CN114837751B - 导流盘安装方法及安装装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种的导流盘安装方法，首先通过尺寸链计算获得导流盘的压缩量达到预设压缩量△M时压紧螺母上端面与涡轮盘上端齿顶面之间的轴向距离L；然后在未安装导流盘的情况下使压紧螺母相对于涡轮盘移动轴向距离L，并对压紧螺母和涡轮盘外圆面之间的交界处进行横向标记和纵向标记，同时在标记过程中，通过支撑组件对压紧螺母进行抵顶以消除压紧螺母与涡轮盘之间的螺纹间隙；最后通过液压设备对导流盘进行轴向压缩，同时通过分体扳手旋转压紧螺母，相对于现有技术，无需使用大力矩扳手旋紧压紧螺母，避免克服螺纹摩擦力对压紧螺母螺纹、涡轮盘螺纹以及涡轮盘端齿的损坏，无需反复拆装导流盘来调整压缩量，安装质量和效率得到了显著提高。
Description
技术领域
本发明涉及发动机零件装配技术领域，特别地，涉及一种导流盘安装方法。此外，本发明还涉及一种采用上述导流盘安装方法的导流盘安装装置。
背景技术
航空发动机燃气涡轮转子的安装精度要求高，需对涡轮盘和导流盘之间的安装尺寸进行精确控制，现有的涡轮盘和导流盘之间的安装结构为过盈配合，且过盈量较大，通常采用加温的方式对导流盘进行安装，并用大力矩扳手对压紧螺母施加力矩的方向轴向旋紧导流盘，由于导流盘的压缩量△M有严格的控制要求，因此，在安装过程中需要反复分解导流盘以进行压缩量调整，并存在以下缺点和隐患：1、旋紧压紧螺母的过程会挤压涡轮盘端齿螺纹，易造成涡轮盘端齿形位公差的微动变形，而降低安装质量；2、反复分解导流盘及大力矩的使用会挤压压紧螺母及燃气涡轮盘之间的螺纹而造成损伤，而降低安装质量；3、导流盘和涡轮盘过盈配合调整压缩量的过程中，容易引起轴颈拉伤。以上缺点和隐患导致导流盘的安装质量、安装效率低下，且无法实现对安装尺寸的精确控制。
发明内容
本发明提供了一种导流盘安装方法及安装装置，以解决现有的航空发动机燃气涡轮转子的安装过程中需要使用大力矩扳手对压紧螺母施加力矩以旋紧导流盘，同时需要反复分解导流盘以调整压缩量，导致导流盘的安装质量和安装效率低下，且无法实现对安装尺寸的精确控制的技术问题。
根据本发明的一个方面，提供一种导流盘安装方法，用于将导流盘按预设压缩量△M安装于涡轮盘上，包括以下步骤：S1、根据尺寸链计算获得导流盘的压缩量达到预设压缩量△M时压紧螺母上端面与涡轮盘上端齿顶面之间的轴向距离L；S2、将涡轮盘安装于底座上，再将压紧螺母安装于涡轮盘上，通过支撑组件对压紧螺母进行抵顶以消除压紧螺母与涡轮盘之间的螺纹间隙，旋转压紧螺母，以使压紧螺母上端面与涡轮盘上端面之间的轴向距离达到L，对压紧螺母和涡轮盘外圆面之间的交界处进行横向标记和纵向标记，然后卸下压紧螺母和支撑组件；S3、将导流盘安装于涡轮盘上，将锁片、压紧螺母和分体扳手安装于涡轮盘上，将液压设备安装于导流盘上，通过液压设备对导流盘进行轴向压缩，同时通过旋转压紧螺母，直至压紧螺母外圆面上的横向标记和纵向标记与涡轮盘外圆面上的横向标记和纵向标记对准。
作为上述技术方案的进一步改进：
进一步地，步骤S1中的尺寸链具体包括以下尺寸：压紧螺母轴向高度L1；导流盘上螺母压紧面至涡轮盘压紧面的轴向高度L2；涡轮盘上端齿顶面至涡轮盘压紧面的轴向高度L3；导流盘上端面至涡轮盘压紧面的轴向高度L4；锁片厚度T。
进一步地，步骤S1中轴向距离L的计算公式为：L＝L＝L3-L1-(T-0.01)-(L2-△M)，锁片安装完成后的变形量为0.01mm。
进一步地，步骤旋转压紧螺母，以使压紧螺母上端面与涡轮盘上端面之间的轴向距离达到L具体包括以下步骤：施力旋转压紧螺母，并在压紧螺母上端面沿周向方向间隔选取四个点，同时测量这四个点至涡轮盘上端齿顶面的距离的平均值L′，直至L′＝L。
进一步地，步骤S3之后还包括步骤：S4、测量获得涡轮盘上端齿顶面与导流盘上端面之间的高度差L5，导流盘实际压缩量△M＝L5-(L3-L4)，判断M是否达到△M。
进一步地，步骤S4之后还包括步骤：S5、卸下液压设备和分体扳手，然后对锁片进行预弯保险。
进一步地，步骤将导流盘安装于涡轮盘上具体包括以下步骤：首先对导流盘进行预热，并在导流盘的内径上涂覆润滑油，然后将导流盘安装在涡轮盘轴颈上，同时施力按压导流盘，直至导流盘与涡轮盘贴合。
根据本发明的另一方面，还提供了一种导流盘安装装置，其包括上述的导流盘安装方法安装导流盘，包括用于从底部支撑涡轮盘的底座、沿竖向布设于底座上的定心螺杆、布设于底座上并套设于定心螺杆外的用于抵顶压紧螺母的支撑组件、用于带动压紧螺母相对于涡轮盘转动的分体扳手以及套设于定心螺杆外的用于沿竖向抵压导流盘的液压设备。
作为上述技术方案的进一步改进：
进一步地，支撑组件包括布设于底座上并套设于定心螺杆外的支撑座、沿竖向可活动地与支撑座连接的用于从底部支撑压紧螺母的活动件以及布设于支撑座和活动件之间的用于抵推活动件竖向向上运动以消除压紧螺母与涡轮盘之间的螺纹间隙的弹性件。
进一步地，导流盘安装装置还包括与液压设备的施力端抵接的用于传递轴向压力至导流盘上的压力支撑，压力支撑开设有用于观察压紧螺母外圆面上的横向标记和纵向标记与涡轮盘外圆面上的横向标记和纵向标记是否对准的观察窗口。
本发明具有以下有益效果：
本发明的导流盘安装方法，首先通过尺寸链计算获得导流盘的压缩量达到预设压缩量△M时压紧螺母上端面与涡轮盘上端齿顶面之间的轴向距离L，以确定导流盘安装合格的时候压紧螺母的旋紧位置；然后在未安装导流盘的情况下旋转压紧螺母，以使压紧螺母上端面与涡轮盘上端面之间的轴向距离达到L，再对压紧螺母和涡轮盘外圆面之间的交界处进行横向标记和纵向标记，以标记压紧螺母的旋紧位置，同时在标记过程中，通过支撑组件对压紧螺母进行抵顶以消除压紧螺母与涡轮盘之间的螺纹间隙，确保标记位置的准确性，进而提高导流盘安装质量；最后通过液压设备对导流盘进行轴向压缩，同时通过分体扳手旋转压紧螺母，并根据预先的横向标记和纵向标记，完成导流盘的一次性安装，且安装质量有保障，相对于现有技术，无需使用大力矩扳手旋紧压紧螺母，避免克服螺纹摩擦力对压紧螺母螺纹、涡轮盘螺纹以及涡轮盘端齿的损坏，无需反复拆装导流盘来调整压缩量，安装质量和效率得到了显著提高。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是航空发动机燃气涡轮转子的结构示意图；
图2是本发明优选实施例的导流盘安装方法的步骤框图；
图3是航空发动机燃气涡轮转子中涡轮盘的结构示意图；
图4是航空发动机燃气涡轮转子中导流盘的结构示意图；
图5是航空发动机燃气涡轮转子中导流盘与涡轮盘连接的结构示意图；
图6是本发明优选实施例的导流盘装置的结构示意图；
图7是本发明优选实施例的导流盘装置的结构示意图；
图8是本发明优选实施例的导流盘装置的结构示意图。
图例说明：
1、底座；2、定心螺杆；3、支撑组件；31、支撑座；32、活动件；33、弹性件；4、分体扳手；5、液压设备；6、压力支撑；61、观察窗口。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
图1是航空发动机燃气涡轮转子的结构示意图；图2是本发明优选实施例的导流盘安装方法的步骤框图；图3是航空发动机燃气涡轮转子中涡轮盘的结构示意图；图4是航空发动机燃气涡轮转子中导流盘的结构示意图；图5是航空发动机燃气涡轮转子中导流盘与涡轮盘连接的结构示意图；图6是本发明优选实施例的导流盘装置的结构示意图；图7是本发明优选实施例的导流盘装置的结构示意图；图8是本发明优选实施例的导流盘装置的结构示意图。
如图1-图8所示，本实施例的导流盘安装方法，用于将导流盘按预设压缩量△M安装于涡轮盘上，包括以下步骤：S1、根据尺寸链计算获得导流盘的压缩量达到预设压缩量△M时压紧螺母上端面与涡轮盘上端齿顶面之间的轴向距离L；S2、将涡轮盘安装于底座1上，再将压紧螺母安装于涡轮盘上，通过支撑组件3对压紧螺母进行抵顶以消除压紧螺母与涡轮盘之间的螺纹间隙，旋转压紧螺母，以使压紧螺母上端面与涡轮盘上端面之间的轴向距离达到L，，对压紧螺母和涡轮盘外圆面之间的交界处进行横向标记和纵向标记，然后卸下压紧螺母和支撑组件3；S3、将导流盘安装于涡轮盘上，将锁片、压紧螺母和分体扳手4安装于涡轮盘上，将液压设备5安装于导流盘上，通过液压设备5对导流盘进行轴向压缩，同时通过旋转压紧螺母，直至压紧螺母外圆面上的横向标记和纵向标记与涡轮盘外圆面上的横向标记和纵向标记对准。本发明的导流盘安装方法，首先通过尺寸链计算获得导流盘的压缩量达到预设压缩量△M时压紧螺母上端面与涡轮盘上端齿顶面之间的轴向距离L，以确定导流盘安装合格的时候压紧螺母的旋紧位置；然后在未安装导流盘的情况下旋转压紧螺母，以使压紧螺母上端面与涡轮盘上端面之间的轴向距离达到L，并对压紧螺母和涡轮盘外圆面之间的交界处进行横向标记和纵向标记，以标记压紧螺母的旋紧位置，同时在标记过程中，通过支撑组件3对压紧螺母进行抵顶以消除压紧螺母与涡轮盘之间的螺纹间隙，确保标记位置的准确性，进而提高导流盘安装质量；最后通过液压设备5对导流盘进行轴向压缩，同时通过分体扳手4旋转压紧螺母，并根据预先的横向标记和纵向标记，完成导流盘的一次性安装，且安装质量有保障，相对于现有技术，无需使用大力矩扳手旋紧压紧螺母，避免克服螺纹摩擦力对压紧螺母螺纹、涡轮盘螺纹以及涡轮盘端齿的损坏，无需反复拆装导流盘来调整压缩量，安装质量和效率得到了显著提高。可选地，横向标记和纵向标记呈“十”字形布设。应当理解的是，本实施例中的压紧螺母仅用于导流盘轴向压缩后的限位固定，因此，可选择力矩适当的分体扳手4旋转压紧螺母。
如图3-图5所示，本实施例中，步骤S1中的尺寸链具体包括以下尺寸：压紧螺母轴向高度L1；导流盘上螺母压紧面至涡轮盘压紧面的轴向高度L2；涡轮盘上端齿顶面至涡轮盘压紧面的轴向高度L3；导流盘上端面至涡轮盘压紧面的轴向高度L4；锁片厚度T。具体地，通过预先对L1、L2、L3、L4和T等位置尺寸进行测量，以换算获得导流盘的压缩量达到预设压缩量△M时压紧螺母上端面与涡轮盘上端齿顶面之间的轴向距离L，进而可以对压紧螺母的旋紧位置进行标注，从而通过压紧螺母的精确安装来保证导流盘的安装质量。
如图2-图5所示，本实施例中，步骤S1中轴向距离L的计算公式为：L＝L＝L3-L1-(T-0.01)-(L2-△M)，锁片安装完成后的变形量为0.01mm。具体地，计算过程中，充分考虑导流盘安装时锁片的尺寸形变，以保证计算结果的可靠性，进而提高导流盘实际安装时的安装质量。
如图6所示，本实施例中，步骤旋转压紧螺母，以使压紧螺母上端面与涡轮盘上端面之间的轴向距离达到L具体包括以下步骤：施力旋转压紧螺母，并在压紧螺母上端面沿周向方向间隔选取四个点，同时测量这四个点至涡轮盘上端齿顶面的距离的平均值L′，直至L′＝L。具体地，通过测量和计算压紧螺母上端面四个点至涡轮盘端齿顶面的距离的平均值L′与L相比较，来确定压紧螺母的旋紧位置，提高压紧螺母上横向标记和纵向标记的准确度。
如图5和图7所示，本实施例中，步骤S3之后还包括步骤：S4、测量获得涡轮盘上端齿顶面与导流盘上端面之间的高度差L5，导流盘实际压缩量M＝L5-(L3-L4)，判断M实是否达到△M。具体地，通过对导流盘压缩量的进一步检验，确保安装质量。应当理解的是，△M具有公差，M在△M的公差范围内，即满足安装要求。
如图7和图8所示，本实施例中，步骤S4之后还包括步骤：S5、卸下液压设备5和分体扳手4，然后对锁片进行预弯保险。具体地，在导流盘安装完成后，对锁片进行预弯保险，保证安装后的可靠性。
如图7和图8所示，本实施例中，步骤将导流盘安装于涡轮盘上具体包括以下步骤：首先对导流盘进行预热，并在导流盘的内径上涂覆润滑油，然后将导流盘安装在涡轮盘轴颈上，同时施力按压导流盘，直至导流盘与涡轮盘贴合。具体地，导流盘与涡轮盘为过盈配合，通过事先对导流盘进行预热和在导流盘的内径上涂覆润滑油，以降低安装难度，提高安装质量，同时避免轴颈拉伤。可选地，预设温度为200℃。可选地，人工施力按压导流盘，按压过程中佩戴隔热手套，避免烫伤施力者。
如图6-图8所示，本实施例的导流盘安装装置，采用上述的导流盘安装方法安装导流盘，包括用于从底部支撑涡轮盘的底座1、沿竖向布设于底座1上的定心螺杆2、布设于底座1上并套设于定心螺杆2外的用于抵顶压紧螺母的支撑组件3、用于带动压紧螺母相对于涡轮盘转动以压紧导流盘的分体扳手4以及套设于定心螺杆2外的用于沿竖向抵压导流盘的液压设备5。具体地，通过底座1支撑固定涡轮盘，然后通过定心螺杆2保证涡轮盘和导流盘同轴定心，通过支撑组件3在标记时支撑压紧螺母，在标记完后卸下支撑组件3，通过分体扳手4带动压紧螺母相对于涡轮盘转动以进行旋紧位置的标注或者固定导流盘，同时通过液压设备5沿竖向抵压导流盘以对导流盘进行轴向压缩，实现对导流盘的一次性安装，且安装质量和安装效率高。可选地，液压设备5为液压油缸和液压气缸等液压设备5中的一种。可选地，分体扳手4包括径向向外延伸形成的转动把手，便于转动施力。
如图6所示，本实施例中，支撑组件3包括布设于底座1上并套设于定位螺杆外的支撑座31、沿竖向可活动地与支撑座31连接的用于从底部支撑压紧螺母的活动件32以及布设于支撑座31和活动件32之间的用于抵推活动件32竖向向上运动以消除压紧螺母与涡轮盘之间的螺纹间隙的弹性件33。具体地，支撑座31沿竖向开设有与活动件32连接的活动槽，弹性件33布设于活动槽内抵推活动件32竖向向上运动以消除压紧螺母与涡轮盘之间的螺纹间隙，保证压紧螺母的旋紧位置标记准确。可选地，弹性件33为压缩弹簧。
如图7和图8所示，本实施例中，导流盘安装装置还包括与液压设备5的施力端抵接的用于传递轴向压力至导流盘上的压力支撑6，压力支撑6开设有用于观察压紧螺母外圆面上的横向标记和纵向标记与涡轮盘外圆面上的横向标记和纵向标记是否对准的观察窗口61。具体地，通过压力支撑6传递轴向压力以对导流盘进行轴向压缩，完成导流盘的装配，同时通过观察窗口61观看导流盘的安装是否到位，同时可通过观察窗口61对导流盘的实际压缩量进行测量，以对导流盘的安装质量是否合格进行检验。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种导流盘安装方法，用于将导流盘按预设压缩量△M安装于涡轮盘上，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据尺寸链计算获得导流盘的压缩量达到预设压缩量△M时压紧螺母上端面与涡轮盘上端齿顶面之间的轴向距离L；
步骤S1中的尺寸链具体包括以下尺寸：
压紧螺母轴向高度L1；
导流盘上螺母压紧面至涡轮盘压紧面的轴向高度L2；
涡轮盘上端齿顶面至涡轮盘压紧面的轴向高度L3；
导流盘上端面至涡轮盘压紧面的轴向高度L4；
锁片厚度T；
步骤S1中轴向距离L的计算公式为：L= L=L3-L1-（T-0.01）-（L2-△M），锁片安装完成后的变形量为0.01mm；
S2、将涡轮盘安装于底座（1）上，再将压紧螺母安装于涡轮盘上，通过支撑组件（3）对压紧螺母进行抵顶以消除压紧螺母与涡轮盘之间的螺纹间隙，旋转压紧螺母，以使压紧螺母上端面与涡轮盘上端面之间的轴向距离达到L，对压紧螺母和涡轮盘外圆面之间的交界处进行横向标记和纵向标记，然后卸下压紧螺母和支撑组件（3）；
S3、将导流盘安装于涡轮盘上，将锁片、压紧螺母和分体扳手（4）安装于涡轮盘上，将液压设备（5）安装于导流盘上，通过液压设备（5）对导流盘进行轴向压缩，同时通过旋转压紧螺母，直至压紧螺母外圆面上的横向标记和纵向标记与涡轮盘外圆面上的横向标记和纵向标记对准。
2.根据权利要求1所述的导流盘安装方法，其特征在于，步骤旋转压紧螺母，以使压紧螺母上端面与涡轮盘上端面之间的轴向距离达到L具体包括以下步骤：
施力旋转压紧螺母，并在压紧螺母上端面沿周向方向间隔选取四个点，同时测量这四个点至涡轮盘上端齿顶面的距离的平均值L′，直至L′=L。
3.根据权利要求1所述的导流盘安装方法，其特征在于，步骤S3之后还包括步骤：
S4、测量获得涡轮盘上端齿顶面与导流盘上端面之间的高度差L5，导流盘实际压缩量M=L5-（L3-L4），判断M是否达到△M。
4.根据权利要求3所述的导流盘安装方法，其特征在于，步骤S4之后还包括步骤：
S5、卸下液压设备（5）和分体扳手（4），然后对锁片进行预弯保险。
5.根据权利要求1所述的导流盘安装方法，其特征在于，步骤将导流盘安装于涡轮盘上具体包括以下步骤：
首先对导流盘进行预热，并在导流盘的内径上涂覆润滑油，然后将导流盘安装在涡轮盘轴颈上，同时施力按压导流盘，直至导流盘与涡轮盘贴合。
6.一种导流盘安装装置，其特征在于，采用权利要求1-5中任意一项所述的导流盘安装方法安装导流盘，包括用于从底部支撑涡轮盘的底座（1）、沿竖向布设于底座（1）上的定心螺杆（2）、布设于底座（1）上并套设于定心螺杆（2）外的用于抵顶压紧螺母的支撑组件（3）、用于带动压紧螺母相对于涡轮盘转动的分体扳手（4）以及套设于定心螺杆（2）外的用于沿竖向抵压导流盘的液压设备（5）。
7.根据权利要求6所述的导流盘安装装置，其特征在于，支撑组件（3）包括布设于底座（1）上并套设于定心螺杆（2）外的支撑座（31）、沿竖向可活动地与支撑座（31）连接的用于从底部支撑压紧螺母的活动件（32）以及布设于支撑座（31）和活动件（32）之间的用于抵推活动件（32）竖向向上运动以消除压紧螺母与涡轮盘之间的螺纹间隙的弹性件（33）。
8.根据权利要求6所述的导流盘安装装置，其特征在于，导流盘安装装置还包括与液压设备（5）的施力端抵接的用于传递轴向压力至导流盘上的压力支撑（6），压力支撑（6）开设有用于观察压紧螺母外圆面上的横向标记和纵向标记与涡轮盘外圆面上的横向标记和纵向标记是否对准的观察窗口（61）。
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