CN113814684B - 低压涡轮轴的分解工艺方法 - Google Patents

低压涡轮轴的分解工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种低压涡轮轴的分解工艺方法，其包括：预先分去低压涡轮轴单元体和低压涡轮转子单元体上的两个密封环，通过两个外露的法兰边设置施力件和受力件，顶丝安装在所述施力件上，顶紧所述受力件，对低压涡轮轴施加向下的分解力。本发明在分解时不考虑单元体的完整性，预先分去低压涡轮轴单元体和低压涡轮转子单元体上的两个密封环，通过两个外露的法兰边构建顶丝式分解方法中所需要的顶丝孔和受力件，从而完成低压涡轮轴单元体的分解。通过采用所述低压涡轮轴的分解工艺方法，使得低压涡轮轴单元体的分解工艺大幅简化，分解方法原理简单，工具操作方便，分解效率较高，分解工艺得以大幅简化。

Description

低压涡轮轴的分解工艺方法
技术领域
本发明涉及发动机装配领域，特别涉及一种低压涡轮轴的分解工艺方法。
背景技术
在现有技术中，低压涡轮作为低压转子驱动单元，是航空发动机的重要组成部分。其中，低压涡轮转子组件由低压涡轮轴和低压涡轮转子组成。
图1为现有技术中低压涡轮转子的结构示意图。如图1所示，低压涡轮作为低压转子驱动单元，是航空发动机的重要组成部分，其中低压涡轮转子组件由低压涡轮轴10和低压涡轮转子20组成。为了保证转子装配质量和装配重复性，低压涡轮轴10和低压涡轮转子20的支撑锥壁21之间采用过盈止口配合A和螺栓连接B的结构形式。其中，发动机采用单元体设计，其装配分解工艺也采用单元体管理，低压转子的分解通常采用不破坏单元体的内部构成，即在进行低压涡轮单元体分解时，常规工艺下是将低压涡轮单元体拆解成低压涡轮转子和低压涡轮轴两个完整的子单元。
在这种结构基础上，为了便于过盈配合的零件分解，通常在零件上设置顶丝孔，通过顶丝(或螺杆)将两个过盈配合的零件分开，但螺纹孔会导致应力集中，影响转子件的转动安全性，所述型号的发动机在低压涡轮轴和支撑锥壁上均为设计顶丝孔，使得分解难度较大。
对于图1所示的低压涡轮的分解，另一种做法是通过支撑锥壁的内孔伸入顶紧工具，顶在涡轮轴后端的喇叭口处，但由于支撑锥壁的内孔后小前大，形似口袋结构，顶紧工具需从小口伸入后再扩大顶在涡轮轴后端的喇叭口处。即采用专用工具从低压涡轮转子支撑锥壁端轴颈孔伸入，支撑在低压涡轮轴后端内锥面上，对低涡轴施加向下的分解力。顶紧工具要具备涨缩功能，其实现结构较为复杂。
此外，低压涡轮轴材质为C20钢，该材质裸露在空气中易腐蚀，因此整个低压涡轮轴的表面(含内孔)均涂有保护涂层，且低涡轴与锥壁之间过盈量较大，所需分力相应较大。因此，从后端顶分的方式，顶具必然与低压涡轮轴直接接触。顶紧时可能会造成接触处的涂层脱落，后端伸入顶具的分解方式结构复杂，且造成涂层脱落的风险较大。
另外，低压涡轮轴与低压转子支撑锥壁之间的安装边尺寸相当，未有明显可拉拔或者支撑的凸边可施加分解力，且无其它可安装边固定分解工具或者施加分解力。常规的顶丝分解需具备三个前置条件：施力件、螺纹、可接触的承力部位，在图1所示的低压涡轮结构中均不满足，常规的顶丝式分解无法发挥作用。
有鉴于此，本领域技术人员研究了一种低压涡轮轴的分解工艺方法，以期克服上述技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中低压涡轮轴分解需要在零件上设置顶丝孔，容易导致应力集中，影响转子件的转动安全性等缺陷，提供一种低压涡轮轴的分解工艺方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
一种低压涡轮轴的分解工艺方法，其特点在于，所述低压涡轮轴的分解工艺方法包括：预先分去低压涡轮轴单元体和低压涡轮转子单元体上的两个密封环，通过两个外露的法兰边设置施力件和受力件，顶丝安装在所述施力件上，顶紧所述受力件，对低压涡轮轴施加向下的分解力。
根据本发明的一个实施例，所述密封环为低压涡轮转子支撑锥壁后端的轴后封严环和低压涡轮轴前端的轴前封严环。
根据本发明的一个实施例，所述分解工艺方法具体包括以下步骤：
S1、分解低压涡轮转子支撑锥壁后端的轴后封严环及其连接件；
S2、分解低压涡轮轴前端的轴前封严环及其连接件；
S3、将所述受力件安装至所述低压涡轮轴前端的轴前封严环安装位置的安装边上，并采用连接件固定；
S4、将所述施力件安装到所述低压涡轮转子支撑锥壁后端的轴后封严环安装位置的安装边上，并采用连接件固定；
S5、在所述施力件上安装顶丝，旋转所述顶丝至顶住所述受力件；
S6、逐步拧紧所述顶丝，直至将低压涡轮轴分解下来；
S7、完成分解，拆下所述受力件和所述施力件和所述顶丝。
根据本发明的一个实施例，所述受力件包括多个顶紧板，所述施力件包括支撑板。
根据本发明的一个实施例，所述顶紧板采用扇形段结构，多个所述顶紧板围装在所述低压涡轮轴的外围。
根据本发明的一个实施例，所述顶紧板的截面呈L形，下端圆周设置通孔，通过所述通孔将所述顶紧板安装到所述低压涡轮轴前端的轴前封严环安装位置的安装边上。
根据本发明的一个实施例，所述顶紧板的上端为平面，所述顶丝顶紧在该平面上。
根据本发明的一个实施例，所述支撑板采用圆环结构，通过螺栓安装在所述低压涡轮转子支撑锥壁后端的轴后封严环安装位置的安装边上。
根据本发明的一个实施例，所述支撑板的截面为L形，内圈圆周设置通孔，外圈圆周设置顶丝孔，与所述低压涡轮转子支撑锥壁、所述低压涡轮轴之间的连接螺栓孔位置对齐。
根据本发明的一个实施例，所述连接件为连接螺栓。
本发明的积极进步效果在于：
本发明低压涡轮轴的分解工艺方法在分解时不考虑单元体的完整性，预先分去低压涡轮轴单元体和低压涡轮转子单元体上的两个密封环，通过两个外露的法兰边构建顶丝式分解方法中所需要的顶丝孔和受力件，从而完成低压涡轮轴单元体的分解。
通过采用所述低压涡轮轴的分解工艺方法，使得低压涡轮轴单元体的分解工艺大幅简化，分解方法原理简单，工具操作方便，分解效率较高，分解工艺得以大幅简化。
另外，在分去两个密封环后通过两个外露的法兰边构建顶丝式分解方法的两个前置条件的设想较为巧妙，工具简单，工艺成本低。
附图说明
本发明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的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
图1为现有技术中低压涡轮转子结构示意图。
图2为本发明低压涡轮轴的分解工艺方法的流程示意图。
图3为本发明低压涡轮轴的分解工艺方法中分解工具安装示意图一。
图4为本发明低压涡轮轴的分解工艺方法中分解工具安装示意图二。
图5为本发明低压涡轮轴的分解工艺方法中分解工具安装示意图三。
图6为本发明低压涡轮轴的分解工艺方法中分解工具的立体图。
图7为本发明低压涡轮轴的分解工艺方法中分解工具的轴向剖视图。
【附图标记】
低压涡轮轴 10
低压涡轮转子 20
支撑锥壁 21
过盈止口配合 A
螺栓连接 B
轴前封严环 11
轴后封严环 22
连接件 30
顶丝 40
连接螺栓 50
顶紧板 60
支撑板 70
螺栓 71
通孔 72
顶丝孔 73
具体实施方式
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。
此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。
此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。
图1为现有技术中低压涡轮转子结构示意图。图2为本发明低压涡轮轴的分解工艺方法的流程示意图。图3为本发明低压涡轮轴的分解工艺方法中分解工具安装示意图一。图4为本发明低压涡轮轴的分解工艺方法中分解工具安装示意图二。图5为本发明低压涡轮轴的分解工艺方法中分解工具安装示意图三。图6为本发明低压涡轮轴的分解工艺方法中分解工具的立体图。图7为本发明低压涡轮轴的分解工艺方法中分解工具的轴向剖视图。
如图1至图7所示，本发明公开了一种低压涡轮轴的分解工艺方法，其包括：预先分去低压涡轮轴单元体和低压涡轮转子单元体上的两个密封环，通过两个外露的法兰边设置施力件和受力件，顶丝安装在所述施力件上，顶紧所述受力件，对低压涡轮轴施加向下的分解力。
优选地，所述密封环为低压涡轮转子支撑锥壁21后端的轴后封严环22和低压涡轮轴10前端的轴前封严环11(如图1所示)。
特别优选地，所述分解工艺方法具体包括以下步骤：
S1、分解低压涡轮转子支撑锥壁21后端的轴后封严环22及其连接件；
此处，所述连接件可以优选为连接螺栓。
S2、分解低压涡轮轴10前端的轴前封严环11及其连接件；
此处，所述连接件可以优选为连接螺栓。
同时，还可以分解支撑锥壁21与低压涡轮轴10之前的连接螺栓和螺母。
S3、将所述受力件安装至低压涡轮轴10前端的轴前封严环11安装位置的安装边上，并采用连接件固定；
此处，所述连接件可以优选为连接螺栓50，逐个安装所述受力件到低压涡轮轴10前端的轴前封严环11安装位置的安装边上，并安装连接螺栓50固定。
S4、将所述施力件安装到所述低压涡轮转子支撑锥壁后端的轴后封严环安装位置的安装边上，并采用连接件30固定；
S5、在所述施力件上安装顶丝40，旋转所述顶丝至顶住所述受力件；
S6、逐步拧紧顶丝40，直至将低压涡轮轴10分解下来；
此处可以优选地采用十字交叉对称拧紧方式，逐步拧紧顶丝，直至将低涡轴分解下来。
S7、完成分解，拆下所述受力件和所述施力件和顶丝40。
此处，所述连接件可以优选为连接螺栓50。
优选地，所述受力件包括多个顶紧板60，所述施力件包括支撑板70。其中，顶紧板60优选地采用扇形段结构，多个顶紧板60围装在低压涡轮轴10的外围。进一步地，顶紧板60的截面可以呈L形，下端圆周设置通孔，通过所述通孔将顶紧板60安装到低压涡轮轴10前端的轴前封严环11安装位置的安装边上。顶紧板60的上端可以优选地为平面，顶丝40顶紧在该平面上。
支撑板70优选地采用圆环结构，通过螺栓71安装在低压涡轮转子支撑锥21壁后端的轴后封严环22安装位置的安装边上。支撑板70的截面可以为L形，内圈圆周设置通孔72，外圈圆周设置顶丝孔73，与低压涡轮转子支撑锥壁21、低压涡轮轴10之间的连接螺栓孔位置对齐。顶丝40安装在支撑板70外圈的顶丝孔73中，压在顶紧板60上，给低压涡轮轴10施加向下的分解力。
根据上述描述，本发明低压涡轮轴的分解工艺方法改变了传统的单元体分解工艺，分解前打破单元体工艺的束缚，预先分去低压涡轮轴单元体和低压涡轮转子单元体上的两个密封环，通过两个外露的法兰边构建顶丝式分解方法中所需要的施力件(顶丝孔)和受力件。受力件采用扇形段结构，分成多段后可围装在低压涡轮轴的外围，解决因轴心存在零件，环形受力件无法安装的前置限制。施力件采用圆环结构，通过螺栓安装在支撑锥壁轴后封严环安装位置，圆周均布螺纹孔，与支撑锥壁、低涡轴之间的连接螺栓孔位置对齐，预留顶丝的作用空间，使得顶丝能够到达受力件。顶丝安装在支撑板上，穿过支撑锥壁和低涡轴之间的螺栓孔并顶紧在顶紧板上，对低涡轴施加向下的分解力。
基于现有技术中，低压涡轮轴和低压转子支撑锥壁之间的安装边尺寸相当，未有明显可拉拨或者支撑的凸边可施加分解力，且无其它可用安装边固定分解工具或者施加分解力，本发明考虑突破传统分解工艺，首先将低涡轴和锥壁上已安装的封严环分解下来，提供2个安装边用于构造分解工具的安装位置和分解力施加位置，即在锥壁封严环安装边上构造顶丝支撑座，在低涡轴封严环安装边上构造顶丝支撑座，从而实现低涡轴分解，避免了常规分解方法可能对低涡轴涂层造成损伤的风险。
为实现低压涡轮轴的分解，本发明另辟途径，突破了传统分解工艺，摆脱了单元体装配(或分解)的思维束缚。本发明利用安装封严环法兰实现低压涡轮缺口轴的分解，通过拆除低压涡轮轴上的轴前封严环后，利用该连接法兰设置顶紧板，堵住低压涡轮轴上螺栓孔(补齐缺口)。这样从支撑锥壁上的螺栓孔可以接触到顶紧板，实现顶丝发挥作用的第一个前置条件：可接触的承力部位。通过拆除支撑锥壁上的轴后封严环，利用该连接法兰设置支撑板，支撑板通过螺栓固定在轴后封严环的固定法兰上，并在支撑锥壁螺栓孔之上部位设置螺纹孔(重置缺口)，实现顶丝发挥作用的其余两个前置条件：施力件与螺纹孔。分解时，顶紧工具不与零件直接接触，避免了低涡轴涂层脱落的风险。
综上所述，本发明低压涡轮轴的分解工艺方法在分解时不考虑单元体的完整性，预先分去低压涡轮轴单元体和低压涡轮转子单元体上的两个密封环，通过两个外露的法兰边构建顶丝式分解方法中所需要的顶丝孔和受力件，从而完成低压涡轮轴单元体的分解。
通过采用所述低压涡轮轴的分解工艺方法，使得低压涡轮轴单元体的分解工艺大幅简化，分解方法原理简单，工具操作方便，分解效率较高，分解工艺得以大幅简化。
另外，在分去两个密封环后通过两个外露的法兰边构建顶丝式分解方法的两个前置条件的设想较为巧妙，工具简单，工艺成本低。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种低压涡轮轴的分解工艺方法，其特征在于，所述低压涡轮轴的分解工艺方法包括：预先分去低压涡轮轴单元体和低压涡轮转子单元体上的两个密封环，通过两个外露的法兰边设置施力件和受力件，顶丝安装在所述施力件上，顶紧所述受力件，对低压涡轮轴施加向下的分解力；
所述密封环为低压涡轮转子支撑锥壁后端的轴后封严环和低压涡轮轴前端的轴前封严环；
所述分解工艺方法具体包括以下步骤：
S1、分解低压涡轮转子支撑锥壁后端的轴后封严环及其连接件；
S2、分解低压涡轮轴前端的轴前封严环及其连接件；
S3、将所述受力件安装至所述低压涡轮轴前端的轴前封严环安装位置的法兰边上，并采用连接件固定；
S4、将所述施力件安装到所述低压涡轮转子支撑锥壁后端的轴后封严环安装位置的法兰边上，并采用连接件固定；
S5、在所述施力件上安装顶丝，旋转所述顶丝至顶住所述受力件；
S6、逐步拧紧所述顶丝，直至将低压涡轮轴分解下来；
S7、完成分解，拆下所述受力件和所述施力件和所述顶丝。
2.如权利要求1所述的低压涡轮轴的分解工艺方法，其特征在于，所述受力件包括多个顶紧板，所述施力件包括支撑板。
3.如权利要求2所述的低压涡轮轴的分解工艺方法，其特征在于，所述顶紧板采用扇形段结构，多个所述顶紧板围装在所述低压涡轮轴的外围。
4.如权利要求3所述的低压涡轮轴的分解工艺方法，其特征在于，所述顶紧板的截面呈L形，下端圆周设置通孔，通过所述通孔将所述顶紧板安装到所述低压涡轮轴前端的轴前封严环安装位置的法兰边上。
5.如权利要求4所述的低压涡轮轴的分解工艺方法，其特征在于，所述顶紧板的上端为平面，所述顶丝顶紧在该平面上。
6.如权利要求2所述的低压涡轮轴的分解工艺方法，其特征在于，所述支撑板采用圆环结构，通过螺栓安装在所述低压涡轮转子支撑锥壁后端的轴后封严环安装位置的法兰边上。
7.如权利要求6所述的低压涡轮轴的分解工艺方法，其特征在于，所述支撑板的截面为L形，内圈圆周设置通孔，外圈圆周设置顶丝孔，所述顶丝孔与所述低压涡轮转子支撑锥壁、所述低压涡轮轴之间的连接螺栓孔位置对齐。
8.如权利要求1所述的低压涡轮轴的分解工艺方法，其特征在于，所述连接件为连接螺栓。
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