径方向上分别设置有所述容纳孔，各所述容纳孔内设置有所述活动体，所述容纳槽为环形槽。

9.如权利要求1所述的快卸堵头，其特征在于，所述活动体为滚珠。

10.航空发动机高压转子叶尖磨削工艺设备，其特征在于，包括对高压转子前轴颈上分布的一圈引气孔分别进行封堵的多个堵头，所述堵头为权利要求1至9中任一项所述的快卸堵头，所述引气孔的孔壁被夹在所述活动体和所述堵头轴肩之间，所述封堵部与所述引气孔密封配合，所述控制销与所述堵头孔密封配合，借此形成防止磨削粉尘进入转子盘腔内的结构。

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