CN114473052B - 高压压气机铰孔工装及高压压气机转子铰孔方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高压压气机铰孔工装及高压压气机转子铰孔方法，属于高压压气机维修领域。高压压气机铰孔工装，包括形状为环形的基体，基体的外周面上沿其周向间隔的开设有多个与基体的内孔连通的滑动孔，每个滑动孔内均容纳有滑块，滑块与滑动孔滑动连接，每个滑块上设置有用于与双头螺栓连接的螺纹孔，螺纹孔的轴线方向与内孔的轴线方向平行，滑块与滑动孔间还设置有限制滑块滑动的定位装置。使用本申请的铰孔工装及铰孔方法，可实现高压压气机转子在一次分、装情况下完成全部铰制螺栓孔组合铰孔，减少产品分、装次数各1次，缩短组合铰孔修理周期约3天。
Description
技术领域
本发明涉及高压压气机铰孔工装及高压压气机转子铰孔方法，属于航空发动机高压压气机维修领域。
背景技术
某型航空发动机高压压气机转子主要由各级鼓筒及各级盘和轴等零件组成，通过沿圆周均布分布的24个拉紧螺栓进行固定，拉紧螺栓为双头螺栓。当更换各级鼓筒及各级盘和轴等零件，或铰制螺栓孔与拉紧螺栓配合尺寸超差等情况时，需要对高压压气机转子进行组合铰孔，以保证更换零件后所有铰制螺栓孔的尺寸和同心度。
传统的组合铰孔需要分两次进行，流程如下：装配高压压气机转子，即：均布装配与原铰制螺栓孔规格相适配的12根拉紧螺栓→检查高压压气机转子的跳动量→铰另12个铰制螺栓孔→分解高压压气机转子→清洗检查→装配高压压气机转子→检查高压压气机转子的跳动量→铰剩下12个铰制螺栓孔→分解高压压气机转子→清洗检查。
通过上述流程可以看出，完成全部24个铰制螺栓孔的铰孔工作，高压压气机转子需要分、装各两遍，并进行两次跳动检查，如此操作较为复杂，铰孔效率低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种操作简单，铰孔效率高的高压压气机铰孔工装及高压压气机转子铰孔方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：高压压气机铰孔工装，包括形状为环形的基体，基体的外周面上沿其周向间隔的开设有多个与基体的内孔连通的滑动孔，每个滑动孔内均容纳有滑块，滑块与滑动孔滑动连接，每个滑块上设置有用于与双头螺栓连接的螺纹孔，螺纹孔的轴线方向与内孔的轴线方向平行。
进一步的，滑块与滑动孔间还设置有限制滑块滑动的定位装置，在定位装置作用时，螺纹孔的位置与待铰制螺栓孔的位置相适配；
进一步的，定位装置包括设置在滑块上的第一盲孔，第一盲孔内设置有第一弹性件，第一弹性件靠近滑动孔周壁的一侧连接有球珠，滑动孔的周壁上设置有与球珠相适配的凹口，第一弹性件用于将球珠推出第一盲孔，球珠与第一盲孔及凹口配合，以用于限制滑块滑动。
进一步的，第一弹性件为弹簧。
进一步的，滑块上还设置有限位槽，限位槽避让第一盲孔设置，滑动孔的周壁上还设有定位柱，定位柱的至少部分容纳于限位槽内，且定位柱与限位槽沿滑块的滑动方向限位配合，以用于防止滑块脱离滑动孔；
在定位装置作用时，定位柱与限位槽的第一侧壁接触，或定位柱与限位槽的第一侧壁之间设有间隙；
其中，第一侧壁为限位槽的沿滑块滑动方向上的、且靠近内孔的侧壁。
进一步的，滑块沿第一方向上的至少一个侧面与滑动孔周壁之间设有间隙；
其中，第一方向为与滑块的滑动方向垂直的方向，且第一方向与内孔的轴线方向垂直。
进一步的，滑块沿第一方向上的至少一个侧面上设置有凹槽，凹槽避让定位装置设置，凹槽内设置有第二弹性件，第二弹性件远离凹槽的一侧连接有板片，板片的形状与凹槽的形状相适配，板片部分容纳于凹槽中，第二弹性件用于使板片靠近滑动孔周壁的一侧与滑动孔的周壁抵接，且板片与滑动孔在第一方向上滑动连接。
进一步的，螺纹孔包括螺纹段及位于螺纹段的上方的避让段，且避让段为光孔。
进一步的，避让段的直径大于螺纹段的直径，且避让段与螺纹段通过第一倒角过渡。
进一步的，基体水平设置，滑动孔的轴线方向沿水平方向延伸，滑块远离内孔的一侧的顶部设置有凸起，凸起的形状与VI级鼓筒内的环形槽的形状相适配，凸起用于与环形槽配合，以用于使铰孔工装定位安装在VI级鼓筒内。
高压压气机转子铰孔方法，包括如下步骤：
S10，使高压压气机铰孔工装的滑块位于滑动孔中，将铰孔工装定位安装至VI级鼓筒安装边的下方，将滑块推出，使滑块上的螺纹孔的位置与待铰制螺栓孔的位置相适配；
其中，螺纹孔的数量与待铰制螺栓孔的数量相适配；
S20，将第一双头螺栓分别连接至部分螺纹孔内；
S30，装配各级盘和轴，使各级盘和轴的铰制螺栓孔穿过与之相对应的第一双头螺栓，并安装第一固定螺母至第一双头螺栓上，以用于固定各级盘和轴；
S40，对未穿过有第一双头螺栓的各级盘和轴的铰制螺栓孔进行第一次铰孔加工；
S50，在已铰孔加工的铰制螺栓孔中安装与其规格相适配的第二双头螺栓，并安装第二固定螺母；
S60，拆卸第一固定螺母及第一双头螺栓，对未进行第一次铰孔加工的各级盘和轴的铰制螺栓孔进行第二次铰孔加工；
本发明的有益效果是：
使用本申请的铰孔工装及铰孔方法，可实现高压压气机转子在一次分、装情况下完成全部铰制螺栓孔组合铰孔，操作简单，且可减少产品分、装次数各1次，缩短组合铰孔修理周期约3天；
使用本申请的铰孔工装及铰孔方法能确保高压压气机转子在一次装配和装夹状态下完成全部铰制螺栓孔铰孔，避免了产品多次装配和装夹找正带来的误差，铰孔后，铰制螺栓孔的一致性更好，提升铰孔整体质量。
附图说明
图1为本发明的滑块伸出时的轴侧图；
图2为本发明的滑块缩回时的轴侧图；
图3为本发明滑块的爆炸示意图；
图4为本发明的剖视图；
图5为本发明P处的放大图；
图6为本发明滑块的剖视图；
图7为本发明的工装装配至高压压气机转子时的剖视图；
图8为本发明沿B处的放大图；
图9为本发明铰孔工装的凸起与VI级鼓筒环形槽的配合图。
图中标记为：1是基体，10是底座，12是端盖，2是滑块，21是螺纹孔，211是第一倒角，212是螺纹段，213是第二倒角，214是避让段，22是第一盲孔，23是凸起，24是凹槽，25是第二盲孔，26是把手，27是板片，28是球珠，29是限位槽，32是第一弹性件，34是第二弹性件，4是定位柱，5是内孔，6是VI级鼓筒，7是各级盘和轴。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的部分实施例。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。
如图1至图3所示，本发明的高压压气机铰孔工装，包括形状为环形的基体1，基体1的外周面上沿其周向间隔的开设有多个与基体1的内孔5连通的滑动孔，每个滑动孔内均容纳有滑块2，滑块2与滑动孔滑动连接，每个滑块2上设置有用于与双头螺栓连接的螺纹孔21，螺纹孔21的轴线方向与内孔5的轴线方向平行。
具体的，基体1水平设置，基体1包括底座10及设置在底座10上的端盖12，端盖12与底座10通过螺栓固定连接，底座10的顶面上开设有滑槽，滑槽与端盖12组合形成滑动孔，如此便于装配滑块2；
另外，基体1的内孔5为环形的小圆盘内的空间，每个滑块2靠近内孔5的一侧均固定连接有把手26，在定位装置作用时，把手26至少部分位于内孔5中，即：把手26未进入滑动孔中，或把手26仍有部分未进入滑动孔中，设置把手26便于推动滑块2。
优选的，滑块2的数量与待铰制的螺栓孔的数量相适配，本申请的滑块2设置有24个，且均匀的间隔分布在基体1的外周面。
优选的，滑块2与滑动孔间还设置有限制滑块2滑动的定位装置，在定位装置作用时，螺纹孔21的位置与待铰制螺栓孔的位置相适配。
优选的，定位装置包括设置在滑块2上的第一盲孔22，第一盲孔22内设置有第一弹性件32，第一弹性件32靠近滑动孔周壁的一侧连接有球珠28，滑动孔的周壁上设置有与球珠28相适配的凹口，第一弹性件32用于将球珠28推出第一盲孔22，球珠28与第一盲孔22及凹口配合，以用于限制滑块2滑动。
具体的，可根据待铰制螺栓孔的位置调整凹口的位置，使得凹口与球珠28配合时，螺纹孔21的轴线与待铰制螺栓孔的轴线重合；第一盲孔22的设置位置有4个，具体为：可设置在滑块2沿竖直方向的顶面或底面上，或者设置在滑块2沿第一方向上的任意一个侧面上，其中，第一方向为与滑块2的滑动方向垂直的方向，且第一方向与内孔5的轴线垂直。
另外，第一盲孔22还可开设在滑动孔的周壁上，而凹口设置于滑块2上。
优选的，第一弹性件32为弹簧。
具体的，第一弹性件32还可为弹片。
如图4至图6所示，优选的，滑块2上还设置有限位槽29，限位槽29避让第一盲孔22设置，滑动孔的周壁上还设有定位柱4，定位柱4的至少部分容纳于限位槽29内，且定位柱4与限位槽29沿滑块2的滑动方向限位配合，以用于防止滑块2脱离滑动孔；
定位装置作用时，定位柱4与限位槽29的第一侧壁接触，或定位柱4与限位槽29的第一侧壁之间设有间隙；
其中，第一侧壁为限位槽29的沿滑块2滑动方向上的、且靠近内孔5的侧壁。
具体的，限位槽29的设置位置有4个，限位槽29可设置在滑块2沿竖直方向的顶面或底面上，或者设置在滑块2沿第一方向上的任意一个侧面上；本方案的限位槽29避让第一盲孔22设置可理解为：限位槽29与第一盲孔22设置于滑块2的同一个面上，此时限位槽29与第一盲孔22间隔设置，避免限位槽29与第一盲孔22的干涉；还可理解为：限位槽29与第一盲孔22设置在滑块2的不同的位置上，即：限位槽29与第一盲孔22不设置在滑块2的同一面上；进一步的，第一盲孔22设置在滑块2的顶面，限位槽29设置在滑块2的底面。
定位柱4与限位槽29沿滑块2的滑动方向限位配合的理解如下：如图6所示，推动滑块2，使滑块2伸出时，若不设置限位槽29与定位柱4，仅靠定位装置，即：球珠28与凹口的配合滑块2在较大的外力作用下易脱离滑动孔，而设置限位槽29与定位柱4后，则可保证滑块2不会脱离滑动孔中。
本方案中，优选的为：在定位装置作用时，定位柱4与限位槽29的第一侧壁之间设有间隙，若在定位装置作用时定位柱4直接与第一侧壁接触，当待铰制螺栓孔位置在滑动方向上偏离预设的位置时，即：待铰制螺栓孔的位置较预设的位置远，则会造成部分双头螺栓无法连接至待铰制螺栓孔中；而按照本方案优选的方案，滑块2能超出预设的位置，因此即便当待铰制螺栓孔在滑动方向偏离预设的位置，也可使连接有双头螺栓的滑块2适应待铰制螺栓孔的位置。
需要注意的是，当定位柱4与限位槽29第二侧壁接触时，需保证铰孔工装可放进VI级鼓筒6中；第二侧壁为限位槽29的沿滑块2滑动方向上的、且远离内孔5的侧壁。
另外，本方案还可作为定位装置，即：定位柱4与限位槽29的第一侧壁接触时，螺纹孔21处于待铰制螺栓孔的预设位置。
优选的，滑块2沿第一方向上的至少一个侧面与滑动孔周壁之间设有间隙；
其中，第一方向为与滑块2的滑动方向垂直的方向，且第一方向与内孔5的轴线方向垂直。
具体的，本方案可使滑块2在第一方向上移动，因此本方案可适应沿着第一方向偏离预设位置的待铰制螺栓孔，具体原理与限位槽29适应沿滑动方向偏离预设的位置的待铰制螺栓孔一样。
优选的，滑块2沿第一方向上的至少一个侧面上设置有凹槽24，凹槽24避让定位装置设置，凹槽24内设置有第二弹性件34，第二弹性件34远离凹槽24的一侧连接有板片27，板片27的形状与凹槽24的形状相适配，板片27部分容纳于凹槽24中，第二弹性件34用于使板片27靠近滑动孔周壁的一侧与滑动孔的周壁抵接，且板片27与滑动孔在第一方向上滑动连接。
凹槽24避让定位装置设置的理解方式与限位槽29避让第一盲孔22设置的理解方式相同。凹槽24的底面还设置有第二盲孔25，第二弹性件34设置于第二盲孔25中，若不设置第二盲孔25，可直接将第二弹性件34焊接在凹槽24中，板片27有一部分位于凹槽24中，如此可保证板片27随滑块2一同运动，且一直与第二弹性件34接触。
具体的，使用本工装装配的前三步为：
S10，使高压压气机铰孔工装的滑块2位于滑动孔中，将高压压气机铰孔工装定位安装至VI级鼓筒6安装边的下方，将滑块2推出，使滑块2上的螺纹孔21的位置与待铰制螺栓孔的位置相适配；
其中，螺纹孔21的数量与待铰制螺栓孔的数量相适配；
S20，将第一双头螺栓分别连接至部分螺纹孔21内，且连接有第一双头螺栓的螺纹孔21之间至少间隔一个未连接第一双头螺栓的螺纹孔21；
S30，装配各级盘和轴7，使各级盘和轴7的铰制螺栓孔穿过与之相对应的第一双头螺栓，并安装第一固定螺母至第一双头螺栓上，以用于固定各级盘和轴7；其中，VI级鼓筒6为公知技术，本申请不再赘述；各级盘和轴7为行业的公知技术，本申请不再赘述。
若不设置第二弹性件34及板片27，滑块2在滑动的过程中易沿第一方向偏移，如此将造成滑块2上的螺纹孔21偏移预设的位置，使得连接至螺纹孔21的第一双头螺栓不易穿过待铰制螺栓孔，如此将造成装配各级盘和轴7困难；而设置第二弹片及板片27后，在第二弹性件34的作用下滑块2上的螺纹孔21将处于预设位置，且可使得滑块2能适应沿第一方向偏移的待铰制螺栓孔。
其中第二弹性件34为弹簧或者弹片。
本方案可与限位槽29方案组合使用，此时限位槽29位于滑块2的底面。
优选的，螺纹孔21包括螺纹段212及位于螺纹段212的上方的避让段214，且避让段214为光孔。
具体的，铰孔加工时，铰刀会贯穿各级盘和轴7的铰制螺栓孔，而装配完成之后螺纹孔21是位于各级盘和轴7的铰制螺栓孔的下方的，为避免铰刀在往下铰制时损伤螺纹孔21，本申请将螺纹孔21分段设置为避让段214及螺纹段212，螺纹段212用于连接双头螺栓，避让孔用于容纳铰刀，从而避免铰刀损伤螺纹的风险。
优选的，避让段214的直径大于螺纹段212的直径，且避让段214与螺纹段212通过第一倒角211过渡。
具体的，避让段214的直径大于螺纹段212的直径可防止铰刀损坏避让孔，而设置第一倒角211是为了引导双头螺栓从避让段214进入螺纹孔21中；还可在避让段214的顶部设置第二倒角213，设置第二倒角213的目的是引导双头螺栓进入避让段214。
优选的，基体1水平设置，滑动孔的轴线方向沿水平方向延伸；滑块2远离内孔5的一侧的顶部设置有凸起23，凸起23的形状与VI级鼓筒6内的环形槽的形状相适配，凸起23用于与环形槽配合，以用于使铰孔工装定位安装在VI级鼓筒6内。
本方案的：基体1水平设置，滑动孔的轴线方向沿水平方向延伸可独立实施。
凸起23与环形槽的配合见图9，具体的，若不设置凸起23，铰孔工装只能通过传统的螺栓连接、焊接等方式固定在VI级鼓筒6内，上述固定方式使得固定铰孔工装至VI级鼓筒6内操作麻烦，采用本方案固定铰孔工装较为简单。
如图7至8所示，高压压气机转子铰孔方法，包括如下步骤：
S10，使高压压气机铰孔工装的滑块2位于滑动孔中，将高压压气机铰孔工装定位安装至VI级鼓筒6安装边的下方，将滑块2推出，使滑块2上的螺纹孔21的位置与待铰制螺栓孔的位置相适配；
其中，螺纹孔21的数量与待铰制螺栓孔的数量相适配；
S20，将第一双头螺栓分别连接至部分螺纹孔21内，且连接有第一双头螺栓的螺纹孔21之间至少间隔一个未连接第一双头螺栓的螺纹孔21；
S30，装配各级盘和轴7，使各级盘和轴7的铰制螺栓孔穿过与之相对应的第一双头螺栓，并安装第一固定螺母至第一双头螺栓上，以用于固定各级盘和轴7；
S40，对未穿过有第一双头螺栓的各级盘和轴7的铰制螺栓孔进行第一次铰孔加工；
S50，在已铰孔加工的铰制螺栓孔中安装与其规格相适配的第二双头螺栓，并安装第二固定螺母；
S60，拆卸第一固定螺母及第一双头螺栓，对未进行第一次铰孔加工的各级盘和轴7的铰制螺栓孔进行第二次铰孔加工；
其中，在S20中，至少有3个双头螺栓的规格与各级盘和轴7的铰制螺栓孔的规格相适配。优选的，且该3颗双头螺栓沿基体1的周向均布。
具体的，在步骤S30与步骤S40之间还设有S35：对高压压气机转子进行跳动量检查，若跳动量超差，则需排除跳动超差再进入下工序。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，这类术语仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本文中，“平行”、“垂直”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。
另需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合。
Claims (9)
1.高压压气机转子铰孔方法，其特征在于，采用的高压压气机铰孔工装包括形状为环形的基体(1)，所述基体(1)的外周面上沿其周向间隔的开设有多个与所述基体(1)的内孔(5)连通的滑动孔，每个所述滑动孔内均容纳有滑块(2)，所述滑块(2)与所述滑动孔滑动连接，每个所述滑块(2)上设置有用于与双头螺栓连接的螺纹孔(21)，所述螺纹孔(21)的轴线方向与内孔(5)的轴线方向平行；铰孔方法包括如下步骤：
S10，使所述滑块(2)位于所述滑动孔中，将所述高压压气机铰孔工装定位安装至VI级鼓筒(6)安装边的下方，将所述滑块(2)推出，使所述滑块(2)上的螺纹孔(21)的位置与待铰制螺栓孔的位置相适配；
其中，所述螺纹孔(21)的数量与待铰制螺栓孔的数量相适配；
S20，将第一双头螺栓分别连接至部分螺纹孔(21)内；
S30，装配各级盘和轴(7)，使各级盘和轴(7)的铰制螺栓孔穿过与之相对应的所述第一双头螺栓，并安装第一固定螺母至所述第一双头螺栓上，以用于固定各级盘和轴(7)；
S40，对未穿过有所述第一双头螺栓的各级盘和轴(7)的铰制螺栓孔进行第一次铰孔加工；
S50，在已铰孔加工的铰制螺栓孔中安装与其规格相适配的第二双头螺栓，并安装第二固定螺母；
S60，拆卸第一固定螺母及第一双头螺栓，对未进行第一次铰孔加工的各级盘和轴(7)的铰制螺栓孔进行第二次铰孔加工。
2.根据权利要求1所述的高压压气机转子铰孔方法，其特征在于：所述滑块(2)与所述滑动孔间还设置有限制所述滑块(2)滑动的定位装置；所述定位装置作用时，所述螺纹孔(21)的位置与待铰制螺栓孔的位置相适配。
3.根据权利要求2所述的高压压气机转子铰孔方法，其特征在于：所述定位装置包括设置在所述滑块(2)上的第一盲孔(22)，所述第一盲孔(22)内设置有第一弹性件(32)，所述第一弹性件(32)靠近所述滑动孔周壁的一侧连接有球珠(28)，所述滑动孔的周壁上设置有与所述球珠(28)相适配的凹口，所述第一弹性件(32)用于将所述球珠(28)推出所述第一盲孔(22)，所述球珠(28)与所述第一盲孔(22)及所述凹口配合，以用于限制所述滑块(2)滑动。
4.根据权利要求2所述的高压压气机转子铰孔方法，其特征在于：所述滑块(2)上还设置有限位槽(29)，所述滑动孔的周壁上还设有定位柱(4)，所述定位柱(4)的至少部分容纳于所述限位槽(29)内，且所述定位柱(4)与所述限位槽(29)沿所述滑块(2)的滑动方向限位配合，以用于防止所述滑块(2)脱离所述滑动孔；
所述定位装置作用时，所述定位柱(4)与所述限位槽(29)的第一侧壁接触，或所述定位柱(4)与所述限位槽(29)的第一侧壁之间设有间隙；
其中，所述第一侧壁为限位槽(29)的沿所述滑块(2)滑动方向上的、且靠近所述内孔(5)的侧壁。
5.根据权利要求1所述的高压压气机转子铰孔方法，其特征在于：所述滑块(2)沿第一方向上的至少一个侧面与所述滑动孔周壁之间设有间隙；
其中，所述第一方向为与所述滑块(2)的滑动方向垂直的方向，且所述第一方向与内孔(5)的轴线方向垂直。
6.根据权利要求5所述的高压压气机转子铰孔方法，其特征在于：所述滑块(2)沿所述第一方向上的至少一个侧面上设置有凹槽(24)，所述凹槽(24)内设置有第二弹性件(34)，所述第二弹性件(34)远离所述凹槽(24)的一侧连接有板片(27)，所述板片(27)的形状与所述凹槽(24)的形状相适配，所述板片(27)部分容纳于所述凹槽(24)中，所述第二弹性件(34)用于使所述板片(27)靠近所述滑动孔周壁的一侧与滑动孔的周壁抵接，且所述板片(27)与所述滑动孔在第一方向上滑动连接。
7.根据权利要求1所述的高压压气机转子铰孔方法，其特征在于：所述螺纹孔(21)包括螺纹段(212)及位于所述螺纹段(212)的上方的避让段(214)，且所述避让段(214)为光孔。
8.根据权利要求7所述的高压压气机转子铰孔方法，其特征在于：所述避让段(214)的直径大于所述螺纹段(212)的直径，且所述避让段(214)与所述螺纹段(212)通过第一倒角(211)过渡。
9.根据权利要求1所述的高压压气机转子铰孔方法，其特征在于：所述基体(1)水平设置，所述滑动孔的轴线方向沿水平方向延伸；所述滑块(2)远离所述内孔(5)的一侧的顶部设置有凸起(23)，所述凸起(23)用于与VI级鼓筒(6)内的环形槽配合，以用于使铰孔工装定位安装在VI级鼓筒(6)内。
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