CN113833692B - 压气机转子叶片组件的装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压气机转子叶片组件的装配方法，用于将叶片组件固定安装到周向榫槽中，装配方法包括：提供套筒和拧紧扳手；在与锁紧槽对应的外侧盘缘设置标记；使得套筒的内螺纹端与锁紧块组件的锁紧螺钉螺纹连接；经由安装槽，将叶片组件滑入周向榫槽；沿周向移动叶片组件，直到锁紧块组件到达标记指示的位置；朝向外侧提拉套筒，若锁紧块可被提拉到相邻的转子叶片之间，则判定锁紧块到达锁紧槽；保持锁紧块在锁紧槽中的状态，使得拧紧扳手穿过套筒的筒孔并且拧紧端与锁紧螺钉接合；通过拧紧扳手，对锁紧螺钉施力，使得锁紧螺钉移动，直至与周向榫槽的底侧抵接。上述装配方法可以快速、方便地完成叶片组件的固定安装，且不易损伤叶片组件。

Description

压气机转子叶片组件的装配方法

技术领域

本发明涉及一种压气机转子叶片组件的装配方法，用于将叶片组件固定安装到转子盘的周向榫槽中。

背景技术

航空发动机高压压气机转子表面装满了叶片，目前大部分型号高压压气机转子后几级转子叶片都是安装在周向燕尾型榫槽中，同时安装锁紧块组件，通过锁紧块组件对该级转子叶片进行周向限位。装上包括所有转子叶片及锁紧块组件的叶片组件后需要整体周向移动叶片组件，直到锁紧块组件的锁紧块到达锁紧槽位置，然后拧紧锁紧螺钉。

固定安装叶片组件时，通常转动叶片组件，当锁紧块到达锁紧槽位置，使用拧紧扳手旋转锁紧螺钉将锁紧块顶出到锁紧槽上并施加力矩锁死，然而，由于装上转子叶片及锁紧块组件后，就观察不到锁紧槽位置，因此，这一对准过程往往会比较繁琐，有时锁紧块与锁紧槽对的不是很齐，发现锁紧块不能被顶出来，需要反复来回微调锁紧块位置，有时对齐了锁紧槽，但是由于自锁力使得锁紧块跟着转动一定角度后被叶片榫头卡着止动，此时锁紧块斜着往外出，可能卡在转子盘上而无法顺利进入锁紧槽，这会让操作人员误以为还没有对齐锁紧槽，而重新反复调整锁紧块组件的位置，甚至分下锁紧块组件及转子叶片检查锁紧槽。

反复顶出锁紧块的过程需要反复拧锁紧螺钉，而锁紧块组件一般都是有自锁力的，反复拧锁紧螺钉，会使自锁力下降，反复拧锁紧螺钉也会增加锁紧螺钉头被拧花、拧裂的风险。而且，每次拧锁紧螺钉，由于自锁力矩使得锁紧块会跟着锁紧螺钉一起转，直到被两边的叶片榫头卡着止动，不管装锁紧块组件还是分锁紧块组件都会挤压叶片榫头侧面，所以每次分解下转子叶片时都会发现锁紧块两边叶片榫头侧面有各种压痕。

另外，有些锁紧块的尺寸较小，即使两个锁紧叶片缘板挤到一起，锁紧叶片榫头间距离还是比锁紧块的尺寸大，因而拧锁紧螺钉时会发现锁紧块跟着锁紧螺钉一起转，往往需要有经验的人员用拧紧扳手使锁紧块倾斜，使锁紧块在周向榫槽中卡一下，拧一下锁紧螺钉，再卡一下，拧一下锁紧螺钉，直到锁紧块进入锁紧槽后才能由锁紧槽止动轻松拧出，该操作难度较大且容易拧伤锁紧块组件。

本发明意在提出一种压气机转子叶片组件的装配方法，可以使得叶片组件的固定安装快速、方便，且不会对叶片组件造成损伤。

发明内容

本发明的目的是提供一种压气机转子叶片组件的装配方法，可以快速、方便地完成叶片组件的固定安装，且不易损伤叶片组件。

本发明提供一种压气机转子叶片组件的装配方法，用于将叶片组件固定安装到转子盘的周向榫槽中，所述叶片组件包括转子叶片和锁紧块组件，所述装配方法包括：提供套筒和拧紧扳手，所述套筒具有内螺纹端，所述拧紧扳手具有拧紧端；在转子盘与锁紧槽对应的外侧盘缘设置标记；使得所述套筒的内螺纹端与所述锁紧块组件的锁紧螺钉的外螺纹螺纹连接；经由转子盘的安装槽，将叶片组件滑入所述周向榫槽；沿周向移动所述叶片组件，直到所述锁紧块组件到达所述标记指示的位置；朝向所述周向榫槽的外侧提拉所述套筒以及与所述套筒连接的所述锁紧块组件，若所述锁紧块可被提拉到相邻的转子叶片之间，则判定所述锁紧块到达所述锁紧槽，若所述锁紧块无法被提拉到相邻的转子叶片之间，则沿周向继续移动所述叶片组件，调整所述锁紧块组件的位置，直到所述锁紧块可被提拉到相邻的转子叶片之间为止；判定所述锁紧块到达所述锁紧槽之后，保持所述锁紧块在所述锁紧槽中的状态，使得所述拧紧扳手穿过所述套筒的筒孔并且所述拧紧端与所述锁紧块组件的锁紧螺钉的异形孔接合；通过所述拧紧扳手，对所述锁紧螺钉施力，使得所述锁紧螺钉沿着所述套筒朝向所述周向榫槽的底侧移动，直至与所述周向榫槽的底侧抵接。

在一个实施方式中，所述套筒在所述内螺纹端设置有侧向窗口，用于观察所述所述套筒与所述锁紧螺钉的螺纹连接情况。

在一个实施方式中，所述叶片组件包括多个所述转子叶片和两个所述锁紧块组件，两个锁紧块组件之间沿周向布置有至少一个转子叶片。

在一个实施方式中，所述两个锁紧块组件之间沿周向布置有两个转子叶片。

在一个实施方式中，所述拧紧扳手包括拧紧杆，所述拧紧端设置在所述拧紧杆的底端，所述拧紧杆用于穿过所述套筒的筒孔。

在一个实施方式中，所述拧紧扳手还包括施力杆，所述施力杆连接在所述拧紧杆的顶端，与所述拧紧杆成L形形状。

在一个实施方式中，所述拧紧杆包括位于顶部的顶杆段和位于底部的底杆段，所述顶杆段的横向尺寸大于所述底杆段的横向尺寸；所述底杆段为异形杆，与所述锁紧螺钉的异形孔适配；并且，所述顶杆段为圆柱杆，与所述套筒的筒孔适配。

在一个实施方式中，所述拧紧杆还包括连接在所述顶杆段和所述底杆段之间的锥形段，所述锥形段的横向尺寸从所述顶杆段朝向所述底杆段逐渐减小。

采用上述装配方法固定安装压气机转子叶片组件时，通过设置对应锁紧槽位置的标记，沿周向滑动整个叶片组件，使得锁紧块组件到达标记指示的位置，也即，到达锁紧槽位置附近，提拉套筒带动锁紧块向外侧移动，可以方便地判断锁紧块是否到达锁紧槽位置，从而可以方便地找到锁紧槽的位置，实现锁紧块组件的定位，而且，锁紧螺钉可以沿着与套筒的螺纹连接段向内侧移动，直到抵接榫槽槽底，因而可以快速、方便地完成整个叶片组件的固定安装。而且整个装配过程中，拧动锁紧螺钉一次就能将锁紧块拧出，拧动锁紧螺钉的过程不会伤到叶片榫头，还可以降低锁紧螺钉头被拧花、拧裂的风险。

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是示出叶片组件安装完成后的状态的示意图。

图2是未安装叶片组件的转子盘的示意图。

图3是示出叶片组件安装完成后的状态的局部截面图。

图4是示出叶片组件安装完成后的状态的另一局部截面图。

图5是示出周向榫槽的放大图，其中示出有放入安装槽的锁紧块组件。

图6是示出周向榫槽的另一放大图，其中示出有移动到锁紧槽的锁紧块组件。

图7是套筒的结构示意图。

图8是拧紧扳手的结构示意图。

图9是套筒和拧紧扳手作用于锁紧块组件的示意图。

图10是示出将套筒向外侧提拉的状态的截面图。

图11是示出将锁紧螺钉拧动到顶紧槽底的状态的截面图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施方式的内容限制本发明的保护范围。

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，可以包括第一特征和第二特征通过直接联系的方式形成的实施方式，也可包括在第一特征和第二特征之间形成附加特征的实施方式，从而第一特征和第二特征之间可以不直接联系。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，该说明包括第一元件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元件和第二元件间接地相连或彼此结合。

图1示出了压气机转子叶片组件100装配完成时的状态，图2示出了转子盘200未安装叶片组件100的状态。参见图2，转子盘200具有周向榫槽201，还具有设置于周向榫槽201的安装槽202和锁紧槽203。为了方便描述，转子盘200具有周向C0、轴向X0和径向R0，另外，文中将沿径向向外的一端称之为顶端，而将沿径向向内的一端则称之为底端或顶侧，径向向外可以称之为朝向外侧，而径向向内可以称之为朝向内侧。

参见图1，叶片组件100包括转子叶片101和锁紧块组件102，需要固定安装到转子盘200的周向榫槽201(图2中示出)中。锁紧块组件102包括锁紧块103和锁紧螺钉104，锁紧螺钉104穿过锁紧块103，与锁紧块103螺纹连接，而且锁紧螺钉104穿出锁紧块103的部分(特别是靠近顶端的部分)也设置有外螺纹，而且锁紧螺钉104的顶端设置有异形孔104a如六方孔，可以用于外接工具进行施力、拧紧操作。

图3示出了压气机转子叶片组件100装配完成时垂直于轴向X0的截面图，其中示出了叶片组件100的根部，包括转子叶片101的榫头1011。而图4示出了压气机转子叶片组件100装配完成时穿过转子盘200的中心且垂直于径向R0的截面图。周向榫槽201以及锁紧槽203在顶部204的槽宽较小，而底部205的槽宽较大。再结合图5和图6，安装槽202的槽宽(或者，沿轴向X0的轴向尺寸)大于周向榫槽201其它部分以及锁紧槽203在顶部的槽宽。叶片组件100可以经由安装槽202滑入周向榫槽201。图5和图6中以锁紧块组件102为例，锁紧块组件102可以经由安装槽202放入，待到达周向榫槽201的槽宽较大的底部205(图4中示出)时，再沿周向C0滑动，可以移动到周向榫槽201的任意位置，如图6中锁紧槽203处，由于顶部204的槽宽较小，因此可以将锁紧块组件102锁在周向榫槽201内，然而可以沿周向C0滑动。通过下面会描述的装配方法进行装配以后，锁紧块组件102可以止挡在相邻的两个转子叶片101之间，实现整个叶片组件100的周向止动，也即固定安装。被锁紧块组件102止挡、位于锁紧块102两侧的转子叶片101也可以称之为锁紧叶片。图1示出的实施方式中，叶片组件100可以包括多个转子叶片101和两个锁紧块组件102a、102b。两个锁紧块组件102a、102b之间沿周向C0布置有至少一个转子叶片101。图示实施方式中，进一步，两个锁紧块组件102a、102b之间沿周向C0布置有两个转子叶片101。也即，锁紧叶片有四个，分别是101a、101b、101c、101d。这样可以使得转子叶片101沿周向C0的固定更加稳定。

本发明提供一种压气机转子叶片组件100的装配方法，可以将叶片组件100固定安装到转子盘200的周向榫槽201中。

下面将结合图1至图11描述根据本发明的装配方法的具体步骤。下述步骤的执行次序并非一定是顺序执行，而是可以根据不同的实施方式可以有不同的执行次序。

步骤S1：提供套筒1和拧紧扳手2。

套筒1和拧紧扳手2的示例性结构分别如图7和图8所示，套筒1具有内螺纹端11，拧紧扳手2具有拧紧端21。套筒1的内螺纹端11也即套筒1的设置有内螺纹的一端。

步骤S2：在转子盘200与锁紧槽203对应的外侧盘缘210设置标记A3。

装上叶片组件10后锁紧槽203的位置会被转子叶片101的叶片缘板挡住，因此，例如，可以将锁紧槽203的所在位置用记号笔引到外侧盘缘210，以此作为标记A3，如图2所示。对于包括两个锁紧块组件102a、102b的图示实施方式，设置有两个标记A3。

步骤S3：使得套筒1的内螺纹端11与锁紧块组件102的锁紧螺钉104的外螺纹螺纹连接。

套筒1的内螺纹端11用于与锁紧螺钉104的外螺纹螺纹连接，实际设计套筒1时，可以根据锁紧块组件102的尺寸设计，以使得套筒1的内螺纹端11能够拧到锁紧螺钉104上。套筒1可以采用质地较轻的材料，例如铝材。

步骤S4：经由转子盘200的安装槽202，将叶片组件100滑入周向榫槽201。

将叶片组件100滑入周向榫槽201时，可以按序安装转子叶片101及连接了套筒1的锁紧块组件102，直到所有转子叶片101和锁紧块组件102都滑入周向榫槽201。

步骤S5：沿周向C0移动叶片组件100，直到锁紧块组件102到达标记A3指示的位置。

可以沿周向C0整体移动转子叶片101及锁紧块组件102，直到锁紧块组件102到达预先设置的标记A3所指示的锁紧槽203的位置。

步骤S6：朝向周向榫槽203的外侧提拉套筒1以及与套筒1连接的锁紧块组件102，若锁紧块103可被提拉到相邻的转子叶片11之间，则判定锁紧块103到达锁紧槽203，若锁紧块103无法被提拉到相邻的转子叶片11之间，则沿周向C0继续移动叶片组件100，调整锁紧块组件102的位置，直到锁紧块103可被提拉到相邻的转子叶片11之间为止。

通过套筒1向外提拉锁紧块组件102(包括锁紧块103)，若锁紧块103能够被拉出来卡在相邻的转子叶片11之间，如图1所示，便说明此处就是锁紧槽203的位置。

步骤S7：判定锁紧块103到达锁紧槽203之后，保持锁紧块103在锁紧槽203中的状态，使得拧紧扳手2穿过套筒1的筒孔12并且拧紧端21与锁紧块组件102的锁紧螺钉104的异形孔104a接合。

可以例如用手向外一直提拉套筒1，使得锁紧块103一直处在锁紧槽203中，也即，保持锁紧块103在锁紧槽203中的状态。

拧紧扳手2穿过套筒1并且插入锁紧螺钉104的异形孔104a，可以参见图9至图11。

拧紧扳手2用于穿过套筒1的筒孔12并且与锁紧螺钉104的异形孔104a接合从而能够带动锁紧螺钉104转动，实际设计拧紧扳手2时，可以根据锁紧块组件102的尺寸设计，以使得拧紧扳手2能够伸进套筒1且可以拧紧锁紧螺钉104。

结合图8及图9至图11，拧紧扳手2可以包括拧紧杆22，拧紧端21设置在拧紧杆22的底端(图8中，左端)，拧紧杆22用于穿过套筒1的筒孔12。

图示实施方式中，拧紧扳手2还可以包括施力杆23，施力杆23连接在拧紧杆22的顶端(图8中，右端)，与拧紧杆22成L形形状。设置施力杆23可以方便施力。

图示实施方式中，拧紧杆22包括位于顶部(图8中，右部)的顶杆段221和位于底部(图8中，左部)的底杆段222，顶杆段221的横向尺寸大于底杆段222的横向尺寸。底杆段222可以为异形杆，例如为六棱柱杆，与锁紧螺钉104的异形孔104a适配。而顶杆段221可以为圆柱杆，与套筒1的筒孔12适配，例如作为顶杆段221的圆柱杆与套筒1的筒孔12小间隙配合，这样，套筒1的筒孔12还可以对拧紧杆22起导向作用。横向尺寸也即垂直于拧紧杆22的延伸方向的尺寸，对于圆柱杆而言，可以是直径，对于六棱柱杆，可以是对应六边形的外接圆的直径。进一步，图示实施方式中，拧紧杆22还可以包括连接在顶杆段221和底杆段222之间的锥形段223，锥形段223的横向尺寸可以从顶杆段221朝向底杆段222逐渐减小。

步骤S8：通过拧紧扳手2，对锁紧螺钉104施力，使得锁紧螺钉104沿着套筒1朝向周向榫槽201的底侧206移动，直至与周向榫槽201的底侧206抵接。

使用拧紧扳手2拧动锁紧螺钉104，此时，由于锁紧块103沿自身周向被锁紧槽203限位，锁紧螺钉104会相对于锁紧块103旋转，沿着套筒1与锁紧螺钉104的螺纹连接段S1朝向周向榫槽201的底侧206移动，例如从图10的位置移动，直到图11的位置，也即螺钉头部顶到周向榫槽201的底侧206。

结合图7和图9，套筒1可以在内螺纹端11设置有侧向窗口13，用于观察套筒1与锁紧螺钉104的螺纹连接情况，也便可以了解锁紧螺钉104的拧入情况。图7中，可以从侧向窗口13看到套筒1的内螺纹端11的内螺纹11a。

对于包括两个锁紧块组件102a、102b的图示实施方式，可以针对一个锁紧块组件102a执行步骤S6至S8之后，针对另一锁紧块组件102b执行步骤S6至S8。

至此，叶片组件100固定安装到转子盘200的周向榫槽201中，如图1所示。

发明人分析认为，现有技术使用的传统方法中，锁紧块跟着锁紧螺钉转动因而需要两边叶片榫头进行止动的原因在于，锁紧块是通过拧动锁紧螺钉将锁紧块顶出到锁紧槽的，当锁紧块进入锁紧槽后，锁紧块就可通过锁紧槽进行止动。

而根据本发明的装配方法中，通过提拉锁紧块组件将锁紧块提前安装到锁紧槽内，然后通过拧紧扳手拧动锁紧螺钉，直到顶到周向榫槽的螺钉槽内，这一过程中，锁紧块不需要依靠叶片榫头进行止动也能拧出来，因而可以避免锁紧块挤压到叶片榫头，使锁紧叶片榫头没有因此产生的压痕。

上述装配方法中，通过提拉套筒就可以将锁紧块拉出来，检查是否安装到锁紧槽里，这一确定锁紧槽的过程十分便捷，可以降低锁紧块组件以及整个叶片组件的安装难度，减少周向调整锁紧块位置的次数。

上述装配方法中采用的套筒具有筒孔方便拧紧扳手通过，提拉锁紧块到锁紧槽之后，通过拧紧扳手拧动锁紧螺钉直到顶到周向榫槽的螺钉槽内，因而整个过程可以减少拧锁紧螺钉的次数，避免自锁力矩下降，降低锁紧螺钉头被拧花、拧裂的风险。

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。例如，不同实施方式下的变换方式可以进行适当组合。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 (8)

1.一种压气机转子叶片组件的装配方法，用于将叶片组件固定安装到转子盘的周向榫槽中，所述叶片组件包括转子叶片和锁紧块组件，其特征在于，所述装配方法包括：

提供套筒和拧紧扳手，所述套筒具有内螺纹端，所述拧紧扳手具有拧紧端；

在转子盘与锁紧槽对应的外侧盘缘设置标记；

使得所述套筒的内螺纹端与所述锁紧块组件的锁紧螺钉的外螺纹螺纹连接；

经由转子盘的安装槽，将叶片组件滑入所述周向榫槽；

沿周向移动所述叶片组件，直到所述锁紧块组件到达所述标记指示的位置；

朝向所述周向榫槽的外侧提拉所述套筒以及与所述套筒连接的所述锁紧块组件，若所述锁紧块可被提拉到相邻的转子叶片之间，则判定所述锁紧块到达所述锁紧槽，若所述锁紧块无法被提拉到相邻的转子叶片之间，则沿周向继续移动所述叶片组件，调整所述锁紧块组件的位置，直到所述锁紧块可被提拉到相邻的转子叶片之间为止；

判定所述锁紧块到达所述锁紧槽之后，保持所述锁紧块在所述锁紧槽中的状态，使得所述拧紧扳手穿过所述套筒的筒孔并且所述拧紧端与所述锁紧块组件的锁紧螺钉的异形孔接合；

通过所述拧紧扳手，对所述锁紧螺钉施力，使得所述锁紧螺钉沿着所述套筒朝向所述周向榫槽的底侧移动，直至与所述周向榫槽的底侧抵接。

2.如权利要求1所述的装配方法，其特征在于，

所述套筒在所述内螺纹端设置有侧向窗口，用于观察所述所述套筒与所述锁紧螺钉的螺纹连接情况。

3.如权利要求1所述的装配方法，其特征在于，

所述叶片组件包括多个所述转子叶片和两个所述锁紧块组件，两个锁紧块组件之间沿周向布置有至少一个转子叶片。

4.如权利要求3所述的装配方法，其特征在于，

所述两个锁紧块组件之间沿周向布置有两个转子叶片。

5.如权利要求1所述的装配方法，其特征在于，

所述拧紧扳手包括拧紧杆，所述拧紧端设置在所述拧紧杆的底端，所述拧紧杆用于穿过所述套筒的筒孔。

6.如权利要求5所述的装配方法，其特征在于，

所述拧紧扳手还包括施力杆，所述施力杆连接在所述拧紧杆的顶端，与所述拧紧杆成L形形状。

7.如权利要求5所述的装配方法，其特征在于，

所述拧紧杆包括位于顶部的顶杆段和位于底部的底杆段，所述顶杆段的横向尺寸大于所述底杆段的横向尺寸；

所述底杆段为异形杆，与所述锁紧螺钉的异形孔适配；并且

所述顶杆段为圆柱杆，与所述套筒的筒孔适配。

8.如权利要求7所述的装配方法，其特征在于，

所述拧紧杆还包括连接在所述顶杆段和所述底杆段之间的锥形段，所述锥形段的横向尺寸从所述顶杆段朝向所述底杆段逐渐减小。

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