CN114135345B - 涡轮孔探的堵头装置 - Google Patents

Abstract

本发明是涡轮孔探的堵头装置，本发明属于堵头固定装置的技术领域，解决现有技术产品中的堵头锁紧后位移不协调和锁紧机构拆装复杂的技术问题。适用于发动机转子叶片状态监控，所述发动机包括机匣和静叶片或导向叶片，包括堵头结构，所述堵头结构与堵头连接，所述堵头结构以可拆卸的方式安装在机匣上，用于机匣、静叶片和孔探孔之间的密封，其中，所述堵头结构在高温、振动环境下能够适应机匣和静叶片的位移差，孔探装置在机匣外部能够自锁。在使用时进行拆卸，通过监控设备监控转子的状态；不使用时，安装即可。避免现有技术中高频次的拆分容易使自锁螺母失效和每次拆分需检查螺母自锁性能的问题，降低了发动机孔探装置后期维护成本。

Description

涡轮孔探的堵头装置

技术领域

本发明属于堵头固定装置的技术领域，尤其涉及一种涡轮孔探的堵头装置。

背景技术

传统的航空发动机涡轮部件孔探堵头无自锁功能，需要用自锁螺母等结构进行防松，由于发动机的特殊性，涡轮部件内流道高温零部件需经常进行孔探检查，高频次的拆分容易使自锁螺母失效，为保证自锁螺母在使用过程中的安全性，每次拆分需检查螺母的自锁性能，增加了发动机后期维护成本。

带自锁螺母结构的孔探拆分工装结构复杂，使用中操作动作较多，操作顺序有严格的要求，操作者要专门学习操作程序和要领。另外，发动机涡轮孔探堵头工作环境一端为高温燃气，一端为外涵冷气，这种温差载荷使得堵头在工作过程中因机匣、叶片等零件的周向和轴向位移差发生偏移，受力不均，同时对各个配合零组件间孔的同心要求较高，增加加工成本。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种涡轮孔探的堵头装置，解决现有技术中的产品堵头易发生偏移的技术问题。本案的技术方案有诸多技术有益效果，见下文介绍：

提供一种涡轮孔探的堵头装置，适用于发动机转子叶片状态监控，所述发动机包括机匣和静叶片或导向叶片，包括堵头结构，所述堵头结构与堵头连接，所述堵头结构以可拆卸的方式安装在机匣上，用于机匣、静叶片和孔探孔之间的密封，其中，

所述堵头结构在高温、振动环境下能够适应机匣和静叶片的位移差，孔探装置在机匣外部能够自锁。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：

本案的堵头结构在高温环境下能够实现位移自适应和自锁。探堵头装置螺纹连接在机匣上，在使用时进行拆卸，通过监控设备监控转子的状态；不使用时，安装即可，避免现有技术中高频次的拆分容易使自锁螺母失效和每次拆分需检查螺母自锁性能的问题，降低了发动机孔探装置后期维护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构剖面图

图2为外套轴测图及剖面图

图3为滑动内套轴测图及剖面图

图4为止动环轴测图

图5螺纹连杆剖面图及轴测图

图6孔探座剖面图及轴测图

图7孔探堵头装置非装配状态下的剖面图；

其中：

1、外套；2、第一弹簧；3、滑动内套；4、止动环；5、第二弹簧；6、螺纹连杆；7、固定环；8堵头；9、孔探座。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本发明，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践方面。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示的涡轮孔探的堵头装置，适用于发动机转子叶片状态监控，发动机包括机匣和静叶片或导向叶片，包括堵头结构，堵头结构以可拆卸的方式安装在机匣上，堵头结构用于机匣、静叶片和孔探孔之间的密封，堵头结构与堵头活动连接以适应位移差，其中，

堵头结构在高温环境下能够实现位移自适应和自锁。探堵头装置螺纹连接在机匣上，在使用时进行拆卸，通过监控设备监控转子的状态不使用时，安装即可，避免现有技术中高频次的拆分容易使自锁螺母失效和每次拆分需检查螺母自锁性能的问题，降低了发动机孔探装置后期维护成本。作为本案所提供的具体实施方式，机匣预设位置安装孔探座9，堵头结构包括安装在孔探座9上自锁组件，其中：

自锁组件包括外套1、螺纹连杆6、滑动内套3、止动环4和被压缩装配的第一弹簧2，外套1和滑动内套3间隙配合且滑动内套3相对外套1在竖直方向可移动；第一弹簧2套设螺纹连杆6顶端位置并安装在止动环4的上方，且被滑动内套3所嵌套；

止动环4的顶面上预设位置设置有端面齿，且周向外表面设置有防转凸台，止动环4与滑动内套3的相向面齿啮合连接，需要强调的是，第一弹簧2抵制在外套1内顶面和滑动内套3的齿啮合面之间，安装时，第一弹簧2以被压缩的方式进行安装。

安装孔探座9的周向外表面设置突起，突起的中央区域设置有防转槽且防转槽的一侧设置引导斜面，用于防转凸台沿引导斜面能进入防转槽内，引导斜面优选的，为弧形引导斜面，便于防转凸台进入防转槽内，其中：

在高温环境下，螺纹连杆6相对于孔探座9相对转动或振动，致使螺纹连杆6转动，致使安装孔探座9和外套1发生移动，且滑动内套3与止动环4要发生相对转动，在第一弹簧2(装配时被压缩，有弹力且抵止外套1内顶面和滑动内套3的底面，给予滑动内套3向下的力)，在第一弹簧2的弹力作用在滑动内套3的底面上，致使止动环4和滑动内套3相向面的啮合面合不发生相对转动，形成外套1和孔探座9的自锁。

进一步的，外套1的顶面设置工装对接口，用于外套1的整体安装。

进一步的，外套1与滑动内套3键连接，周向防转且轴向可相对移动。

作为本案所提供的具体实施方式，如图7所示，还包括位移自适应组件，其被自锁组件所嵌套，位移自适应组件包括堵头8，其中，堵头8一端嵌入静叶片内，另一端设置半球头，半球头嵌入在螺纹连杆6底面内且能够外向转动接连(球头嵌入螺纹连杆6上设置的凹槽内)，以对堵头8进行热补偿。

进一步的，螺纹连杆的底面设置有防脱环，用以半球头限位。

进一步的，位移自适应组件还包括第二弹簧5，在螺纹连杆上且在半球头位置上开有安装第二弹簧的孔，第二弹簧5用于堵头自定心，确保装配前保持堵头和螺纹连杆同轴。

工作原理：

本发明的自锁原理：弹簧2在孔探堵头装置工作时是受压状态，弹簧压力使滑动内套3和止动环4端面齿相互顶紧，无外力作用的情况下，端面齿间的摩擦力可防止螺纹松动。

在装配时，堵头8径向受第二弹簧5的压力，堵头自动定心，对准孔进行装配。旋紧螺纹连杆6和孔探座9螺纹过程中，止动环4的防转凸台42在旋转过程中碰到孔探座9限位槽62，凸台42沿着限位槽62外侧斜面滑动到槽里，凸台42被卡止，止动环相对孔探座9静止，继续旋转外套时，滑动内套3和止动环4的端面齿相互挤压，滑动内套3相对外套1上下移动，螺纹拧紧后自锁。

所述发明进行孔探时，用工装插入外套1，旋松螺纹，当螺纹连杆平面接触到止动环4端面时，螺纹上升过程中将止动环4自动从孔探座9的卡槽62中顶出。

部件的具体结构：

如图2所示，外套1，圆柱形结构，头部为方形孔21，孔壁有凹槽22，方形孔21和凹槽22用来连接工装。方形孔23用来连接螺纹连杆6，长方形凹槽24用来和滑动内套3工作中保持周向相对关系。

第一弹簧2，圆柱形压缩弹簧，在工作过程中弹力使滑动内套3和止动环4径向顶紧。

如图3所示，滑动内套3，圆柱空心套结构，一端面带有圆弧形齿31，用来周向防转；端面齿齿高1-1.5mm，齿山形角30°-40°，齿形外大内小。外柱面有2个防转凸台32，用来和外套1连接保持周向位置，凸台高度控制在1-1.2mm，宽度控制0.8-1mm。

如图4所示，止动环4，一端面带有圆弧端齿41，用来周向防转，齿形与滑动内套3端面齿参数一致；有1处防转凸台42，用来和孔探座9配合周向防转，凸台伸出平面径向高度2.5-3.5mm，边缘必须有倒角。

定心第二弹簧5，圆柱形压缩弹簧，径向顶紧堵头8，使堵头8在自由状态时自定心。

见附图5，螺纹连杆6，圆柱形结构，大端螺纹52，小端带方形头51。

固定环7，用于堵头8的径向定位、防脱落。

堵头8，一端连接螺纹连杆，另一端用于封堵涡轮导向叶片孔探孔，阻止高温燃气泄露。

孔探座9，小端用于和涡轮机匣焊接固定，大端带有内螺纹孔61，外侧有限位槽62，用于和凸台42配合防转，限位槽顺螺纹旋向外侧为斜面，见附图6。

以上对本发明所提供的产品进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离发明创造原理的前提下，还可以对发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入发明权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种涡轮孔探的堵头装置，适用于发动机转子叶片状态监控，所述发动机包括机匣和静叶片或导向叶片，在机匣预设位置安装孔探座，其特征在于，包括堵头结构，所述堵头结构与堵头连接，所述堵头结构以可拆卸的方式安装在机匣上，用于机匣、静叶片和孔探孔之间的密封，所述堵头结构在高温、振动环境下能够适应机匣和静叶片的位移差，所述孔探装置在机匣外部能够自锁，所述堵头结构包括安装在孔探座上自锁组件，其中：

所述自锁组件包括外套、螺纹连杆、滑动内套、止动环和被压缩装配的第一弹簧，所述外套和滑动内套间隙配合且所述滑动内套相对外套在竖直方向可移动；所述第一弹簧套设所述螺纹连杆顶端位置并安装在所述止动环的上方，且被所述滑动内套所嵌套；

所述止动环的顶面上预设位置设置有端面齿，且周向外表面设置有防转凸台，所述止动环与滑动内套的相向面齿啮合连接；

所述安装孔探座的周向外表面设置突起，所述突起的中央区域设置有防转槽且所述防转槽的一侧设置引导斜面，用于所述防转凸台沿引导斜面能进入所述防转槽内，其中：在高温、振动环境下，所述螺纹连杆相对于孔探座产生相对转动的趋势，螺纹连杆转动会带动外套和所述滑动内套与止动环发生相对转动，所述第一弹簧的弹力作用在所述滑动内套的底面上，致使所述止动环和滑动内套相向面的啮合面合不发生相对转动，形成所述外套和孔探座的自锁。

2.根据权利要求1所述的堵头装置，其特征在于，所述外套的顶面设置工装对接口，用于外套的整体安装。

3.根据权利要求1所述的堵头装置，其特征在于，所述外套与所述滑动内套键连接，周向防转且沿所述外套中心轴方向可相对移动。

4.根据权利要求3所述的堵头装置，其特征在于，还包括位移自适应组件，其被所述自锁组件所嵌套，所述位移自适组件包括堵头，其中，所述堵头一端嵌入静叶片内，另一端设置半球头，所述半球头嵌入在所述螺纹连杆底面内且能够外向转动接连，以对所述堵头进行位移适应。

5.根据权利要求4所述的堵头装置，其特征在于，所述螺纹连杆的底面设置有防脱环，用以半球头限位。

6.根据权利要求1所述的堵头装置，其特征在于，所述位移自适应组件还包括第二弹簧，在所述螺纹连杆上且在半球头位置上开有安装所述第二弹簧的孔，所述第二弹簧用于堵头自定心，确保装配前保持堵头和螺纹连杆同轴。

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