CN115855482A - 一种离心叶轮超转工装及检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及航空发动机测试技术领域，尤其涉及一种离心叶轮超转工装及检测设备。本发明提供的离心叶轮超转工装包括连接转轴、端齿连接套以及防转卡套，连接转轴的一端与离心叶轮螺纹连接，端齿连接套套设在连接转轴上，并且端齿连接套与离心叶轮上的叶轮端齿相啮合，防转卡套套设在连接转轴上，防转卡套用于将端齿连接套与连接转轴相卡紧，从而更好地模拟离心叶轮的装机工作状态，更加可靠精准地对离心叶轮的强度进行测试。此外，通过设置防转卡套，保证了端齿连接套与连接转轴连接的可靠性。检测设备通过应用上述离心叶轮超转工装对离心叶轮进行超转测试，从而更好地模拟离心叶轮的装机工作状态，更加可靠精准地对离心叶轮的强度进行测试。

Description

一种离心叶轮超转工装及检测设备

技术领域

本发明涉及航空发动机测试技术领域，尤其涉及一种离心叶轮超转工装及检测设备。

背景技术

离心叶轮作为涡轮发动机中给空气压缩做功的旋转部件，其强度关系到发动机的安全性。因此，在发动机设计研发过程中需要对离心叶轮开展超转试验来验证其强度。

离心叶轮在实际工作过程中，离心叶轮是采用端齿结构与发动机涡轮连接传递扭矩，同时采用螺纹长拉杆来压紧压气机与涡轮结构。在现有的离心叶轮超转工装中，仅通过设置一个超转轴来连接离心叶轮，无法模拟离心叶轮的真实工作状态，大大降低了对离心叶轮的测试效果。

因此，亟需发明一种离心叶轮超转工装及检测设备，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种离心叶轮超转工装及检测设备，以更好地模拟离心叶轮的装机工作状态，更加可靠精准地对离心叶轮的强度进行测试。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种离心叶轮超转工装，包括：

连接转轴，所述连接转轴的一端与离心叶轮螺纹连接；

端齿连接套，套设在所述连接转轴上，并且所述端齿连接套与所述离心叶轮上的叶轮端齿相啮合；以及

防转卡套，套设在所述连接转轴上，被配置为将所述端齿连接套与所述连接转轴相卡紧。

作为优选方案，所述防转卡套和所述端齿连接套两者中的一个上开设有卡接槽，另一个上设置有插接舌，所述插接舌能插接固定在所述卡接槽中；并且所述连接转轴的外周壁上间隔开设有多个收紧槽，所述防转卡套能够形变抱紧在多个所述收紧槽中。

作为优选方案，所述防转卡套采用铜材质制成。

作为优选方案，所述连接转轴包括依次连接的螺纹连接端、套设端以及对接端，所述螺纹连接端与所述离心叶轮螺纹连接，所述对接端用于与旋转装置对接连接，所述端齿连接套和所述防转卡套均能穿过所述螺纹连接端套设在所述套设端上，并且所述对接端的外径大于所述套设端的外径。

作为优选方案，所述端齿连接套包括相连接的啮合部以及连接部，所述啮合部的端部设置有啮合端齿，所述啮合端齿与所述叶轮端齿相啮合，所述连接部与所述防转卡套相连接。

作为优选方案，所述离心叶轮超转工装还包括：

辅助安装座，固定在固定夹头上，所述辅助安装座能够与所述离心叶轮远离所述连接转轴的一端可拆卸固定，以将所述离心叶轮定位在安装位置；当所述连接转轴与所述离心叶轮螺纹连接后，所述辅助安装座能够从所述离心叶轮上拆卸下来。

作为优选方案，所述辅助安装座包括：

底座主体，固定在所述固定夹头上，所述底座主体上开设有插接孔；以及

连接头，所述连接头的一端与所述插接孔插接固定，另一端与所述离心叶轮插接连接。

作为优选方案，所述连接头与所述离心叶轮插接连接的一端上设置有花键，所述连接头通过所述花键与所述离心叶轮插接连接。

作为优选方案，所述辅助安装座还包括：

锁紧件，被配置为将所述底座主体和所述连接头可拆卸锁定。

一种检测设备，包括旋转装置以及如上所述的离心叶轮超转工装，所述连接转轴的自由端与所述旋转装置对接连接。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种离心叶轮超转工装，该离心叶轮超转工装包括连接转轴、端齿连接套以及防转卡套，其中，连接转轴的一端与离心叶轮螺纹连接，端齿连接套套设在连接转轴上，并且端齿连接套与离心叶轮上的叶轮端齿相啮合，防转卡套套设在连接转轴上，防转卡套用于将端齿连接套与连接转轴相卡紧。该离心叶轮超转工装通过设计端齿连接套来模拟离心叶轮传递扭矩的结构形式，通过设置连接转轴来模拟螺纹长拉杆，从而更好地模拟离心叶轮的装机工作状态，更加精准地对离心叶轮的强度进行测试。此外，通过设置防转卡套，避免了端齿连接套与连接转轴之间发生相对转动，保证了端齿连接套与连接转轴连接的可靠性，从而更加可靠地对离心叶轮的强度进行测试。

本发明提供的检测设备，通过应用上述离心叶轮超转工装对离心叶轮进行超转测试，从而更好地模拟离心叶轮的装机工作状态，更加精准可靠地对离心叶轮的强度进行测试。

附图说明

图1为本发明实施例提供的离心叶轮超转工装的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的离心叶轮超转工装的剖视图；

图3为本发明实施例提供的离心叶轮超转工装的爆炸图；

图4为本发明实施例提供的连接转轴的结构示意图。

图中：

100、离心叶轮超转工装；200、离心叶轮；210、叶轮端齿；

1、连接转轴；11、螺纹连接端；12、套设端；121、收紧槽；13、对接端；131、对接孔；

2、端齿连接套；21、啮合部；211、啮合端齿；22、连接部；

3、防转卡套；31、插接舌；

4、辅助安装座；41、底座主体；411、插接孔；42、连接头；421、花键；43、锁紧件。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1～图3所示，本实施例提供了一种离心叶轮超转工装100，主要用于模拟离心叶轮200的真实装机工作状态，从而更加精准地对离心叶轮200的强度进行测试实验。具体而言，该离心叶轮超转工装100包括连接转轴1、端齿连接套2以及防转卡套3，其中，连接转轴1的一端与离心叶轮200螺纹连接，端齿连接套2套设在连接转轴1上，并且端齿连接套2与离心叶轮200上的叶轮端齿210相啮合，防转卡套3套设在连接转轴1上，防转卡套3用于将端齿连接套2与连接转轴1相卡紧。当旋转装置与连接转轴1对接连接后，旋转装置能够通过连接转轴1和端齿连接套2带动离心叶轮200进行转动，以模拟离心叶轮200的真实装机工作状态。该离心叶轮超转工装100通过设计端齿连接套2来模拟离心叶轮200传递扭矩的结构形式，通过设置连接转轴1来模拟螺纹长拉杆，从而更好地模拟离心叶轮200的装机工作状态，更加精准地对离心叶轮200的强度进行测试。此外，通过设置防转卡套3，避免了端齿连接套2与连接转轴1之间发生相对转动，保证了端齿连接套2与连接转轴1连接的可靠性，从而更加可靠地对离心叶轮200的强度进行测试。

在本实施例中，防转卡套3朝向端齿连接套2的一侧上间隔设置有多个插接舌31，端齿连接套2上对应开设有卡接槽，插接舌31能插接固定在对应的卡接槽中，并且连接转轴1的外周壁上间隔开设有多个收紧槽121，防转卡套3能够形变抱紧在多个收紧槽121中，从而使得防转卡套3实现对端齿连接套2与连接转轴1之间的卡紧固定。需要说明的是，在其他实施例中，也可以在防转卡套3朝向端齿连接套2的一侧上间隔开设有多个卡接槽，在端齿连接套2上对应设置插接舌31，从而实现防转卡套3与端齿连接套2之间的插接固定。可选地，在本实施例中，防转卡套3可以采用铜材质制成，铜材质的结构强度高，大大增加了端齿连接套2与连接转轴1之间连接的可靠性，并且铜材质的延展性好，能够发生一定的轻微变形，保证防转卡套3能够形变抱紧在多个收紧槽121中。

结合图2～图4对连接转轴1的具体结构进行说明，如图2～图4所示，连接转轴1包括依次连接的螺纹连接端11、套设端12以及对接端13，其中，螺纹连接端11与离心叶轮200螺纹连接，对接端13用于与旋转装置对接连接，端齿连接套2和防转卡套3均能穿过螺纹连接端11套设在套设端12上，并且对接端13的外径大于套设端12的外径。通过将连接转轴1设计成阶梯轴的形式，不仅便于将端齿连接套2和防转卡套3套设在连接转轴1上，也避免了端齿连接套2和防转卡套3从连接转轴1的对接端13处脱出。具体而言，螺纹连接端11上设置有外螺纹，离心叶轮200与螺纹连接端11的连接处设置有内螺纹，从而实现了螺纹连接端11与离心叶轮200之间的螺纹连接。此外，对接端13的端面上间隔设置有多个对接孔131，从而便于与旋转装置进行螺栓连接固定，在本实施例中，对接孔131间隔设置有四个，进一步保证了对接端13与旋转装置对接连接的可靠性。需要说明的是，在其他实施例中，对接孔131的具体设置数量可根据具体需求进行设置。

在本实施例中，如图2和图3所示，端齿连接套2包括相连接的啮合部21以及连接部22，其中，啮合部21的端部设置有啮合端齿211，啮合端齿211与叶轮端齿210相啮合，连接部22上开设有卡接槽，以便于与防转卡套3相连接，整个端齿连接套2均套设在套设端12上。需要说明的是，啮合端齿211的形状与叶轮端齿210的形状相适配，从而保证啮合端齿211与叶轮端齿210啮合传动的稳定性和可靠性。

为了便于将连接转轴1的螺纹连接端11与离心叶轮200进行螺纹旋拧连接，如图2和图3所示，本实施例提供的离心叶轮超转工装100还包括辅助安装座4，辅助安装座4固定在固定夹头上，辅助安装座4能够与离心叶轮200远离连接转轴1的一端可拆卸固定，以将离心叶轮200定位在安装位置，从而便于将螺纹连接端11螺纹旋拧连接在离心叶轮200上，从而完成连接转轴1与离心叶轮200之间的装配。当完成连接转轴1与离心叶轮200之间的螺纹连接后，再将辅助安装座4从离心叶轮200上拆卸下来，从而保证对离心叶轮200的超转实验。

具体而言，辅助安装座4包括底座主体41以及连接头42，其中，底座主体41固定在固定夹头上，底座主体41上开设有插接孔411，连接头42的一端与插接孔411插接固定，连接头42的另一端与离心叶轮200插接连接，从而实现了辅助安装座4对离心叶轮200的定位固定。当完成连接转轴1与离心叶轮200之间的螺纹连接后，将连接头42从离心叶轮200上拔出即可，使得安装和拆卸更加便捷，便于进行操作。

为了保证连接头42与离心叶轮200插接连接的可靠性，连接头42与离心叶轮200插接连接的一端上设置有花键421，连接头42通过花键421与离心叶轮200插接连接。具体而言，连接头42上设置的花键421为外花键，离心叶轮200上对应设置的为内花键，外花键与内花键插接配合，从而保证连接头42与离心叶轮200插接固定的稳定性，避免了连接头42与离心叶轮200之间发生相对转动。

此外，辅助安装座4还包括锁紧件43，锁紧件43用于将底座主体41和连接头42可拆卸锁定。具体而言，锁紧件43为螺栓，螺栓能够旋拧穿过底座主体41伸入连接头42的安装孔中，从而实现连接头42与底座主体41之间的固定连接，防止连接头42从插接孔411中脱出。

为了便于理解本实施例公开的离心叶轮超转工装100的具体结构，现结合图1～图4对离心叶轮超转工装100的具体装配过程进行说明：

在实际装配过程中，先将连接头42插入底座主体41的插接孔411中，将锁紧件43旋拧在底座主体41和连接头42对齐的安装孔中，从而实现连接头42与底座主体41之间的插接固定；

然后将离心叶轮200倒置插接在连接头42上，保证离心叶轮200上的内花键与连接头42上的外花键插接配合；

然后将端齿连接套2与离心叶轮200的叶轮端齿210相配合插接，然后在端齿连接套2上插接防转卡套3，最后将连接转轴1的螺纹连接端11依次穿过防转卡套3和端齿连接套2与离心叶轮200的内螺纹进行初步预旋拧；

初步装配好离心叶轮超转工装100后，将底座主体41固定在固定夹头上，使用力矩扳手或者其他工具夹紧连接转轴1对接端13上的六角头结构，施加指定拧紧力矩，保证将连接转轴1的螺纹连接端11稳固旋拧在离心叶轮200的内螺纹中，完成对离心叶轮超转工装100的最终装配；

最后将底座主体41从固定夹头上取下，将连接头42从离心叶轮200上插拔取出，将对接端13上的对接孔131与旋转装置进行对接固定，以便于旋转装置带动离心叶轮200进行旋转，对离心叶轮200进行超转实验。

本实施例还提供了一种检测设备，包括旋转装置和上述离心叶轮超转工装100，该检测设备通过应用上述离心叶轮超转工装100与旋转装置进行对接连接，对离心叶轮200进行超转测试，从而更好地模拟离心叶轮200的装机工作状态，更加精准可靠地对离心叶轮200的强度进行测试。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种离心叶轮超转工装，其特征在于，包括：

连接转轴(1)，所述连接转轴(1)的一端与离心叶轮(200)螺纹连接；

端齿连接套(2)，套设在所述连接转轴(1)上，并且所述端齿连接套(2)与所述离心叶轮(200)上的叶轮端齿(210)相啮合；以及

防转卡套(3)，套设在所述连接转轴(1)上，被配置为将所述端齿连接套(2)与所述连接转轴(1)相卡紧。

2.根据权利要求1所述的离心叶轮超转工装，其特征在于，所述防转卡套(3)和所述端齿连接套(2)两者中的一个上开设有卡接槽，另一个上设置有插接舌(31)，所述插接舌(31)能插接固定在所述卡接槽中；并且所述连接转轴(1)的外周壁上间隔开设有多个收紧槽(121)，所述防转卡套(3)能够形变抱紧在多个所述收紧槽(121)中。

3.根据权利要求2所述的离心叶轮超转工装，其特征在于，所述防转卡套(3)采用铜材质制成。

4.根据权利要求1～3任一项所述的离心叶轮超转工装，其特征在于，所述连接转轴(1)包括依次连接的螺纹连接端(11)、套设端(12)以及对接端(13)，所述螺纹连接端(11)与所述离心叶轮(200)螺纹连接，所述对接端(13)用于与旋转装置对接连接，所述端齿连接套(2)和所述防转卡套(3)均能穿过所述螺纹连接端(11)套设在所述套设端(12)上，并且所述对接端(13)的外径大于所述套设端(12)的外径。

5.根据权利要求1～3任一项所述的离心叶轮超转工装，其特征在于，所述端齿连接套(2)包括相连接的啮合部(21)以及连接部(22)，所述啮合部(21)的端部设置有啮合端齿(211)，所述啮合端齿(211)与所述叶轮端齿(210)相啮合，所述连接部(22)与所述防转卡套(3)相连接。

6.根据权利要求1～3任一项所述的离心叶轮超转工装，其特征在于，所述离心叶轮超转工装还包括：

辅助安装座(4)，固定在固定夹头上，所述辅助安装座(4)能够与所述离心叶轮(200)远离所述连接转轴(1)的一端可拆卸固定，以将所述离心叶轮(200)定位在安装位置；当所述连接转轴(1)与所述离心叶轮(200)螺纹连接后，所述辅助安装座(4)能够从所述离心叶轮(200)上拆卸下来。

7.根据权利要求6所述的离心叶轮超转工装，其特征在于，所述辅助安装座(4)包括：

底座主体(41)，固定在所述固定夹头上，所述底座主体(41)上开设有插接孔(411)；以及

连接头(42)，所述连接头(42)的一端与所述插接孔(411)插接固定，另一端与所述离心叶轮(200)插接连接。

8.根据权利要求7所述的离心叶轮超转工装，其特征在于，所述连接头(42)与所述离心叶轮(200)插接连接的一端上设置有花键(421)，所述连接头(42)通过所述花键(421)与所述离心叶轮(200)插接连接。

9.根据权利要求7所述的离心叶轮超转工装，其特征在于，所述辅助安装座(4)还包括：

锁紧件(43)，被配置为将所述底座主体(41)和所述连接头(42)可拆卸锁定。

10.一种检测设备，其特征在于，包括旋转装置以及权利要求1～9任一项所述的离心叶轮超转工装，所述连接转轴(1)的自由端与所述旋转装置对接连接。

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