CN115805556A - 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，皮带定心机构，皮带定心机构包括两个中心对称设置的定心杆，定心杆固定连接于皮带，两个定心杆用于分别抵靠于前级转子盘以使两个定心杆的对称中心对应于前级转子盘的盘心；后分解板，后分解板平行于前分解板设置；加力机构，加力机构连接于前分解板和所分解板，加力机构能够向前分解板和后分解板之间施加垂直于后分解板的载荷，加力机构设置于两个定心杆的对称中心处。本发明的航空发动机转子盘分解工具，通过皮带定心机构确定转子盘的中心，加力机构的载荷通过前分解板和后分解板传递给前级转子盘和后级转子盘，实现前级转子盘和后级转子盘的分解。

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，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于前级转子盘；

皮带定心机构，所述皮带定心机构固定安装于所述前分解板的所述第一面，所述皮带定心机构包括两个中心对称设置的定心杆，所述定心杆固定连接于所述皮带，两个所述定心杆用于分别抵靠于所述前级转子盘以使两个所述定心杆的对称中心对应于所述前级转子盘的盘心；

后分解板，所述后分解板平行于所述前分解板设置；

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之间施加垂直于所述后分解板的载荷，所述加力机构设置于两个所述定心杆的对称中心处。

在本方案中，通过皮带定心机构确定转子盘的中心，加力机构的载荷通过前分解板和后分解板传递给前级转子盘和后级转子盘，实现前级转子盘和后级转子盘的分解，航空发动机转子盘分解工具结构简单，操作方便，分解稳定可靠；并且定心机构采用皮带传动，皮带传动具有运行平稳、低噪音、低振动；并且结构简单，调整方便；皮带传动对于皮带轮的制造和安装精度不像齿轮啮合传动一般要求较高，降低定心机构制造成本。

较佳地，所述皮带定心机构还包括两个皮带轮，两个皮带轮轮心连线的中点位于所述前分解板的第一面的几何中心处。

在本方案中，通过设置两个皮带轮确定皮带的位置，无需多个皮带轮确定皮带的位置，简化皮带定心机构的结构，缩小航空发动机转子盘分解工具整体的体积；两个皮带轮轮心的连线中点位于第一面的几何中心处，如此设置，使得两个定心杆只需相对安装在皮带上即可实现对转子盘的定心，简化了定心杆的安装步骤，提高了定心杆的安装效率。

较佳地，两个所述皮带轮轮心的连线平行于所述前分解板的长度方向设置。

在本方案中，皮带轮轮心的连线平行前分解板长度方向设置，从而皮带设置为沿前分解板的长度方向运动，皮带运动过程中平行于前分解板的轴向，防止皮带运动过程中产生的载荷使前分解板出现绕前分解板回转轴方向的翻转力矩，提高皮带定心机构和前分解板连接的稳定性。

较佳地，所述皮带定心机构还包括两个定位座，所述定心杆通过于所述定位座连接于所述皮带。

在本方案中，定心杆通过定位座可拆卸连接于皮带，定心杆的长度可以根据待分解的转子盘的盘心选择，当待分解的转子盘盘心孔径较大时，选择长度较长的定心杆；当待分解的转子盘盘心孔径较小时，选择长度较短的定心杆；实现定心杆和皮带的可拆卸连接，互换性高，提高皮带定心机构的通用性。

较佳地，所述皮带定心机构还包括驱动杆，所述驱动杆的一端活动连接于所述前分解板，所述驱动杆的另一端固定连接于其中一个所述定位座，所述驱动杆用于驱动所述定位座移动。

在本方案中，通过设置驱动杆连接于前分解板和定位座，驱动杆通过定位座驱动皮带转动以使定心杆移动，避免直接手拨动定心杆导致两个定心杆的轴线出现偏离等情况出现，确保定心杆定心准确。

较佳地，所述定位座上开设有通孔，所述驱动杆穿设于所述定位座上的通孔，所述皮带定心机构还包括档环，所述档环固定连接所述驱动杆和所述定位座。

在本方案中，通过档环固定连接驱动杆和定位座，驱动杆相对于安装座移动时能够带动固定座移动，固定组通过皮带带动两侧定心杆同时向外或向内移动。

较佳地，所述航空发动机转子盘分解工具还包括安装座，所述安装座固定安装于所述前分解板的所述第一面上，所述安装座上开设有螺纹孔，所述驱动杆通过螺纹连接于所述安装座。

在本方案中，通过在安装座上设置螺纹孔，驱动杆通过螺纹连接于安装座，通过旋转驱动杆准确调节定位座的位置，从而准确调整定心杆的位置，避免定心杆和转子盘内壁抵靠过紧导致定心误差过大。

较佳地，所述后分解板的中心开设有加力通孔，所述加力机构穿过所述后分解板的加力通孔抵靠于所述前分解板。

在本方案中，通过设置加力通孔和加力机构连接，加力机构能够穿过后分解板且能够将载荷传递给前分解板，在后分解板上开设加力通孔结构简单并且无需额外的载荷传递，简化了加力机构的结构。

较佳地，所述前分解板上开设有加力盲孔，所述加力机构抵靠于所述前分解板的所述加力盲孔中。

在本方案中，加力机构的载荷通过活动杆经加力盲孔传递到前分解板，通过设置加力盲孔和活动杆相匹配，加力杆和前分解板无需额外连接结构，二者连接简单，提高活动杆和前分解板连接的可靠性，避免在载荷施加过程中因活动杆和前分解板滑脱导致载荷无法准确传递到前分解板的情况发生。

较佳地，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，所述固定杆穿设于所述加力通孔，所述活动杆的直径和所述加力盲孔的直径相匹配，所述活动杆抵靠于所述加力盲孔。

在本方案中，通过设置能够相对活动的固定杆和活动杆，载荷通过活动杆驱动前分解板移动，在分解过程中，固定杆固定连接于后分解板，活动杆抵靠于前分解板，结构简单，载荷施加可靠。

较佳地，所述加力机构包括液压加力杆。

在本方案中，通过选用液压加力杆作为加力机构，液压加力杆具有载荷输出大、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。

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，通过皮带定心机构确定转子盘的中心，加力机构的载荷通过前分解板和后分解板传递给前级转子盘和后级转子盘，实现前级转子盘和后级转子盘的分解。

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前分解板和皮带定心机构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前分解板和皮带定心机构的第二视角的结构示意图。

图7为本发明的航空发动机转子盘分解工具的前分解板和皮带定心机构的第三视角的结构示意图。

图8为本发明的航空发动机转子盘分解工具的皮带定心机构剖面示意图。

图9为本发明的航空发动机转子盘分解工具的皮带定心机构的局部放大示意图。

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100

前分解板1

第一面11

加力盲孔12

皮带定心机构2

皮带21

定心杆22

皮带轮23

定位座24

驱动杆25

档环26

后分解板3

加力通孔31

加力机构4

固定杆41

活动杆42

安装座5

前级转子盘200

后级转子盘300

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4-图9所示，本发明提供一种航空发动机转子盘分解工具100，包括前分解板1、皮带定心机构2、后分解板3和加力机构4。

如图3所示，前分解板1具有第一面11，第一面11用于抵靠于前级转子盘200。利用本发明的航空发动机转子盘分解工具100用于对航空发动机转子进行分解时，将位于图中上部的转子盘称为后级转子盘300，位于图中下部的转子盘称为前级转子盘200。为了将后级转子盘300相对前级转子盘200沿涡轮机匣的轴向方向拔出，前分解板1的第一面11抵靠于前级转子盘200上靠近于后级转子盘300的一面。

后分解板3平行于前分解板1设置，后分解板3抵靠于后级转子盘300靠近于前级转子盘200的一面。

皮带定心机构2固定安装于前分解板1的第一面11，皮带定心机构2用于抵靠前级转子盘200的盘心孔的孔壁并且定位前级转子盘200的盘心。皮带定心机构2包括两个中心对称设置的定心杆22。定心杆22固定连接于皮带21。两个定心杆22用于分别抵靠于前级转子盘200的盘心孔的孔壁，以使两个定心杆22的对称中心对应于前级转子盘200的盘心。皮带21在运动过程中，在皮带21的带动下两个定心杆22同时向对运动。在使用时，首先驱动两个定心杆22向前分解板1的中心运动，使两个定心杆22的定心头的之间的距离小于前级转子盘200的盘心孔的内径，随后将第一面11抵靠于前级转子盘200靠近后级转子盘300的一面。驱动两个定心杆22向外侧运动，直到两个定心杆22的定心头分别抵靠于前级转子盘200的盘心孔位于径向相对的两点，此时两个定心杆22的对称中心和前级转子盘200的盘心相重合。采用皮带21带动两个定心杆22运动，皮带21传动具有运行平稳、低噪音、低振动的优点。并且皮带传动结构简单，调整方便；皮带传动对于皮带轮23的制造和安装精度不像齿轮啮合传动一般要求较高，降低定心机构制造成本。

加力机构4连接于前分解板1和后分解板3，加力机构4能够向前分解板1和后分解板3之间施加垂直于后分解板3的载荷，加力机构4通过驱动后分解板3向远离于前分解板1的方向移动，后分解板3推动后级转子盘300向远离于前级转子盘200的方向运动，实现将后级转子盘300向远离前级转子盘200的方向从连接止口中拔出。加力机构4设置于两个定心杆22的对称中心处，从而加力机构4施加给前分解板1和后分解板3的载荷也位于定心杆22的对称中心处。定心杆22确定前级转子盘200的盘心位置后，定心杆22的对称中心和前级转子盘200的盘心相重合，加力机构4设置于两个定心杆22的对称中心处，从而加力机构4通过前分解板1和后分解板3施加给前级转子盘200和后级转子盘300的载荷也沿前级转子盘200的轴线方向，避免载荷偏向转子盘的一侧，导致后级转子盘300和连接止口卡死。

如图8所示，皮带定心机构2还包括两个皮带轮23，皮带轮23通过螺栓和螺母安装于前分解板1上，螺栓穿设于前分解板1，皮带轮23套接于螺栓上，螺母拧紧于螺栓从而将皮带轮23和螺栓以及前分解板1锁紧连接。螺栓上设有第一螺纹段和第二螺纹段，其中第一螺纹段的外径大于第二螺纹段的外径，第一螺纹段和前分解板1螺纹固定连接，皮带轮23套设于第二螺纹段，并且第一螺纹段和第二螺纹段的台阶限制皮带轮23沿螺栓的轴向运动，螺母拧紧于第二螺纹段。两个皮带轮23轮心连线的中点位于前分解板1的第一面11的几何中心处，定心杆22以中心对称的方式固定安装于皮带21上，两个定心杆22的对称中心和皮带轮23的轮心连线的中点重合。皮带轮23轮心连线的中点和前分解板1的第一面11的几何中心重合，从而定心杆22的对称中心和第一面11的几何中心重合。如此设置，只需将加力机构4设置于前分解板1的几何中心处即可，无需额外补偿转子盘的盘心和加力机构4的载荷的偏心量，简化了加力机构4的位置选择，加力机构4施加载荷简单可靠。

两个皮带轮23轮心的连线平行于前分解板1的长度方向设置，前分解板1为长条形板，两个皮带轮23沿前分解板1的长边设置，从而尽可能加长两个皮带轮23之间的间距，提高皮带轮23轮心连线和前分解板1的平行度，减小因两个皮带轮23和前分解板1不平行造成的定心杆22定心误差。

如图9所示，皮带定心机构2还包括两个定位座24，两个定位座24成“L”型。定位座24的一侧固定通过紧固件固定安装于皮带21，定心杆22通过定位座24连接于皮带21。在定心杆22、定位座24以及皮带21上分别开设有相应设置的通孔，紧固件分别穿设过定心杆22、定位座24和皮带21后将三者固定连接。定位座24安装于皮带21的一侧还设置有两个卡接部，两个卡接部之间的距离和皮带21的宽度相同，定位座24通过两个卡接部卡接于皮带21。此外，定心杆22卡接于两个卡接部之间，定位座24通过两侧卡接部确保定心杆22和皮带21平行安装，减小定心杆22和皮带21不同轴导致的定心误差。

如图6所示，皮带定心机构2还包括驱动杆25，驱动杆25的一端活动连接于前分解板1，驱动杆25通过螺纹连接于前分解板1，驱动杆25用于驱动定位座24移动。在使用过程中，通过绕驱动杆25的轴线方向转动驱动杆25，驱动杆25沿其轴线方向相对前分解板1运动。驱动杆25的另一端固定连接于其中一个定位座24，驱动杆25和定位座24垂直于皮带21的一侧固定连接，当驱动杆25相对于前分解板1运动时，驱动杆25通过定位座24驱动皮带21绕皮带轮23运动，皮带21同时带动两根定心杆22向靠近或远离定心杆22的对称中心运动。

如图7所示，定位座24上开设有通孔，驱动杆25穿设于定位座24上的通孔。皮带定心机构2还包括档环26，档环26固定连接驱动杆25和定位座24。档环26锁紧于驱动杆25远离于安装座5的一端。档环26将安装座5和驱动杆25固定连接。旋转驱动杆25使驱动杆25相对安装座5移动时，驱动杆25通过定位座24带动皮带21运动。

航空发动机转子盘分解工具100还包括安装座5，安装座5固定安装于前分解板1的第一面11上，安装座5通过紧固件相对于前分解板1固定连接。安装座5上开设有螺纹孔，驱动杆25通过螺纹连接于安装座5。通过绕驱动杆25的轴线转动驱动杆25，驱动杆25相对安装座5移动以带动皮带21转动。

如图4所示，后分解板3的中心开设有加力通孔31。加力机构4穿过后分解板3的加力通孔31抵靠于前分解板1。在本实施例中，后分解板3上的加力通孔31的孔壁上加工有内螺纹，加力机构4上设有外螺纹。加力机构4和后分解板3通过螺纹拧紧连接。使用时，通过拧紧加力机构4和后分解板3实现加力机构4和后分解板3的连接。可以根据待拆卸的转子盘大小更换输出不同载荷的加力机构4。通过螺纹连接结构简单，拆卸更换方便并且连接可靠。加力机构4的载荷通过螺纹传递给后分解板3，通过螺纹能够可靠传递较大载荷。在其他实施例中，加力机构4也可以通过过盈连接的方式和后分解板3固定连接。

如图5和图8所示，前分解板1上开设有加力盲孔12。加力机构4抵靠于前分解板1的加力盲孔12中。加力盲孔12开设于前分解板1和第一面11相对的面上，且加力盲孔12并未完全穿透前分解板1。加力盲孔12的直径和加力机构4和抵靠于前分解板1一端的直径相同，从而加力机构4伸入前分解上的加力盲孔12中。加力机构4通过加力盲孔12将载荷传递给前分解板1。加力机构4通过卡入加力盲孔12中，避免因载荷偏向导致加力机构4偏向前分解板1的一侧，提高载荷传递的可靠性。并且设置加力盲孔12的，方便将加力机构4和前分解板1的脱离，提高了航空发动机转子盘分解工具100的易用性。

如图3所示，加力机构4包括固定杆41和活动杆42，活动杆42能够相对固定杆41运动。固定杆41穿设于加力通孔31。固定杆41的外侧设有外螺纹，加力通孔31内设有内螺纹，固定杆41通过螺纹拧紧于加力通孔31。通过螺纹连接避免使用过程中固定杆41和后分解板3之间发生沿固定杆41轴向方向的窜动。活动杆42的直径和加力盲孔12的直径相匹配，活动杆42抵靠于加力盲孔12。活动杆42抵靠于加力盲孔12中，活动杆42通过加力盲孔12将载荷传递给前分解板1，实现前级转子盘200和后级转子盘300的拆卸分离。

加力机构4包括液压加力杆。液压加力杆通过活动杆42将载荷传递给前分解板1，并且固定杆41和后分解板3上的加力通孔31通过螺纹连接。固定杆41和后分解板3二者的相对位置保持不变，通过推动前分解板1向远离后分解板3的方向移动。前分解板1抵靠于前级转子盘200，后分解板3抵靠于后级转子盘300。液压加力杆的载荷通过前分解板1和后分解板3分别传递给前级转子盘200和后级转子盘300，实现前级转子盘200和后级转子盘300的分解拆卸。在本实施例中，加力机构4包括液压加力杆，在其他实施例中，加力机构4也可以包括气动加力杆，气动加力杆无需液体作为载荷传递介质，具有干净、易操作的有点。在其他实施例中，加力机构4也可以为螺旋机构，固定杆41和活动杆42之间通过螺纹连接，通过相对固定杆41转动活动杆42，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和图4所示，按照以下步骤完成前级转子盘200和后级转子盘300的分解：

S1、如图4所示，完成航空发动机转子盘分解工具100的装配；

S2、如图3所示，将带有皮带定心机构2的前分解板1倾斜放置，穿过后级转子盘300的盘心孔后，水平放置到前级转子盘200的盘心后端面上；

S3、拧动驱动杆25驱动定心杆22沿径向向外运动，在皮带21的作用下，安装在另一侧的定心杆22同步跟随驱动杆25驱动的定心杆22沿径向向外运动，使得两个定心杆22上的定位头与前级转子盘200盘心孔内壁同时接触；

S4、将后分解板3倾斜后，抵靠于后级转子盘300靠近前级转子盘200的表面；

S5、将加力机构4安装到后分解板3的加力通孔31内；

S6、调整带后分解板3的加力机构4的位置，使得活动杆42的头部圆台位于前分解板1的加力盲孔12内；

S7、对加力机构4加力，驱动后分解板3抵紧后级盘盘心孔的后端面；

S8、继续加力，直至后级转子盘300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于前级转子盘；

皮带定心机构，所述皮带定心机构固定安装于所述前分解板的所述第一面，所述皮带定心机构包括两个中心对称设置的定心杆，所述定心杆固定连接于所述皮带，两个所述定心杆用于分别抵靠于所述前级转子盘以使两个所述定心杆的对称中心对应于所述前级转子盘的盘心；

后分解板，所述后分解板平行于所述前分解板设置；

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之间施加垂直于所述后分解板的载荷，所述加力机构设置于两个所述定心杆的对称中心处。

2.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，所述皮带定心机构还包括两个皮带轮，两个皮带轮轮心连线的中点位于所述前分解板的第一面的几何中心处。

3.如权利要求2所述的航空发动机转子盘分解工具，其特征在于，两个所述皮带轮轮心的连线平行于所述前分解板的长度方向设置。

4.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，所述皮带定心机构还包括两个定位座，所述定心杆通过于所述定位座连接于所述皮带。

5.如权利要求4所述的航空发动机转子盘分解工具，其特征在于，所述皮带定心机构还包括驱动杆，所述驱动杆的一端活动连接于所述前分解板，所述驱动杆的另一端固定连接于其中一个所述定位座，所述驱动杆用于驱动所述定位座移动。

6.如权利要求5所述的航空发动机转子盘分解工具，其特征在于，所述定位座上开设有通孔，所述驱动杆穿设于所述定位座上的通孔，所述皮带定心机构还包括档环，所述档环固定连接所述驱动杆和所述定位座。

7.如权利要求6所述的航空发动机转子盘分解工具，其特征在于，所述航空发动机转子盘分解工具还包括安装座，所述安装座固定安装于所述前分解板的所述第一面上，所述安装座上开设有螺纹孔，所述驱动杆通过螺纹连接于所述安装座。

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，所述后分解板的中心开设有加力通孔，所述加力机构穿过所述后分解板的加力通孔抵靠于所述前分解板。

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，所述前分解板上开设有加力盲孔，所述加力机构抵靠于所述前分解板的所述加力盲孔中。

10.如权利要求9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，所述固定杆穿设于所述加力通孔，所述活动杆的直径和所述加力盲孔的直径相匹配，所述活动杆抵靠于所述加力盲孔。

11.如权利要求1-10任一项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加力杆。

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