CN115070662B - 涡轮盘组件的叶片挡环安装工具 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种涡轮盘组件的叶片挡环安装工具，包括：定位环，被配置为定位叶片挡环安装工具；挤压机构，包括沿定位环的周向布置的多个挤压部，挤压部沿定位环的径向可动地设置，挤压机构被配置为提供朝向定位环的径向外侧的挤压力；和驱动环，与挤压机构驱动连接，被配置为驱动多个挤压部同步地沿定位环的径向移动。该叶片挡环安装工具利于提升涡轮盘组件的叶片挡环的装配质量以及安装效率。

Description

涡轮盘组件的叶片挡环安装工具

技术领域

本公开涉及航空发动机装配技术领域，特别涉及一种涡轮盘组件的叶片挡环安装工具。

背景技术

涡轮盘组件由涡轮盘和安装在涡轮盘的榫槽内的叶片组成。叶片通过燕尾式榫齿或者枞树式榫齿与榫槽配合，可以限制叶片在涡轮盘周向的运动自由度，而叶片在涡轮盘轴向的运动自由度则通过叶片挡环限制。叶片挡环采用开口结构，且具有一定的弹性，可压入叶片卡爪与涡轮盘形成的挡环安装槽内，并从涡轮盘的轴向压住叶片。然而，由于装配叶片挡环的操作空间狭小，相关技术中敲击叶片挡环的装配方法的装配效率较低、可能损伤涡轮盘或叶片，通过这种装配方法装配的叶片挡环也容易提前失效。

发明内容

本公开的目的在于提供一种涡轮盘组件的叶片挡环安装工具，以提升涡轮盘组件的叶片挡环的装配质量以及安装效率。

本公开提供一种涡轮盘组件的叶片挡环安装工具，包括：

定位环，被配置为定位所述叶片挡环安装工具；

挤压机构，包括沿所述定位环的周向布置的多个挤压部，所述挤压部沿所述定位环的径向可动地设置，所述挤压机构被配置为提供朝向所述定位环的径向外侧的挤压力；和

驱动环，与所述挤压机构驱动连接，被配置为驱动所述多个挤压部同步地沿所述定位环的径向移动。

根据本公开的一些实施例，所述驱动环被配置为可相对于所述定位环在第一位置和第二位置之间转动，以使所述挤压部可沿所述定位环的径向在最内侧与最外侧之间运动，其中，在所述第一位置，所述挤压部移动至最内侧，在所述第二位置，所述挤压部移动至最外侧。

根据本公开的一些实施例，

所述挤压部包括滑块，所述滑块沿所述定位环的径向可滑动地设置于所述定位环上；

所述挤压机构还包括与所述多个挤压部对应设置的多个连杆，各所述连杆的两端分别与所述驱动环和对应的所述挤压部的所述滑块铰接。

根据本公开的一些实施例，所述驱动环设置有限位槽，所述定位环设置有限位销，所述限位销与所述限位槽滑动配合，以限制所述驱动环相对于所述定位环在所述第一位置与所述第二位置之间转动。

根据本公开的一些实施例，所述驱动环设置有避让槽，所述避让槽被配置为在所述驱动环相对于所述定位环在所述第一位置和所述第二位置之间转动时，提供所述挤压部相对于所述定位环的径向由最内侧向最外侧运动的避让空间。

根据本公开的一些实施例，所述多个挤压部沿所述定位环的周向均布地设置于所述定位环上。

根据本公开的一些实施例，

所述定位环的周向设置有多个定位孔，所述定位环通过所述定位环的远离所述驱动环一侧的轴向端面和所述多个定位孔定位；

所述驱动环呈台阶法兰结构，所述台阶法兰结构包括定位台阶，所述定位台阶与所述定位环间隙配合。

根据本公开的一些实施例，所述驱动环上设置有用于带动所述驱动环运动以驱动所述多个挤压部同步地沿所述定位环的径向运动的手柄。

根据本公开实施例提供的叶片挡环安装工具，挤压机构可提供朝向定位环的径向外侧的挤压力，挤压力的方向与叶片挡环的安装方向相同，叶片挡环无须额外承担非安装方向上的作用力，可以有效地改善安装过程中叶片挡环产生局部变形的现象，延长叶片挡环的使用寿命；通过定位环在涡轮盘组件上定位，挤压机构提供的挤压力可以稳定地作用于叶片挡环上，利于保护涡轮盘的环形法兰和缘板等结构不受损伤；多个沿定位环的轴向布置的挤压部可在驱动环的驱动下同步地向定位环的径向移动，同时挤压叶片挡环的多个部位，可以一次性地将叶片挡环整体安装到位，利于提升叶片挡环的装配效率。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1为相关技术中叶片挡环在涡轮盘组件上的安装位置的示意图。

图2为图1所示的叶片挡环在涡轮盘组件上的剖视结构示意图。

图3为图1所示的叶片挡环在挡环开口位置的局部结构示意图。

图4为相关技术中采用敲击叶片挡环的装配方法装配叶片挡环的示意图。

图5为本公开一些实施例的叶片挡环安装工具的爆炸结构示意图。

图6为本公开一些实施例中，驱动环在第一位置时，挤压机构的工作状态示意图。

图7为本公开一些实施例中，驱动环在第二位置时，挤压机构的工作状态示意图。

图8为本公开一些实施例的叶片挡环安装工具安装叶片挡环时的轴测结构示意图。

图9为图8所示的叶片挡环安装工具安装叶片挡环时的径向剖面结构示意图。

图1至图9中，各附图标记分别代表：

1、涡轮盘组件；10、涡轮盘；101、环形法兰；11、叶片；110、缘板；111、卡爪；12、叶片挡环；120、挡环开口；21、手锤；22、冲子；3、涡轮盘组件的叶片挡环安装工具；31、定位环；310、限位销；311、定位孔；312、滑块安装槽；32、驱动环；320、限位槽；322、避让槽；323、定位台阶；331、滑块；332、连杆；333、第一连接销；334、第二连接销；335、螺母；34、手柄。

A、第一位置；B、第二位置；S、环形法兰和缘板形成的环形区域。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，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，都属于本公开保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，这些技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本公开的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本公开保护范围的限制。

在本公开的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

图1和图2示出了相关技术中叶片挡环在涡轮盘组件上的安装位置。涡轮盘组件1包括涡轮盘10、装配在涡轮盘10上的多个叶片11以及用于限制多个叶片11在涡轮盘10轴向的运动自由度的叶片挡环12。涡轮盘10一侧设置有环形法兰101。各叶片11的根部设置有缘板110，缘板110一端设置有卡爪111，卡爪111与涡轮盘10形成用于安装挡环12的挡环安装槽。挡环安装槽处于环形法兰101和缘板110形成的环形区域S内，该环形区域S沿涡轮盘组件1的径向上的尺寸较小。叶片挡环12具有弹性。如图3所示，叶片挡环12的周向设置有挡环开口120。

如图4所示，相关技术中叶片挡环12的装配方法，采用手锤21配合冲子22(或芯棒、螺丝刀等工具)敲击叶片挡环12，将叶片挡环12压入挡环安装槽。

由于叶片挡环12与环形法兰101在涡轮盘组件1径向上的距离较小，敲击叶片挡环12时，冲子22相对于叶片挡环12的倾斜程度较大，叶片挡环12所受的敲击力的垂直于叶片挡环12的安装方向的分力远大于叶片挡环12的安装方向的分力。叶片挡环12须额外地承受垂直于叶片挡环12的安装方向的分力，容易产生局部变形。在涡轮盘组件1的工作过程中，叶片挡环12产生局部变形的区域容易出现应力集中，导致叶片挡环12失效。

由于环形法兰101和缘板110形成的环形区域S沿涡轮盘组件1的径向上的尺寸较小，且环形法兰101和缘板110的厚度较小，一旦敲击过程中出现失误，容易敲击到环形法兰101或缘板110，造成环形法兰101或缘板110损伤。

由于采用上述装配方法装配叶片挡环12时，需要沿叶片挡环12的周向逐点敲击，敲击叶片挡环12上的未安装到位的某一部分时，叶片挡环12上已经安装到位的部分有可能弹出挡环安装槽，采用这种装配方式往往需要多次反复敲击叶片挡环12才能保证叶片挡环12整体安装到位，降低了叶片挡环12的装配效率。

相关技术中存在的上述问题降低了涡轮盘组件的叶片挡环的装配质量以及安装效率。根据上述问题的成因，如图5至图9所示，本公开的实施例提供一种涡轮盘组件的叶片挡环安装工具3，以改善上述问题。

叶片挡环安装工具3包括定位环31、挤压机构和驱动环32。定位环31被配置为定位叶片挡环安装工具3，其中“定位”指的是叶片挡环安装工具3在涡轮盘组件1上的定位。挤压机构包括沿定位环31的周向布置的多个挤压部，挤压部沿定位环31的径向可动地设置。挤压机构被配置为提供朝向定位环31的径向外侧的挤压力。驱动环32与挤压机构驱动连接，被配置为驱动多个挤压部同步地沿定位环31的径向移动。

根据本公开实施例提供的叶片挡环安装工具，挤压机构可提供朝向定位环的径向外侧的挤压力，挤压力的方向与叶片挡环的安装方向相同，叶片挡环无须额外承担非安装方向上的作用力，可以有效地改善安装过程中叶片挡环产生局部变形的现象，延长叶片挡环的使用寿命；通过定位环在涡轮盘组件上定位，挤压机构提供的挤压力可以稳定地作用于叶片挡环上，利于保护涡轮盘的环形法兰和缘板等结构不受损伤；多个沿定位环的轴向布置的挤压部可在驱动环的驱动下同步地向定位环的径向移动，同时挤压叶片挡环的多个部位，可以一次性地将叶片挡环整体安装到位，利于提升叶片挡环的装配效率。

如图6和图7所示，在一些实施例中，驱动环32被配置为可相对于定位环31在第一位置A和第二位置B之间转动，以使挤压部可沿定位环31的径向在最内侧与最外侧之间运动，将叶片挡环12压入挡环安装槽。其中，在第一位置A，挤压部移动至最内侧；在第二位置B，挤压部移动至最外侧。根据以上设置，通过调整第一位置A和第二位置B之间的距离，可以调整挤压部相对于定位环31的径向在最内侧和最外侧之间移动的最大距离，以适用于不同的安装场合。

在一些实施例中，挤压部包括滑块331，滑块331沿定位环31的径向可滑动地设置于定位环31上。如图5所示，可以在定位环31上设置与滑块331滑动配合的滑块安装槽312，滑块安装槽312对滑块331起到限位和导向的作用。挤压机构还包括与多个挤压部对应设置的多个连杆332，各连杆332的两端分别与驱动环32和对应的挤压部的滑块331铰接。如图5所示，各连杆332的两端可以分别通过第一连接销333和第二连接销334实现与滑块331和驱动环32铰接。根据以上设置，驱动环32相对于定位环31转动时，驱动环32带动各连杆332运动，各连杆332进而推动对应的滑块331在滑块安装槽312内沿定位环31的径向在最内侧与最外侧之间移动。

在一些实施例中，驱动环32设置有限位槽320，定位环31设置有限位销310。限位销310与限位槽320滑动配合，限位销310在限位槽320限制的角度范围内移动，以限制驱动环32相对于定位环31在第一位置A与第二位置B之间转动。如图5至图7所示，限位槽320可以为沿驱动环32的周向设置的弧形槽。

在一些实施例中，驱动环32设置有避让槽322。避让槽322被配置为在驱动环32相对于定位环31在第一位置A和第二位置B之间转动时，提供挤压部相对于定位环31的径向由最内侧向最外侧运动的避让空间，以防止驱动环32和挤压部产生结构上的干涉。

在一些实施例中，多个挤压部沿定位环31的周向均布地设置于定位环31上，以使多个挤压部施加的挤压力在叶片挡环12上能够分布得更加均匀，从而提升叶片挡环的装配质量。

为了使多个挤压部同步地向定位环31的径向外侧运动时，各挤压部在定位环31的径向上相对于叶片挡环12的移动距离相等，从而使各挤压部施加的挤压力的大小基本保持一致，定位环31和驱动环32需要相对于涡轮盘组件1准确地定位。

在一些实施例中，定位环31的周向设置有多个定位孔311，定位环31通过定位环31的远离驱动环32一侧的轴向端面和多个定位孔311定位。以上定位环31的定位方式可以使定位环31的轴线和涡轮盘10的轴线保持重合。上述实施例中，驱动环32呈台阶法兰结构，台阶法兰结构包括定位台阶323，定位台阶323与定位环31间隙配合，驱动环32可通过定位台阶323在定位环31上定位。以上驱动环32的定位方式，可以使驱动环32的轴线和定位环31的轴线保持重合。

为了便于操作人员操作叶片挡环安装工具，在一些实施例中，驱动环32上设置有用于带动驱动环32运动以驱动多个挤压部同步地沿定位环31的径向移动的手柄34。如图5所示，手柄34可以垂直地设置于驱动环32的轴向端面上，操作人员通过推动或拉动手柄34即可沿驱动环32的切线方向带动驱动环32运动，操作较为简便和省力。手柄34也可以设置成其它便于操作人员操作且与涡轮盘组件1不产生结构上的干涉的形式。

下面根据图5至图9，进一步说明本公开一些实施例的叶片挡环安装工具安装叶片挡环之前的组装过程，以及叶片挡环安装工具安装叶片挡环的工作过程。

叶片挡环安装工具的组装过程如下：将第一连接销333安装到滑块331上；将装有第一连接销333的滑块331安装到定位环31的滑块安装槽312内；将第二连接销334安装到驱动环32上；将手柄34安装到驱动环32上；将驱动环32安装到定位环31上，安装时，保持避让槽322沿定位环31径向的中心线与滑块331沿定位环31径向的中心线大致对齐，并将限位销310与限位槽320配合；沿定位环31的径向向内侧或向外侧拉动滑块331，以调整滑块331和驱动环32之间的相对位置，直至连杆332能够通过两端的铰接孔分别安装到第一连接销333和第二连接销334上；将连杆332安装到第一连接销333和第二连接销334上，并通过螺母335固定；通过手柄34带动驱动环32转动，使驱动环32处于第一位置，滑块332收缩至相对于定位环31的径向的最内侧。

叶片挡环安装工具安装叶片挡环的工作过程如下：将叶片挡环12放入挡环安装槽内；将组装好的叶片挡环安装工具放置在涡轮盘10的环形法兰101上，对齐定位环31上的各定位孔311与环形法兰101上的各连接孔，并通过螺栓固定；通过手柄34带动驱动环32由第一位置A向第二位置B转动，以驱动多个滑块331同步地向定位环31的径向外侧运动，并向叶片挡环12施加朝向定位环31的径向外侧的挤压力，直至将挡环安装槽内的叶片挡环12压紧。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本公开的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，其均应涵盖在本公开请求保护的技术方案范围当中。

Claims (7)

1.一种涡轮盘组件的叶片挡环安装工具，所述涡轮盘组件包括涡轮盘(10)，其特征在于，包括：

定位环(31)，被配置为定位所述叶片挡环安装工具；

挤压机构，包括沿所述定位环(31)的周向布置的多个挤压部，所述挤压部沿所述定位环(31)的径向可动地设置，所述挤压机构被配置为提供朝向所述定位环(31)的径向外侧的挤压力；和

驱动环(32)，与所述挤压机构驱动连接，被配置为驱动所述多个挤压部同步地沿所述定位环(31)的径向移动，直至将放入涡轮盘组件(1)的挡环安装槽内的叶片挡环(12)压紧；

其中，所述叶片挡环安装工具被配置为放置在所述涡轮盘(10)的环形法兰(101)上，所述定位环(31)的周向设置有多个定位孔(311)，所述定位环(31)通过所述定位环(31)的远离所述驱动环(32)一侧的轴向端面和所述多个定位孔(311)定位，各所述定位孔(311)被配置为与所述环形法兰(101)上的各连接孔对齐并通过螺栓固定，所述驱动环(32)呈台阶法兰结构，所述台阶法兰结构包括定位台阶(323)，所述定位台阶(323)与所述定位环(31)间隙配合。

2.根据权利要求1所述的涡轮盘组件的叶片挡环安装工具，其特征在于，所述驱动环(32)被配置为可相对于所述定位环(31)在第一位置(A)和第二位置(B)之间转动，以使所述挤压部可沿所述定位环(31)的径向在最内侧与最外侧之间运动，其中，在所述第一位置(A)，所述挤压部移动至最内侧，在所述第二位置(B)，所述挤压部移动至最外侧。

3.根据权利要求2所述的涡轮盘组件的叶片挡环安装工具，其特征在于，

所述挤压部包括滑块(331)，所述滑块(331)沿所述定位环(31)的径向可滑动地设置于所述定位环(31)上；

所述挤压机构还包括与所述多个挤压部对应设置的多个连杆(332)，各所述连杆(332)的两端分别与所述驱动环(32)和对应的所述挤压部的所述滑块(331)铰接。

4.根据权利要求2所述的涡轮盘组件的叶片挡环安装工具，其特征在于，所述驱动环(32)设置有限位槽(320)，所述定位环(31)设置有限位销(310)，所述限位销(310)与所述限位槽(320)滑动配合，以限制所述驱动环(32)相对于所述定位环(31)在所述第一位置(A)与所述第二位置(B)之间转动。

5.根据权利要求4所述的涡轮盘组件的叶片挡环安装工具，其特征在于，所述驱动环(32)设置有避让槽(322)，所述避让槽(322)被配置为在所述驱动环(32)相对于所述定位环(31)在所述第一位置(A)和所述第二位置(B)之间转动时，提供所述挤压部相对于所述定位环(31)的径向由最内侧向最外侧运动的避让空间。

6.根据权利要求1至5中任一所述的涡轮盘组件的叶片挡环安装工具，其特征在于，所述多个挤压部沿所述定位环(31)的周向均布地设置于所述定位环(31)上。

7.根据权利要求1至5中任一所述的涡轮盘组件的叶片挡环安装工具，其特征在于，所述驱动环(32)上设置有用于带动所述驱动环(32)运动以驱动所述多个挤压部同步地沿所述定位环(31)的径向运动的手柄(34)。