CN115026764B - 一种飞机发动机高压压气机转子轴向定位装卸装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种飞机发动机高压压气机转子轴向定位装卸装置，包括：定位支撑部件、线性滑轨部件、施力部件和底座部件；定位支撑部件用于固定高压压气机转子轮盘，线性滑轨部件导向确保直线运动，避免轮盘与高压轴碰撞，保证装卸的一致性；施力部件包括螺杆和拉杆，螺杆与支板螺纹配合，螺杆的一端固定设置顶板，与高压压气机转子轴相抵；还设置双向推力球轴承；拉杆的一端与支板连接，另一端连接卡箍，卡箍将高压压气机转子叶轮上的凸台箍住；通过转动手轮，支板带动拉杆水平移动，使卡箍将高压压气转子叶轮拔出或推回。本发明可提高高压压气机转子定位装配拆卸的可操作性，达到高精度装配，零件零损伤，简化操作方法等目的。

Description

一种飞机发动机高压压气机转子轴向定位装卸装置

技术领域

本发明涉及飞机发动机高压压气机转子技术领域，具体涉及一种新型飞机发动机高压压气机转子轴向定位装卸装置。

背景技术

航空发动机高压压气机转子有工作叶轮、转轴、中间环、固定螺帽等组成，其通过前后支点轴承固定于发动机内部，将进入内涵的空气进行旋转增压，气流获得必要的速度，同时传递扭矩。压气机转子的装配质量决定了空气的压缩效果，同时影响转子的平衡效率，并对发动机的工作状态起到关键作用，避免发动机产生振动，进而造成发动机事故而带来的巨大经济损失，甚至危及生命。现有的装配工装不便于操作，难以保证装配效率和装配质量。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种新型飞机发动机高压压气机转子轴向定位装卸装置，该装置可提高高压压气机转子定位装配拆卸的可操作性，实现高精度装配，零件零损伤，简化操作方法等目的。

本申请实施例提供以下技术方案：一种新型飞机发动机高压压气机转子轴向定位装卸装置，包括：定位支撑部件、线性滑轨部件、施力部件和底座部件；

所述定位支撑部件包括：支承座和上压环，所述支承座上设有圆弧形支承面，底部固定在所述底座部件上，所述圆弧形支承面用于放置高压压气机转子轮盘，并在上方采用所述上压环将高压压气机转子轮盘压紧；

所述线性滑轨部件包括：底板和支板，所述底板固定在所述底座部件上，所述底板的相对两侧分别固定设置直线导轨，所述直线导轨上配设滑块，所述滑块上固定连接所述支板；

所述施力部件包括螺杆和拉杆，所述螺杆穿过所述支板的中心，且与所述支板螺纹配合，所述螺杆的一端为操作端，另一端为传力端，所述操作端设置手轮，所述传力端固定设置顶板，所述顶板用于与高压压气机转子轴相抵；所述传力端还设置双向推力球轴承；

所述支板的边沿开设固定孔，所述拉杆的一端与所述固定孔固定，所述拉杆的另一端固定连接卡箍，所述卡箍的内侧包括由两条凸棱形成的卡槽，高压压气机转子叶轮上的凸台位于所述卡槽内；通过转动所述手轮，所述支板带动所述拉杆水平移动，使所述卡槽内壁对凸台产生水平方向作用力，实现高压压气转子叶轮的拔出或推回。

进一步地，还包括固定板，所述固定板的底部固定在所述底座部件上，所述固定板上设置轴承座，所述双向推力球轴承设置于所述轴承座中。

进一步地，所述施力部件还包括中轴承座和单向推力球轴承，所述中轴承座固定在所述轴承座的一侧，且位于所述轴承座和所述顶板之间，所述中轴承座中设置所述单向推力球轴承。

进一步地，还包括深沟球轴承，所述深沟球轴承固定在所述中轴承座上，且位于所述单向推力球轴承的轴圈内，所述深沟球轴承的侧面设有盖板。

进一步地，所述定位支撑部件还包括重型负载单轮，所述支承座的圆弧形支承面上两侧对称位置分别开设凹槽，所述凹槽内设置所述重型负载单轮，用于对压环将高压压气机转子轮盘进行支撑。

进一步地，所述支板边沿的上下及左右侧四个位置上分别对称开设所述固定孔，每个固定孔中分别固定设置所述拉杆。

进一步地，所述支承座和上压环之间通过活节螺栓和带肩螺母配合连接，所述活节螺栓的端部通过圆柱销固定。

进一步地，所述卡箍包括上卡箍和下卡箍，所述上卡箍和所述下卡箍之间通过销轴和螺母配合连接。

进一步地，还包括尼龙垫块，所述顶板的表面固定设置所述尼龙垫块，所述尼龙垫块的厚度不小于20mm。

进一步地，还包括车架，所述车架包括架体，所述架体外设有把手，所述架体的底部分别设置万向轮和定向轮，且配设有驻车装置；所述架体上的左右两侧分别设置所述底座部件，两侧的所述底座部件上对称设置所述定位支撑部件、线性滑轨部件和施力部件。

与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：

1、本发明实施例的装置其装配与拆卸结构简易，操作方便，准确性高，通过塞尺的测量可以直观的反应高压压气机转子轮盘装配后的间隙数据，保证高压压气机转子轮盘间间隙符合技术要求，排除了由于装配间隙不合格原因引起的飞机发动机压气机部件性能。可以实现所有轮盘的逐级装卸，并无需分开使用装配、拆卸装置就能实现轮盘的装配与拆卸。确保发动机高压压气机转子部件的稳定性，实现高精度装配，零件零损伤，简化操作方法等目的。

2、易操作性好，操作人员经过简单培训均可直接上岗，大大降低操作难度。

3、通用性强，可广泛用于其他轮盘间隙装配。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要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申请的一些实施例，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它的附图。

图1是本发明实施例的新型飞机发动机高压压气机转子轴向定位装卸装置结构示意图；

图2是图1中A-A面直线导轨示意图；

图3是图1中B-B面定位支撑部件示意图；

图4是图1中E面的卡箍示意图；

图5是本发明实施例中施力部件局部结构示意图；

1：车架；2：把手：3：螺杆；4：支板；5：轴承座；6：中轴承座；7：直线导轨；7-1：底板；8：尼龙垫块；9：定位支撑部件；9-1：支承座；9-2：上压环；9-3：带肩螺母；9-4：活节螺栓；9-5：圆柱销；9-6：重型负载单轮10：顶板；11：单向推力球轴承；12：深沟球轴承；12-1：盖板；13：固定板；14：双向推力球轴承；15：拉杆；16：卡箍；17：手轮；18：手柄；19：万向轮；20：定向轮；21：驻车装置。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，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。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。

在发动机高压压气机转子装配工序中的平衡工步中，要根据不平衡量对叶轮中的叶片位置进行调整，因叶轮是逐级安装的，如果需要调整某级叶片，必须将对应的叶轮拔出一定距离才有空间进行操作，具体操作方式是将转子水平放置在专用的分解装配叶轮车架上，从转子轴一端拔出某级叶轮一定距离，将叶片调整好以后，再将叶轮推回原位。基于此，本发明实施例提供一种新型飞机发动机高压压气机转子轴向定位装卸装置。

如图1-图5所示，本发明实施例的一种新型飞机发动机高压压气机转子轴向定位装卸装置，包括：定位支撑部件9、线性滑轨部件、施力部件和底座部件；

所述定位支撑部件9包括：支承座9-1和上压环9-2，所述支承座9-1上设有圆弧形支承面，底部固定在所述底座部件上，所述圆弧形支承面用于放置高压压气机转子轮盘，并在上方采用所述上压环9-2将高压压气机转子轮盘压紧；

所述线性滑轨部件包括：底板7-1和支板4，所述底板7-1固定在所述底座部件上，所述底板7-1的相对两侧分别固定设置直线导轨7，所述直线导轨7上配设滑块，所述滑块上固定连接所述支板4；如图2所示。

所述施力部件包括螺杆3和拉杆15，所述螺杆3穿过所述支板4的中心，且与所述支板4螺纹配合，所述螺杆3的一端为操作端，另一端为传力端，所述操作端设置手轮17，所述传力端固定设置顶板10，所述顶板10用于与高压压气机转子轴相抵；所述传力端还设置双向推力球轴承14；还包括固定板13，所述固定板13的底部固定在所述底座部件上，所述固定板13上设置轴承座5，所述双向推力球轴承14设置于所述轴承座5中，如图5所示。

所述支板4的边沿开设固定孔，所述拉杆15的一端与所述固定孔固定，所述拉杆15的另一端固定连接卡箍16，所述卡箍16的内侧包括由两条凸棱形成的卡槽，高压压气机转子叶轮上的凸台位于所述卡槽内；通过转动所述手轮17，所述支板4带动所述拉杆15水平移动，使所述卡槽内壁对凸台产生水平方向作用力，实现高压压气转子叶轮的拔出或推回。

本发明实施例的飞机发动机转子轴向定位装卸装置结构主要由底座部件、定位支撑部件9、线性滑轨部件、施力部件构成。其中线性滑轨部件与施力部件通过支板4及螺杆3实现高压压气机转子轴双向装配与拆卸。定位支撑部件9由支承座9-1、重型负载单轮9-6及上压环9-2组成，确保高压压气机转子轮盘周向旋转及装卸的稳定性。

在本发明的另一实施例中，所述施力部件还包括中轴承座6和单向推力球轴承11，所述中轴承座6固定在所述轴承座5的一侧，且位于所述轴承座5和所述顶板10之间，所述中轴承座6中设置所述单向推力球轴承11。

为了使旋转时顺滑，还包括深沟球轴承12，所述深沟球轴承12固定在所述中轴承座6上，且位于所述单向推力球轴承11的轴圈内，所述深沟球轴承12的侧面设有盖板12-1。

在本发明的一种优选实施例中，所述支板4边沿的上下及左右侧四个位置上分别对称开设所述固定孔，每个固定孔中分别固定设置所述拉杆15。

该高压压气机转子轴向定位装卸装置的优点：

1)轴端保护：在拔出和推回叶轮时，组件中的轴端需要顶紧，但轴自身也需要能转动，为了保护轴端面不和工装顶住部分发生相对摩擦，工装相应的接触部分也要可以随着轴端一起转动，所以选用了单向推力球轴承11，且要用尼龙镶块，彻底杜绝磨伤轴端的可能性。单向推力球轴承11实现高压压气机转子轴旋转时避免轴端面与装置端面摩擦。

2)施力方式：因叶轮和轴之间为小间隙配合，用常规拔具中用螺纹传递力量的方式即可实现。需要考虑的是，在拔出和推回叶轮时，螺杆3转动的方向是相反的，施力的方向也相反，相应的轴端需要顶住，所以此部分的功能要用双向推力球轴承14来实现，双向推力球轴承14实现双向力施加。

3)导向方式：为了保证拔取和装配时拉杆15运动轨迹的稳定，不歪斜，每一侧均设计了两根对称分布的线性滑轨来导向；线性滑轨部件导向确保直线运动，避免轮盘与高压轴碰撞，保证装卸的一致性。

4)定位支撑部件保证轮盘周向旋转并实现固定为任意位置装配叶片。

5)该装置将压气机转子轴水平放置装卸，易操作性好，操作人员经过简单培训均可直接上岗，大大降低操作难度。

本发明实施例由底座部件、定位支撑部件9、线性滑轨部件、施力部件组成。具体结构为：在线性滑轨上方安装立板，立板上中心部位安装螺杆3，螺杆3外端安装手轮17以便转动，螺杆3另一端则安装在固定板13上，通过双向推力球轴承14来消除拉紧和顶紧时与转动之间的摩擦力，立板外侧4个方向安装4个拉杆15，拉杆15则连接卡箍16和立板，当转动螺杆3时，立板前后移动时带动4个拉杆15和卡箍16移动，即可将叶轮拔出或推回。从轴的左侧和右侧拔出和推回叶轮部分的结构均相同。

使用时，先将高压压气机转子轮盘安装在定位支撑部件9的支承座9-1上，转子轴一端紧靠顶板10，将压气机转子轴在周向调整为装卸所需位置后压紧上压环9-2。逆时针摇动手柄18，直线导轨7上的滑块会带动支板4、拉杆15及卡箍16向前运动压紧高压压气机转子轮盘。顺时针摇动手柄18，直线导轨7上的滑块会带动支板4、拉杆15及卡箍16向后运动拆卸高压压气机转子轮盘。装配时随时通过塞尺来测量高压压气机转子轮盘装配后的间隙，并通过摇动手柄18调整压气机轮盘直至装配间隙合格。

在本发明的另一实施例中，所述定位支撑部件9还包括重型负载单轮9-6，所述支承座9-1的圆弧形支承面上两侧对称位置分别开设凹槽，所述凹槽内设置所述重型负载单轮9-6，用于对压环将高压压气机转子轮盘进行支撑。

本实施例中，高压压气机转子组件的前后轴颈部分可用于支撑，因为需要将转子轴旋转，所以采用了滚轮支撑的方式：根据组件的质量(约120Kg)，前后轴颈下方分别选用了2个聚氨酯胎面的重型负载单轮9-6，单个轮子负载能力为承重100Kg；聚氨酯胎面可以保证不伤害轴颈表面，前后一共4个单轮，总负载能力为400Kg，能满足使用要求；另外高压压气机转子轮盘在旋转到所需角度后还需将轴颈上方压住，在对叶轮进行操作时避免轴随意转动，因此在支承座9-1上方加了半圆形上压环9-2，可提供一定压紧力。如图3所示。

具体实施时，所述支承座9-1和上压环9-2之间通过活节螺栓9-4和带肩螺母9-3配合连接，所述活节螺栓9-4的端部通过圆柱销9-5固定。

所述卡箍16包括上卡箍和下卡箍，所述上卡箍和所述下卡箍之间通过销轴和螺母配合连接。此部分可设计成为两半卡箍结构，将叶轮中间台阶部分箍住，两半卡箍用螺栓连接成为一个整环，再用4根杆拉住外侧法兰部分，分别从左侧和右侧施加力量，即可将叶轮拔出；另外台阶部分尺寸相同的叶轮可共用一种规格的卡箍。为方便操作，在卡箍法兰边外侧设计了4个槽，拉杆15可以从外侧放入，调整好长度，将拉杆15两端的螺母背紧即可。卡箍16部分的具体结构如图4所示。

在本发明的一种优选实施例中，还包括车架1，所述车架1包括架体，所述架体外设有把手2，所述架体的底部分别设置万向轮19和定向轮20，万向轮19可实现任意场所装配，且配设有驻车装置21；所述架体上的左右两侧分别设置所述底座部件，两侧的所述底座部件上对称设置所述定位支撑部件9、线性滑轨部件和施力部件。

在具体实施时，该车架1可将转子轴水平放置，且能人工轻松转动或停止；该车架1能实现从转子轴两端分别拔出不同级数的叶轮至少60到90毫米，且能将叶轮推回原位；该车架1同时具有收纳功能，对于不同的配件散件要有空间存放，方便操作者随时取用。

所述的驻车装置21可采用固定螺杆，以及在固定螺杆两端配设圆柱销，在底部圆柱销上配设顶块实现定位固定。

在本发明的一种优选实施例中，还包括尼龙垫块8，所述顶板10的表面固定设置所述尼龙垫块8，所述尼龙垫块8的厚度不小于20mm。预留安装空间：由于从上而下安装组件时，如果车架1两侧给轴留的空间太小，会导致安装困难，为解决此问题，车架1右侧轴端留了20毫米的空间，待组件安装好以后，再用尼龙垫块8将右侧空间填补到位，尼龙垫块8用螺钉在外侧固定在可旋转的顶板10上，方便安装和拆卸。尼龙垫块8由尼龙制造而成以保护零件在转动时不会磨损。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种飞机发动机高压压气机转子轴向定位装卸装置，其特征在于，包括：定位支撑部件、线性滑轨部件、施力部件和底座部件；

所述定位支撑部件包括：支承座和上压环，所述支承座上设有圆弧形支承面，底部固定在所述底座部件上，所述圆弧形支承面用于放置高压压气机转子轮盘，并在上方采用所述上压环将高压压气机转子轮盘压紧；

所述线性滑轨部件包括：底板和支板，所述底板固定在所述底座部件上，所述底板的相对两侧分别固定设置直线导轨，所述直线导轨上配设滑块，所述滑块上固定连接所述支板；

所述施力部件包括螺杆和拉杆，所述螺杆穿过所述支板的中心，且与所述支板螺纹配合，所述螺杆的一端为操作端，另一端为传力端，所述操作端设置手轮，所述传力端固定设置顶板，所述顶板用于与高压压气机转子轴相抵；所述传力端还设置双向推力球轴承；

所述支板的边沿开设固定孔，所述拉杆的一端与所述固定孔固定，所述拉杆的另一端固定连接卡箍，所述卡箍的内侧包括由两条凸棱形成的卡槽，高压压气机转子叶轮上的凸台位于所述卡槽内；通过转动所述手轮，所述支板带动所述拉杆水平移动，使所述卡槽内壁对凸台产生水平方向作用力，实现高压压气转子叶轮的拔出或推回。

2.根据权利要求1所述的飞机发动机高压压气机转子轴向定位装卸装置，其特征在于，还包括固定板，所述固定板的底部固定在所述底座部件上，所述固定板上设置轴承座，所述双向推力球轴承设置于所述轴承座中。

3.根据权利要求2所述的飞机发动机高压压气机转子轴向定位装卸装置，其特征在于，所述施力部件还包括中轴承座和单向推力球轴承，所述中轴承座固定在所述轴承座的一侧，且位于所述轴承座和所述顶板之间，所述中轴承座中设置所述单向推力球轴承。

4.根据权利要求3所述的飞机发动机高压压气机转子轴向定位装卸装置，其特征在于，还包括深沟球轴承，所述深沟球轴承固定在所述中轴承座上，且位于所述单向推力球轴承的轴圈内，所述深沟球轴承的侧面设有盖板。

5.根据权利要求1所述的飞机发动机高压压气机转子轴向定位装卸装置，其特征在于，所述定位支撑部件还包括重型负载单轮，所述支承座的圆弧形支承面上两侧对称位置分别开设凹槽，所述凹槽内设置所述重型负载单轮，用于对压环将高压压气机转子轮盘进行支撑。

6.根据权利要求1所述的飞机发动机高压压气机转子轴向定位装卸装置，其特征在于，所述支板边沿的上下及左右侧四个位置上分别对称开设所述固定孔，每个固定孔中分别固定设置所述拉杆。

7.根据权利要求1所述的飞机发动机高压压气机转子轴向定位装卸装置，其特征在于，所述支承座和上压环之间通过活节螺栓和带肩螺母配合连接，所述活节螺栓的端部通过圆柱销固定。

8.根据权利要求1所述的飞机发动机高压压气机转子轴向定位装卸装置，其特征在于，所述卡箍包括上卡箍和下卡箍，所述上卡箍和所述下卡箍之间通过销轴和螺母配合连接。

9.根据权利要求1所述的飞机发动机高压压气机转子轴向定位装卸装置，其特征在于，还包括尼龙垫块，所述顶板的表面固定设置所述尼龙垫块，所述尼龙垫块的厚度不小于20mm。

10.根据权利要求1所述的飞机发动机高压压气机转子轴向定位装卸装置，其特征在于，还包括车架，所述车架包括架体，所述架体外设有把手，所述架体的底部分别设置万向轮和定向轮，且配设有驻车装置；所述架体上的左右两侧分别设置所述底座部件，两侧的所述底座部件上对称设置所述定位支撑部件、线性滑轨部件和施力部件。

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