CN115703222A - 航空发动机转子盘分解工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种航空发动机转子盘分解工具，包括前分解板、后分解板、定心机构和加力机构；前分解板用于抵靠前级转子盘；后分解板用于抵靠后级转子盘；定心机构设置在前分解板上，用于快速确定前级转子盘的中心，并将其显性化到加力机构轴线上；加力机构连接前分解板和后分解板，在加力机构上施加垂直于后分解板的力以实现后级转子盘的分解。本发明的航空发动机转子盘分解工具，定心机构适用于不同孔径不同厚度的转子盘，具有通用性；且其结构简单，便于快速安装和拆卸，分解转子盘操作简单；分解过程中，加力机构施加的载荷在转子盘轴线方向，转子盘受力均匀，待分解的转子盘不会被拉偏而导致无法分解。

Description

航空发动机转子盘分解工具

技术领域

本发明涉及一种航空发动机转子盘分解工具。

背景技术

如图1所示，航空发动机压气机转子由多级转子盘1’构成，各级转子盘1’盘心孔直径大小不一，各级转子盘1’的厚度也有较大差异。在航空发动机转子装配的过程中，为保证各级转子盘1’的同心安装，相邻两级转子盘1’通过过盈止口配合。并且相邻两级转子盘1’之间通过短螺栓连接。航空发动机工作后受热应力影响，相邻转子盘1’之间的止口连接紧度加大，通常需要借用专用分解工装克服过盈止口处的摩擦力才能实现航空发动机转子盘1’的分解。如图2所示，现有的分解装置如专利申请号CN201811014980.5《一种发动机风扇转子一级轮盘分解装置》所示。现有的发动机风扇转子一级轮盘分解装置2’以待分解转子盘1’的盘心腹板为施力点，通过螺杆或者压力缸带动多个拔爪将待分解转子盘1’从相邻盘的连接止口内拉出。由于航空发动机转子盘1’级数较多，各级转子盘1’的内孔直径和厚度均有差异，现有的拔爪式分解装置很难同时满足不同级转子盘1’的分解。针对不同孔径不同厚度的转子盘1’分解需求，往往要制造多种规格的分解装置。多种规格的分解装置形状相似但规格不一，容易造成不同规格的分解装置误用，导致转子盘1’无法分解。因不具备通用性，常规的拔爪结构分解装置制造成本与管理成本较高，且操作不便。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中用于分解航空发动机转子盘的工具不具备通用性且操作复杂的缺陷，提供一种航空发动机转子盘分解工具。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种航空发动机转子盘分解工具，其包括：

前分解板，所述前分解板具有第一面，所述第一面用于抵靠前级转子盘；

定心机构，所述定心机构设置于所述前分解板的所述第一面，所述定心机构包括四连杆机构、两个定心部和一个驱动装置，所述四连杆机构对称设置成菱形，所述四连杆机构上具有依次设置的第一铰点、第二铰点、第三铰点和第四铰点，所述两个定心部分别设置在所述第一铰点和所述第三铰点上，所述驱动装置与所述第二铰点和所述第四铰点相连，所述驱动装置用于驱动所述第二铰点和所述第四铰点相互靠近或远离；

后分解板，所述后分解板平行于所述前分解板设置，所述后分解板用于抵靠后级转子盘；

加力机构，所述加力机构连接于所述前分解板和所述后分解板，所述加力机构能够向所述前分解板和所述后分解板施加垂直于所述前分解板和所述后分解板的载荷。

在在本方案中，定心机构用于确定转子盘的中心，通过将定心机构设置成菱形的四连杆机构，将用于与转子盘接触的两个定心部设置在四连杆机构的第一铰点和第三铰点，在分解过程中，实现转子盘中心与四连杆机构的中心重合；两个定心部用于与转子盘接触，将驱动装置与四连杆机构的第二铰点和第四铰点相连，驱动装置在驱动第二铰点和第四铰点相互靠近或远离运动的时候两个定心部也相互靠近或远离，实现两个定心部间距离调节，可用于不同孔径不同厚度的转子盘的定位和分解，从而实现航空发动机转子盘分解工具的通用性；在分解过程中，加力机构将垂直于前分解板与后分解板的载荷传递给前级转子盘和后级转子盘，实现转子盘的分解，分解转子盘操作方便，分解稳定可靠。

较佳地，所述前分解板和所述后分解板有两个方向的尺寸小于所述转子盘盘心的直径。

在本方案中，将航空发动机转子盘分解工具分成了前分解板、后分解板、加力机构三个部分，且前分解板和后分解板可以穿过转子盘，定心机构安装在前分解板上也可以跟随前分解板穿过转子盘，便于航空发动机转子盘分解工具的快速安装和拆卸。

较佳地，所述加力机构包括固定杆和活动杆，所述活动杆能相对所述固定杆运动，所述活动杆与所述前分解板连接，所述活动杆与所述前分解板的连接处位于所述四连杆机构的中心，所述固定杆与所述后分解板连接。

在本方案中，设置能够相对运动的固定杆和活动杆，在分解过程中，固定杆与后分解板连接，活动杆与前分解板连接，结构简单，便于快速拆装和转子盘分解；活动杆与前分解板的连接处位于四连杆机构的中心，转子盘的中心显性化到加力机构活动杆的轴线上，在转子盘分解过程中，转子盘的轴线与活动杆轴线重合，保证加力机构施加的载荷在转子盘轴线方向，使得分解过程中转子盘受力均匀，待分解的转子盘不会被拉偏而导致无法分解。

较佳地，所述前分解板与所述活动杆通过凹凸结构连接。

在本方案中，通过在前分解板上设置凹凸结构，便于航空发动机转子盘分解工具的快速安装，确保前分解板与加力机构连接的可靠；且通过凹凸结构配合部分配合尺寸的设置，可以保证四连杆机构的中心与加力机构活动杆的轴线重合。

较佳地，所述后分解板的中部位置开设有通孔，所述通孔上开设有内螺纹，所述固定杆上开设有外螺纹，所述固定杆穿过所述通孔并通过螺纹与所述通孔连接。

在本方案中，在后分解板的中部开设通孔，便于加力机构通过通孔穿过后分解板与前分解板连接；在拆分转子盘时，加力机构与后分解板通过螺纹连接并固定在后分解板上。

较佳地，所述加力机构包括液压杆。

在本方案中，通过选用液压杆作为加力机构，液压杆具有载荷输出大、输出平稳的优点，无需操作人员手动施加载荷，提高了航空发动机转子盘分解工具的操作方便性，降低了操作人员的劳动强度。

较佳地，两个所述定心部通过紧固件分别固定在所述四连杆机构的第一铰点和第三铰点上，定心部的形状为圆柱形。

在本方案中，将定心部固定在四连杆机构的第一铰点和第三铰点，且定心部的形状设置为圆柱形，不论定心部相对铰点如何转动或活动，定心部外侧与铰点的距离均保持不变，以保证与定心部接触的转子盘的盘心与四连杆机构的中心重合。

较佳地，所述四连杆机构还包括两个连接座，两个所述连接座分别对应所述四连杆机构的第二铰点和第四铰点设置，四根所述连杆的一端分别活动连接在两个所述连接座上，所述驱动装置与两个所述连接座相连。

在本方案中，在四连杆机构的第二铰点和第四铰点处设置连接座，通过连接座将驱动机构与四连杆机构相连，驱动机构驱动连接座运动带动四连杆机构的第二铰点和第四铰点运动，从而带动两个定心部的运动。

较佳地，所述驱动装置包括螺杆，所述螺杆两侧开设有旋向相反的外螺纹，两个所述连接座上开设有内螺纹，所述螺杆通过螺纹与所述连接座活动连接并驱动两个所述连接座运动。

在本方案中，采用螺纹驱动，螺纹驱动具有自锁功能，稳定可靠；通过在螺杆两侧开设旋向相反的螺纹，螺杆运动时，四连杆机构的第二铰点和第四铰点同时向内或向外运动。

较佳地，所述定心机构还包括固定装置，所述固定装置位于所述四连杆机构的中心处，所述驱动装置通过所述固定装置固定在所述前分解板上。

在本方案中，通过固定装置将驱动装置固定在前分解板上；固定装置设置在四连杆机构的中心处，将四连杆机构的中心固定到固定装置处。

较佳地，所述驱动装置包括螺杆，所述螺杆中部开设有环形槽，所述螺杆通过所述环形槽安装在所述固定装置上。

在本方案中，在螺杆中部开设环形槽，通过固定装置将螺杆安装在前分解板上，并使螺杆能绕其自身轴线旋转，实现螺杆在前分解板上的限位，使得驱动装置不会相对前分解板发生移动，保证支撑座位于两个连接座的对称中心，即保证支撑座位于四连杆机构的中心，保证了定心机构定心的准确。

本发明的积极进步效果在于：

本发明的航空发动机转子盘分解工具，定心机构中与转子盘接触的两个定心部距离可调，适用于不同孔径不同厚度的转子盘，实现航空发动机转子盘分解工具的通用性；将航空发动机转子盘分解工具分为前分解板、后分解板、加力机构三个部分，且前分解板和后分解板可以穿过转子盘，结构简单，便于航空发动机转子盘分解工具的快速安装和拆卸，且制造成本低；通过定心机构使得转子盘的中心与四连杆机构的中心重合并显性化到加力机构活动杆的轴线上，保证加力机构施加的载荷在转子盘轴线方向，使得分解过程中转子盘受力均匀，待分解的转子盘不会被拉偏而导致无法分解。

附图说明

图1为航空发动机多级转子盘的结构示意图。

图2为现有的发动机风扇转子一级轮盘分解装置的结构示意图。

图3为本发明的航空发动机转子盘分解工具分解转子盘的示意图。

图4为本发明的航空发动机转子盘分解工具的零件分解示意图。

图5为本发明的航空发动机转子盘分解工具的定心机构和前分解板的第一视角的结构示意图。

图6为本发明的航空发动机转子盘分解工具的定心机构和前分解板的第二视角的结构示意图。

图7为图6中B-B处的剖面示意图。

附图标记说明：

现有技术中：

转子盘1’

发动机风扇转子一级轮盘分解装置2’

本发明中：

航空发动机转子盘分解工具1000前级转子盘1

后级转子盘2

加力机构30

固定杆31

活动杆32

凸台33

液压杆34

后分解板40

通孔41

前分解板50

第一面51

凹槽52

定心机构100

第一铰点101

第二铰点102

第三铰点103

第四铰点104

定心部110

螺母111

驱动装置120

螺杆121

转接段122

第一端123

第二端124

环形槽125

固定装置130

螺栓131

支撑座132

压板133

四连杆机构140

连杆141

连接座142

销143

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

如图3-7所示，本发明提供一种航空发动机转子盘分解工具1000，包括加力机构30、后分解板40、前分解板50和定心机构100。

如图3所示，前分解板50上具有第一面51，前分解板50上的第一面51抵靠在前级转子盘1上。后分解板40平行于前分解板50设置，后分解板40抵靠在后级转子盘2上。前分解板50和后分解板40有两个方向的尺寸小于前级转子盘1和后级转子盘2盘心的直径，前分解板50和后分解板40倾斜可以穿过前级转子盘1和后级转子盘2盘心处的孔洞。定心机构100设置在前分解板50的第一面51上，可以跟随前分解板50倾斜后快速放置到前级转子盘1盘心孔洞处，用于快速确定前级转子盘1的中心并将前级转子盘1的中心显性化。

如图3-4所示，后分解板40的中部开设有通孔41。加力机构30穿过通孔41后与前级转子盘1相连，并在通孔41处与后分解板40相连。加力机构30包括固定杆31和活动杆32，活动杆32可以相对固定杆31运动，活动杆32的端部有凸台33，前分解板50上有凹槽52，凹槽52用于快速定位加力机构30，并且活动杆32与前分解板50通过凸台33和凹槽52相连。通孔41和固定杆31上开设有相配合的螺纹，加力机构30和后分解板40通过固定杆31与通孔41的螺纹连接。

如图5-6所示，定心机构100包括两个定心部110、驱动装置120、固定装置130和四连杆机构140。

四连杆机构140对称设置成菱形，且具有第一铰点101、第二铰点102、第三铰点103和第四铰点104。四连杆机构140还包括两个连接座142，两个连接座142分别对应四连杆机构140的第二铰点102和第四铰点104，四根连杆141的一端分别通过销143活动连接在两个连接座142上。两个定心部110分别用螺母111固定在四连杆机构140的第一铰点101和第三铰点103上。驱动装置120采用螺杆121驱动，螺杆121的端部，即第一端123和第二端124开设旋向相反的螺纹，连接座142上开设有内螺纹，驱动装置120通过螺杆121和连接座142上的螺纹连接到四连杆机构140的第二铰点102和第四铰点104上。

在形状为菱形的四连杆机构140的一条对角线上的第二铰点102和第四铰点104间的距离变长/变短时，另一条对角线上的第一铰点101和第三铰点103会跟随着变短/变长。螺杆121上设有转接段122，与转动扳手相连接并转动扳手，螺杆121可绕自身轴线旋转，驱动两个连接座142同时向内或向外运动，带动第二铰点102和第四铰点104运动，带动第一铰点101和第三铰点103运动，从而实现两个定心部110间的距离调节。

定心部110的形状为圆柱形，无论定心部110相对第一铰点101或第三铰点103如何转动或活动，定心部110外侧与第一铰点101或第三铰点103的距离均保持不变，保证与定心部110接触的前级转子盘1的盘心与四连杆机构140的中心重合。

固定装置130包括螺栓131、支撑座132和压板133，支撑座固定在前分解板50的第一面51的中部，螺杆121中部有环形槽125，螺杆121穿过两个连接座142后经环形槽125安装在支撑座132上，并用压板133和螺栓131定位在前分解板50上的支撑座132上。两个连接座142的位置关于支撑座132对称，以保证四连杆机构的中心与固定装置130的支撑座132的中心重合；螺杆121经环形槽125安装在支撑座132上，实现螺杆121在前分解板50上的限位，使得驱动装置120不会相对前分解板50发生移动，保证支撑座132位于两个连接座142的对称中心，即保证支撑座132位于四连杆机构140的中心，保证了定心机构100定心的准确。

前分解板50的凹槽51设置在四连杆机构140的中心，即与固定装置130的支撑座132位置相对应。通过两个定心部110与前级转子盘1的盘心接触确定前级转子盘1的中心为两个定心部110的对称中心，即为四连杆机构140的中心，四连杆机构140的中心又与支撑座132和凹槽51的位置相对应，且凹槽51与加力机构30的活动杆32相连，从而实现将前级转子盘1的中心快速定位到四连杆机构140的中心，并显性化到加力机构30的活动杆32的轴线上。加力机构30能够向前分解板50和后分解板40之间施加垂直于后分解板40的载荷，且前级转子盘1的盘心轴线与加力机构30的活动杆32的轴线重合，在分解过程中前级转子盘1和后级转子盘2受力均匀，后级转子盘2不会被拉偏而导致无法分解。

在本实施例中，加力机构30包括液压杆34。通过选用液压杆作为加力机构，以利用液压杆具有载荷输出大、输出平稳的优点，无需操作人员手动施加载荷，提高了航空发动机转子盘分解工具的易用性，降低了操作人员的劳动强度。且固定杆31和后分解板40上的通孔41通过螺纹连接，固定杆31和后分解板40二者的相对位置保持不变。前分解板50抵靠于前级转子盘1，后分解板40抵靠于后级转子盘2。液压杆34的载荷通过活动杆32传递给前分解板50，通过固定杆31传递给后分解板40，再通过前分解板50和后分解板40分别传递给前级转子盘1和后级转子盘2，实现前级转子盘1和后级转子盘2的分解拆卸。

在本实施例中，加力机构30采用液压杆34的方式进行驱动，而在其他实施例中，加力机构30也可以采用气动杆等现有技术中存在的其他方案进行驱动，气动杆无需液体作为载荷传递介质，具有干净、易操作的有点。当然，加力机构30也可以采用螺旋机构进行驱动，固定杆31和活动杆32之间通过螺纹连接，通过相对固定杆31转动活动杆32，螺旋机构具有结构简单，可靠性高，无需额外动力源等优点。

如图3-7所示，本实施例中提供的分解工具，可按照以下步骤完成前级转子盘1和后级转子盘2的分解：

S1、如图5-7所示，完成航空发动机转子盘分解工具1000的装配；

S2、如图3所示，将带有定心机构100的前分解板50倾斜放置，穿过后级转子盘2的盘心孔后，水平放置到前级转子盘1的盘心端面上，并保证前分解板50的第一面51与前级转子盘1接触；

S3、用扳手连接螺杆121的转接段122并转动扳手，使得两个连接座142同时向内运动，带动连接在四连杆机构140的第一铰点101和第三铰点103上的两个定心部与前级转子盘1的盘心孔内壁同时接触；

S4、将后分解板40倾斜后，放置到前级转子盘1和后级转子盘2的空腔内；

S5、将加力机构30安装到后分解板40上的通孔41的螺纹连接孔内；

S6、调整带后分解板40的加力机构30的位置，使得加力机构30的凸台33位于前分解板50的凹槽52内；

S7、对加力机构30的液压杆34加载，驱动后分解板40抵紧后级转子盘2的后端面；

S8、继续对液压杆34加载，直至后级转子盘2被顶出。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种航空发动机转子盘分解工具，其特征在于，其包括：

前分解板，所述前分解板具有第一面，所述第一面用于抵靠前级转子盘；

定心机构，所述定心机构设置于所述前分解板的所述第一面，所述定心机构包括四连杆机构、两个定心部和一个驱动装置，所述四连杆机构对称设置成菱形，所述四连杆机构上具有依次设置的第一铰点、第二铰点、第三铰点和第四铰点，所述两个定心部分别设置在所述第一铰点和所述第三铰点上，所述驱动装置与所述第二铰点和所述第四铰点相连，所述驱动装置用于驱动所述第二铰点和所述第四铰点相互靠近或远离；

后分解板，所述后分解板平行于所述前分解板设置，所述后分解板用于抵靠后级转子盘；

加力机构，所述加力机构连接于所述前分解板和所述后分解板，所述加力机构能够向所述前分解板和所述后分解板施加垂直于所述后分解板的载荷。

2.根据权利要求1所述的一种航空发动机转子盘分解工具，其特征在于，所述前分解板和所述后分解板有两个方向的尺寸小于所述转子盘盘心的直径。

3.如权利要求1所述的航空发动机转子盘分解工具，其特征在于，所述加力机构包括固定杆和活动杆，所述活动杆能够相对所述固定杆运动，所述活动杆与所述前分解板连接，所述活动杆与所述前分解板的连接处位于所述四连杆机构的中心，所述固定杆与所述后分解板连接。

4.如权利要求3所述的航空发动机转子盘分解工具，其特征在于，所述前分解板与所述活动杆通过凹凸结构连接。

5.如权利要求3所述的航空发动机转子盘分解工具，其特征在于，所述后分解板的中部位置开设有通孔，所述通孔上开设有内螺纹，所述固定杆上开设有外螺纹，所述固定杆穿过所述通孔并通过螺纹与所述通孔连接。

6.如权利要求1所述的航空发动机转子盘分解工具，其特征在于，所述加力机构包括液压杆。

7.如权利要求1所述的航空发动机转子盘分解工具，其特征在于，两个所述定心部通过紧固件分别固定在所述四连杆机构的第一铰点和第三铰点上，所述定心部的形状为圆柱形。

8.如权利要求1所述的航空发动机转子盘分解工具，其特征在于，所述四连杆机构还包括两个连接座，两个所述连接座分别对应所述四连杆机构的第二铰点和第四铰点设置，四根所述连杆的一端分别活动连接在两个所述连接座上。

9.如权利要求8所述的航空发动机转子盘分解工具，其特征在于，所述驱动装置包括螺杆，所述螺杆两侧开设有旋向相反的外螺纹，两个所述连接座上开设有内螺纹，所述螺杆通过螺纹与所述连接座活动连接并驱动两个所述连接座运动。

10.如权利要求1所述的航空发动机转子盘分解工具，其特征在于，所述定心机构还包括固定装置，所述固定装置位于所述四连杆机构的中心处，所述驱动装置通过所述固定装置固定在所述前分解板上。

11.如权利要求10所述的航空发动机转子盘分解工具，其特征在于，所述驱动装置包括螺杆，所述螺杆中部开设有环形槽，所述螺杆通过所述环形槽安装在所述固定装置上。

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