CN116086968A - 一种航空发动机机匣压力试验工装 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种航空发动机机匣压力试验工装，包括密封底座、转接筒体、限位筒体、滑动密封塞和上筒体，限位筒体包括上传力段和下传力段，滑动密封塞包括与上传力段内壁滑动且密封配合的下滑盘、与上筒体内壁滑动且密封配合的上滑盘、用于连接下滑盘和上滑盘的连接柱，上传力段的上部设置对下滑盘进行限位的上传力凸台，下传力段的上部设置对下滑盘进行限位的下传力凸台，下滑盘置于上传力段内，上滑盘置于上筒体内，由上滑盘与上筒体顶壁之间形成调压容腔，由下滑盘与上传力段、下传力段、被测机匣、转接筒体、密封底座之间形成载荷容腔。

Description

一种航空发动机机匣压力试验工装
技术领域
本发明涉及航空发动机机匣检测技术领域，特别是一种航空发动机机匣压力试验工装。
背景技术
航空发动机机匣需要有足够的强度储备，在承受较大的气体压力情况下不发生裂纹且变形小，因此需要对机匣进行压力试验来验证机匣的强度是否足够；航空发动机机匣通常为圆筒型结构，工作时机匣承受向外的径向气体压力、轴向的拉力。在进行压力试验时需要模拟机匣工作时的受力状态，使机匣同时承受径向力和轴向力。按照现有的压力试验方法，通常采取密封工装将机匣密封，然后加载液压油进行试验，这种方法通常能够保证径向力的加载符合要求，但是会产生附加轴向力的问题、且轴向力不可调节；或者在进行压力试验时，选用轴向力加载仪器对机匣加载轴向力，试验设备复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、易于安装、操作方便、可调节轴向力的航空发动机机匣压力试验工装及其使用方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的航空发动机机匣压力试验工装，包括密封底座、转接筒体、限位筒体、滑动密封塞和上筒体，所述限位筒体包括上传力段和下传力段，所述滑动密封塞包括与上传力段内壁滑动且密封配合的下滑盘、与上筒体内壁滑动且密封配合的上滑盘、用于连接下滑盘和上滑盘的连接柱，所述上传力段的上部设置对下滑盘进行限位的上传力凸台，所述下传力段的上部设置对下滑盘进行限位的下传力凸台，使用时所述转接筒体的底端与密封底座密封连接，所述转接筒体的顶端与被测机匣的底端密封连接，被测机匣的顶端与下传力段的底端密封连接，下传力段的顶端与上传力段的底端密封连接，下滑盘置于上传力段内，上滑盘置于上筒体内，由上滑盘与上筒体顶壁之间形成调压容腔，由下滑盘与上传力段、下传力段、被测机匣、转接筒体、密封底座之间形成载荷容腔，所述上筒体上设置与调压容腔相通的上进油接口，所述密封底座上设置与载荷容腔相通的下进油接口，上筒体与密封底座之间设置多个用于对上筒体和密封底座进行限位的拉杆。
进一步，所述下滑盘的外壁设置第一内环槽，所述第一内环槽内设置第一密封圈，由第一密封圈和上传力段之间形成滑动密封配合。
进一步，所述上滑盘的外壁设置第二内环槽，所述第二内环槽内设置第二密封圈，由第二密封圈和上筒体内壁之间形成滑动密封配合。
进一步，所述拉杆的顶端设置与第一锁紧螺母螺纹配合的上螺杆，上螺杆的下侧设置上限位凸台，拉杆的底端设置与第一锁紧螺母螺纹配合的下螺杆，下螺杆的上侧设置下限位凸台，由上限位凸台和第一锁紧螺母、下限位凸台和第一锁紧螺母对上筒体与密封底座之间的距离进行限定。
进一步，所述转接筒体的两端分别向外侧凸出设置连接外环台，被测机匣的两端分别向外侧凸出设置机匣外环台，连接外环台上设置螺孔，由连接外环台与密封底座、机匣外环台之间进行密封连接。
进一步，所述下传力段的两端分别向外侧凸出设置下传力外环台，下传力外环台上设置螺孔，由下传力外环台与机匣外环台之间进行密封连接。
进一步，所述下传力段的顶端向内凸出设置下传力内环台以形成下传力凸台；所述上传力段的底端向外凸出设置上传力外环台，由上传力外环台和下传力外环台之间进行密封链接；所述上传力段的顶端向内凸出设置上传力内环台以形成上传力凸台。
上述航空发动机机匣压力试验工装的使用方法，包括如下步骤，被测机匣要求加载压力和轴向拉力时，通过下进油接口向载荷容腔加载液压油，使载荷容腔达到要求的压力；滑动密封塞的下滑盘在压力作用下滑向上传力段，并靠近上传力凸台，下滑盘将拉力通过上传力段、下传力段传递至被测机匣，使得被测机匣受到拉力作用，通过上进油接口向调压容腔内加载液压油，通过调整调压容腔内的油压，改变被测机匣所受到的拉力大小；当被测机匣要求加载压力和轴向压力时，先通过上进油接口向调压容腔内注入液压油，使得滑动密封塞的下滑盘在压力作用下滑向下传力段，并靠紧下传力凸台，下滑盘通过下传力凸台传递至被测机匣，使得被测机匣承受压力，通过下进油接口向载荷容腔内加载液压油，使得载荷容腔达到要求压力，通过调整调压容腔内的油压改变被测机匣所受到的压力的大小；被测机匣要求加载压力并且轴向力为零时，先通过上进油接口向调压容腔内注入一定体积的液压油，使得滑动密封塞的下滑盘处于下传力凸台和上传力凸台的中间位置，将调压容腔密封，确保调压容腔内液压油的体积不变，通过下进油接口向载荷容腔内注入液压油，并且使载荷容腔达到要求的压力，以使被测机匣达到试验要求压力的同时保证被测机匣不承受轴向力。
发明的技术效果：(1)本发明的航空发动机机匣压力试验工装，相对于现有技术，通过设置调压容腔、限位筒体、滑动密封塞装置，可以通过调整调压容腔内液压油压力来调整被测机匣所承受轴向压力或拉力的大小；(2)相对于采用加载仪器加载轴向力，该工装结构简单，并且可根据机匣的实际尺寸、形状进行适应性更改，适用性广；(3)限位筒内液压油压力可以进行高精度调节，从而实现轴向力高精度调节。
附图说明
下面结合说明书附图对本发明作进一步详细说明：
图1是航空发动机机匣压力试验工装的剖面结构示意图；
图2是航空发动机机匣压力试验工装的局部剖面结构示意图；
图3是限位筒体和滑动密封塞装配后的剖面结构示意图；
图4是航空发动机机匣压力试验工装使用时的剖面结构示意图；
图5是对机匣加载压力和轴向拉力时航空发动机机匣压力试验工装的使用状态示意图；
图6是对机匣加载压力和轴向压力时航空发动机机匣压力试验工装的使用状态示意图；
图中：
密封底座1，下进油接口11，转接筒体2，被测机匣3，载荷容腔31，限位筒体4，下传力段41，上传力段42，下传力凸台43，上传力凸台44，拉杆5，下限位凸台51，上限位凸台52，第一锁紧螺母53，滑动密封塞6，下滑盘61，上滑盘62，第一密封圈63，第二密封圈64，上筒体7，上进油接口71，调压容腔72，锁紧螺杆8，第二锁紧螺母81。
具体实施方式
实施例1
如图1至图4所示，本实施例的航空发动机机匣压力试验工装，包括密封底座1、转接筒体2、限位筒体4、滑动密封塞6和上筒体7，密封底座1包括圆盘形的密封部和筒形的支撑部，转接筒体2的两端分别向外侧凸出设置连接外环台，被测机匣3的两端分别向外侧凸出设置机匣外环台，连接外环台上在同一圆周上均布8个螺孔，密封部在同一圆周上设置与螺孔相适配的8个通孔，由底端的连接外环台与密封底座1的密封部相接触并经锁紧螺杆、锁紧螺母进行固定，实现密封连接；机匣外环台上同样设置通孔，由顶端的连接外环台与机匣外环台之间相接触并经，锁紧螺杆、锁紧螺母进行固定，实现密封连接。
限位筒体4包括具有相同内径和外径的上传力段41和下传力段42，滑动密封塞6包括与上传力段41内壁滑动且密封配合的下滑盘61、与上筒体7内壁滑动且密封配合的上滑盘62、用于连接下滑盘61和上滑盘62的连接柱，下滑盘61的外壁设置第一内环槽，第一内环槽内设置第一密封圈63，由第一密封圈63和上传力段42之间形成滑动密封配合；上滑盘62的外壁设置第二内环槽，第二内环槽内设置第二密封圈64，由第二密封圈64和上筒体7内壁之间形成滑动密封配合。连接柱的顶端与上滑盘62底面的中心固定相连，连接柱的底端与下滑盘61顶面的中心螺纹连接。
上传力段42的顶端向内凸出设置上传力内环台以形成上传力凸台44，用于对下滑盘61进行限位，连接柱由上传力内环台的中央伸出；上传力段42的底端向外凸出设置上传力外环台，上传力外环台在同一圆周上均布8个螺孔，下传力段41的两端分别向外侧凸出设置下传力外环台，顶部的下传力外环台在同一圆周上均布8个与螺孔相适配的通孔，由上传力外环台与顶部的下传力外环台相接触并经锁紧螺杆8、第二锁紧螺母81进行固定，实现密封连接；下传力段41的顶端向内凸出设置下传力内环台以形成下传力凸台43，被测机匣3顶部的机匣外环台在同一圆周上均布8个螺孔，下传力段41底部的下传力外环台在同一圆周上均布8个与螺孔相适配的通孔，下传力外环台41与被测机匣3顶部的机匣外环台相接触并经锁紧螺杆、锁紧螺母进行固定，实现密封连接。
上筒体7与密封底座1之间设置8个用于对上筒体7和密封底座1进行限位的拉杆5，上筒体7的顶壁上在同一圆周上均布8个第一螺孔，密封底座1的密封部上在同一圆周上均布8个与第一螺孔一一对应的通孔，拉杆5的顶端设置与第一锁紧螺母53螺纹配合的上螺杆，上螺杆的下侧设置上限位凸台52，拉杆5的底端设置与第一锁紧螺母53螺纹配合的下螺杆，下螺杆的上侧设置下限位凸台51，上螺杆伸出第一螺孔，下螺杆伸出通孔，由上限位凸台52和第一锁紧螺母53、下限位凸台51和第一锁紧螺母53对上筒体7与密封底座1之间的距离进行限定。
使用时转接筒体2的底端与密封底座1密封连接，转接筒体2的顶端与被测机匣3的底端密封连接，被测机匣3的顶端与下传力段41的底端密封连接，下传力段41的顶端与上传力段42的底端密封连接，下滑盘61置于上传力段42内，上滑盘62置于上筒体7内，由上滑盘62与上筒体7顶壁之间形成调压容腔72，由下滑盘61与上传力段42、下传力段41、被测机匣3、转接筒体2、密封底座1之间形成载荷容腔31，上筒体7上设置与调压容腔72相通的上进油接口71，密封底座1上设置与载荷容腔31相通的下进油接口11。
实施例2
航空发动机机匣压力试验工装的使用方法，包括如下步骤，被测机匣3要求加载压力和轴向拉力时，如图5所示，通过下进油接口71向载荷容腔31加载液压油，使载荷容腔31达到要求的压力P31；滑动密封塞6的下滑盘61在压力作用下滑向上传力段42，并靠近上传力凸台44，下滑盘62将拉力通过上传力段42、下传力段41传递至被测机匣3，使得被测机匣3受到拉力作用，通过上进油接口11向调压容腔72内加载液压油，通过调整调压容腔72内的油压P72，改变被测机匣3所受到的拉力FL大小；拉力FL计算公式如式(1)所示。
当被测机匣3要求加载压力和轴向压力时，如图6所示，先通过上进油接口71向调压容腔72内注入液压油，其压力为P72，使得滑动密封塞6的下滑盘61在压力作用下滑向下传力段41，并靠紧下传力凸台43，下滑盘61通过下传力凸台43传递至被测机匣3，使得被测机匣3承受压力，通过下进油接口11向载荷容腔31内加载液压油，使得载荷容腔31达到要求压力，通过调整调压容腔72内的油压改变被测机匣3所受到的压力FY的大小；压力FY计算公式如式(2)所示。
被测机匣3要求加载压力并且轴向力为零时，先通过上进油接口71向调压容腔72内注入一定体积的液压油，液压油的体积V计算公式见式(3)、(4)、(5)，使得滑动密封塞6的下滑盘61处于下传力凸台43和上传力凸台44的中间位置，将调压容腔72密封，确保调压容腔72内液压油的体积不变，通过下进油接口11向载荷容腔31内注入液压油，并且使载荷容腔31达到要求的压力，以使被测机匣3达到试验要求压力的同时保证被测机匣3不承受轴向力。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地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。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种航空发动机机匣压力试验工装，其特征在于，包括密封底座、转接筒体、限位筒体、滑动密封塞和上筒体，所述限位筒体包括上传力段和下传力段，所述滑动密封塞包括与上传力段内壁滑动且密封配合的下滑盘、与上筒体内壁滑动且密封配合的上滑盘、用于连接下滑盘和上滑盘的连接柱，连接柱的顶端与上滑盘底面的中心固定相连，连接柱的底端与下滑盘顶面的中心螺纹连接，所述上传力段的上部设置对下滑盘进行限位的上传力凸台，所述下传力段的上部设置对下滑盘进行限位的下传力凸台，使用时所述转接筒体的底端与密封底座密封连接，所述转接筒体的顶端与被测机匣的底端密封连接，被测机匣的顶端与下传力段的底端密封连接，下传力段的顶端与上传力段的底端密封连接，下滑盘置于上传力段内，上滑盘置于上筒体内，由上滑盘与上筒体顶壁之间形成调压容腔，由下滑盘与上传力段、下传力段、被测机匣、转接筒体、密封底座之间形成载荷容腔，所述上筒体上设置与调压容腔相通的上进油接口，所述密封底座上设置与载荷容腔相通的下进油接口，上筒体与密封底座之间设置多个用于对上筒体和密封底座进行限位的拉杆；
所述拉杆的顶端设置与第一锁紧螺母螺纹配合的上螺杆，上螺杆的下侧设置上限位凸台，拉杆的底端设置与第一锁紧螺母螺纹配合的下螺杆，下螺杆的上侧设置下限位凸台，由上限位凸台和第一锁紧螺母、下限位凸台和第一锁紧螺母对上筒体与密封底座之间的距离进行限定。
2.根据权利要求1所述的航空发动机机匣压力试验工装，其特征在于，所述下滑盘的外壁设置第一内环槽，所述第一内环槽内设置第一密封圈，由第一密封圈和上传力段之间形成滑动密封配合。
3.根据权利要求2所述的航空发动机机匣压力试验工装，其特征在于，所述上滑盘的外壁设置第二内环槽，所述第二内环槽内设置第二密封圈，由第二密封圈和上筒体内壁之间形成滑动密封配合。
4.根据权利要求1所述的航空发动机机匣压力试验工装，其特征在于，所述转接筒体的两端分别向外侧凸出设置连接外环台，被测机匣的两端分别向外侧凸出设置机匣外环台，连接外环台上设置螺孔，由连接外环台与密封底座、机匣外环台之间进行密封连接。
5.根据权利要求4所述的航空发动机机匣压力试验工装，其特征在于，所述下传力段的两端分别向外侧凸出设置下传力外环台，下传力外环台上设置螺孔，由下传力外环台与机匣外环台之间进行密封连接。
6.根据权利要求5所述的航空发动机机匣压力试验工装，其特征在于，所述下传力段的顶端向内凸出设置下传力内环台以形成下传力凸台；所述上传力段的底端向外凸出设置上传力外环台，由上传力外环台和下传力外环台之间进行密封链接；所述上传力段的顶端向内凸出设置上传力内环台以形成上传力凸台。
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