CN116532900A - 一种燃烧室火焰筒预蒸发管安装夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃烧室火焰筒预蒸发管安装夹具，包括底盘、定位盘、定位托架、方轴和顶丝，底盘的边缘沿径向向外凸出设置10个承接齿，相邻两承接齿之间形成镂空部；定位盘的边缘均布5个滑块；各滑块上沿定位盘轴向设置方轴和可升降的顶丝，该方轴的底端连接用于承托预蒸发管的定位托架；装夹时将5个预蒸发管置于相应定位支架上，由顶丝和定位托架对预蒸发管进行夹紧；然后将定位盘同轴设置在燃烧室火焰筒的上方，顶丝、方轴、定位托架和预蒸发管插入燃烧室火焰筒的环状空腔内，预蒸发管的进口管插入燃烧室火焰筒底部的焊接孔，并在底盘的相应镂空部对焊接孔和进口管完成焊接固定。

Description

一种燃烧室火焰筒预蒸发管安装夹具

技术领域

本发明涉及航空发动机零件加工技术领域，特别是一种燃烧室火焰筒预蒸发管安装夹具。

背景技术

某型发动机的燃烧室为带预蒸发管的环型回流式燃烧室，其核心部件火焰筒为短环式薄壁结构，如图1所示，燃烧室火焰筒由环状内侧壁11、弧形底壁13和环状外侧壁12构成，环状内侧壁11、环状外侧壁12的表面分布一万多个冷却孔以及主燃孔、掺燃孔，弧形底壁13上均布10个焊接孔15，环状内侧壁11和环状外侧壁12之间形成狭长的环状空腔14；每件燃烧室火焰筒的环状空腔14中需装配10个预蒸发管2，如图2所示，预蒸发管2为一个呈T字型设置的三通管路，包括连通管24和置于连通管同侧的进口管21、第一出口管22、第二出口管23，该进口管与连通管24的中部相通，第一出口管22、第二出口管23对称设置于进口管21的两侧且与连通管24的端部相通，且进口管21的长度大于两出口管的长度，进口管21在环状空腔14内插入焊接孔15后进行焊接固定，使得20个出口管的出口均布在环状空腔14内。上述预蒸发管2焊接后的位置度比较关键，如果与喷嘴配合不好会影响燃油在预蒸发管2中的蒸发率，进而影响OTDF（出口温度分布系数），且会造成积碳。同时预蒸发管2出口的位置及出口气流流向对主燃区有很大影响，如果预蒸发管2出口距离火焰筒圆弧顶端过近，会使预蒸发管2中的油气混合物在主燃区驻留时间减短，同样会破坏回流区流场，造成燃油在主燃区燃烧不充分，影响OTDF。

受限于环状空腔14的尺寸，无法通过手直接将预蒸发管送入环状空腔14内并在环状空腔14内对预蒸发管2进行大幅调整，因此上述零件的装配不易实施，加工效率低，且合格率低，因此设计一种可将预蒸发管按照预设位置送入环状空腔的安装夹具，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、易于装配的燃烧室火焰筒预蒸发管安装夹具。

为解决上述技术问题，本发明提供的燃烧室火焰筒预蒸发管安装夹具，包括底盘、定位盘、定位托架、方轴和顶丝，所述底盘的边缘沿径向向外凸出设置10个承接齿，各承接齿均布在底盘的边缘，相邻两承接齿之间形成镂空部；燃烧室火焰筒同轴设置在所述底盘上时，燃烧室火焰筒的弧形底壁与所述底盘相接触，弧形底壁上的各焊接孔分别置于相邻两承接齿之间的镂空部；所述定位盘的边缘均布5个滑块，各滑块沿定位盘的边缘沿径向向外凸出设置；各滑块上沿定位盘轴向设置方轴和可升降的顶丝，该方轴的底端连接定位托架，所述定位托架包括连接部，该连接部一侧的两端分别设置支撑部，两支撑部之间形成镂空区，装夹时将5个预蒸发管置于相应定位支架上，各预蒸发管的第一出口管、第二出口管分别架在两支撑部上，进口管穿过镂空区设置；所述顶丝的底端穿过所述滑块后置于所述预蒸发管连通管的上方，以使所述顶丝下降后对所述预蒸发管进行夹紧；然后将定位盘同轴设置在所述燃烧室火焰筒的上方，顶丝、方轴、定位托架和预蒸发管插入燃烧室火焰筒的环状空腔内，预蒸发管的进口管插入燃烧室火焰筒底部的焊接孔，并在底盘的相应镂空部对焊接孔和进口管完成焊接固定；完成5个预蒸发管的焊接后，将定位盘卸下，顶丝、方轴、定位托架取出，再装夹5个预蒸发管重复上述动作，完成10个预蒸发管的装配。

进一步，燃烧室火焰筒预蒸发管安装夹具还包括中心轴，该底盘的中心设置底盘中心孔，所述定位盘的中心设置定位盘中心孔，装配时所述中心轴的底端置于所述底盘中心孔内，定位盘经定位盘中心孔与中心轴相连，以使定位盘和底盘同轴设置。

进一步，所述底盘的边缘沿轴向凸出设置3至5个定位台，各定位台设置在互不相邻的承接齿上，各定位台上沿底盘径向设置螺孔，以使燃烧室火焰筒置于底盘上时，在螺孔上拧入定位螺栓对燃烧室火焰筒进行限位固定。

进一步，所述底盘中心孔的一侧设置第一限位槽，所述定位盘中心孔的一侧设置第二限位槽和第三限位槽，所述中心轴的底部和顶部分别设置与各限位槽卡接配合的限位卡块，以使中心轴与底盘、定位盘装配后进行限位，避免装配时定位盘和底盘之间相互转动，影响预蒸发管的进口管对准焊接孔。

进一步，第二限位槽、第三限位槽在定位盘圆周上的角度相差36°，定位盘两次分别使第二限位槽、第三限位槽沿中心轴顶部的限位卡块卡入，以使定位盘两次装配时滑块的位置相差36°，可以快速的完成10个预蒸发管装配，使得10个预蒸发管快速的置于相应位置上，提高装配效率。

进一步，所述方轴包括长方体状的方轴本体，所述滑块上贯穿设置第一方形孔，所述定位托架的连接部设置第二方形孔，装配时方轴本体的上部插入所述第一方形孔内，方轴本体的下部插入所述第二方形孔，采用方形孔和方轴相配合，使得方轴在装配过程中不会出现自转，造成定位托架偏移，影响预蒸发管的进口管对准焊接孔。

进一步，所述定位托架的连接部还设有与所述第二方形孔垂直的插接孔，该插接孔穿过所述第二方形孔设置，所述方轴本体的下部设置与插接孔相适配的安装孔，以使方轴本体的下部置于第二方形孔内时，安装孔和插接孔对齐，使用插接销插入安装孔和插接孔对方轴和定位托架进行限位固定，该插接销的长度大于插接孔的长度，使得插接销的端部置于插接孔外，预蒸发管焊接完成后，便于将插接销拨出，使得方轴和定位托架分离。

进一步，所述定位托架支撑部的上端面设置与所述预蒸发管的第一出口管、第二出口管管端形状相适配的凹陷区，以使预蒸发管置于定位托架上时，第一出口管、第二出口管可快速对准凹陷区，提高装夹效率。

进一步，燃烧室火焰筒预蒸发管安装夹具还包括弧形卡箍，该卡箍前端的弧形部与所述预蒸发管连通管的形状相适配，该弧形卡箍的尾端设置具有弹性的球形孔，所述顶丝的底端固定设置滚珠，装配时将滚珠挤入所述球形孔，以使所述顶丝与弧形卡箍相连，且弧形卡箍可绕所述滚珠转动，顶丝插入环形空腔内进行升降时，弧形卡箍的弧形部更容易顶住预蒸发管的连通管，且顶丝的转动不会影响预蒸发管。

进一步，所述定位盘的外径与燃烧室火焰筒环状内侧壁的外径相同，该定位盘的底端沿边缘设置环形台阶部，以使定位盘置于燃烧室火焰筒的上方时，由燃烧室火焰筒环状内侧壁对所述定位盘的环形台阶部进行支撑。

上述燃烧室火焰筒预蒸发管安装夹具的使用方法，包括如下步骤：

A、将底盘套在中心轴上，使得中心轴底部的限位卡块置于第一限位槽内；将燃烧室火焰筒设在底盘上，使得弧形底壁上的焊接孔置于相邻两承接齿之间的镂空部；通过定位螺栓将燃烧室火焰筒与底盘之间进行固定。

B、将相应的方轴、滑块、定位托架与定位盘进行组装，并将第一组5个预蒸发管分别由定位托架进行承托，调整顶丝使得弧形卡箍将预蒸发管进行限位固定。

C、将定位盘套在中心轴的上部，使得方轴、定位托架和顶丝整体插入环状空腔内，第二限位槽与中心轴上部的限位卡块卡接配合，完成第一组5个预蒸发管与焊接孔的插接配合。

D、在镂空部逐一对插在焊接孔内的进口管进行焊接固定，完成互不相邻的第一组5个预蒸发管的装配。

E、第一组5个预蒸发管焊接完成后，通过镊子将插接销拨出，使得方轴和定位托架可脱离，将定位盘脱离中心轴，使得顶丝和方轴抽出环状空腔，再将环状空腔内的定位托架取出。

F、再次将方轴、滑块、定位托架与定位盘进行组装，并再将第二组5个预蒸发管分别由定位托架进行承托，调整顶丝使得弧形卡箍将预蒸发管进行限位固定。

G、将定位盘套在中心轴的上部，使得方轴、定位托架和顶丝整体插入环状空腔内，第三限位槽与中心轴上部的限位卡块卡接配合，完成第二组5个预蒸发管与焊接孔的插接配合。

H、在镂空部逐一对插在焊接孔内的进口管进行焊接固定，完成第二组5个预蒸发管的装配。

I、第二组5个预蒸发管焊接完成后，通过镊子将插接销拨出，使得方轴和定位托架可脱离，将定位盘脱离中心轴，使得顶丝和方轴抽出环状空腔，再将环状空腔内的定位托架取出，并将底盘和燃烧室火焰筒分离，完成全部10个预蒸发管的装配。

发明的技术效果：（1）本发明的燃烧室火焰筒预蒸发管安装夹具，相对于现有技术，在底盘的边缘设置承接齿，使得燃烧室火焰筒置于底盘上时，由承接齿进行支撑，焊接孔置于相邻承接齿之间的镂空部，可以减轻底盘的重量，同时便于进行焊接；（2）使用方轴、定位托架和顶丝相配合，使得预蒸发管可在进入环状空腔前置于定位托架上，并进行限位固定，便于将方轴、定位托架和顶丝整体插入环状空腔内；（3）方轴经方形孔和滑块、定位托架相配合，可防止定位托架进入环状空腔内转动，影响装配效率；（4）顶丝经卡箍和滚珠相配合，弧形部的设置可将卡箍方便的卡在预蒸发管的连通管上，同时顶丝转动过程中不会带动预蒸发管转动；（5）通过在底盘和定位盘上分别设置限位槽，可方便的限定方轴、定位托架和顶丝的插入位置；（6）定位托架和方轴经插接销进行限位固定，使得预蒸发管焊接固定后，可方便的将插接销取出，使得定位托架和方轴分离，便于将定位托架和方轴从环状空腔内取出。

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是现有技术中燃烧室火焰筒和预蒸发管装配后的结构示意图；

图2是预蒸发管的结构示意图；

图3是本发明的燃烧室火焰筒预蒸发管安装夹具与预蒸发管装配后的剖面结构示意图；

图4是本发明的燃烧室火焰筒预蒸发管安装夹具与预蒸发管装配后的俯视图；

图5是本发明的底盘的结构示意图；

图6是本发明的定位托架的结构示意图；

图7是本发明的方轴的结构示意图；

图8是本发明的顶丝的结构示意图。

图中：环状内侧壁11，环状外侧壁12，弧形底壁13，环状空腔14，焊接孔15，预蒸发管2，进口管21，第一出口管22，第二出口管23，连通管24，底盘3，承接齿31，镂空部32，定位台33，定位螺栓34，底盘中心孔35，第一限位槽36，定位盘4，滑块41，压板42，限位销43，定位螺母44，螺钉45，固定销46，第一方形孔47，环形台阶部48，U型槽49，中心轴5，定位托架6，连接部61，支撑部62，凹陷区63，第二方形孔64，插接孔65，插接销66，镂空区67，方轴7，方轴本体71，螺纹段72，安装孔73，顶丝8，卡箍81，滚珠82，端帽83，定位盘中心孔9，第二限位槽91，第三限位槽92。

具体实施方式

实施例1

如图3至图8所示，本实施例的燃烧室火焰筒预蒸发管安装夹具包括底盘3、定位盘4、定位托架6、中心轴5、方轴7和顶丝8，底盘3的边缘沿径向向外凸出设置10个承接齿31，各承接齿31均布在底盘3的边缘以使相邻两承接齿31之间的夹角为36°，相邻两承接齿31之间形成镂空部32；底盘3的边缘沿轴向凸出设置3个定位台33，各定位台33设置在互不相邻的承接齿31上，各定位台33上沿底盘3径向设置螺孔，燃烧室火焰筒同轴设置在底盘3上时，燃烧室火焰筒的弧形底壁13与底盘3相接触，弧形底壁13上的各焊接孔15分别置于相邻两承接齿31之间的镂空部32，在螺孔上拧入定位螺栓34对燃烧室火焰筒进行限位固定；定位盘3的边缘均布5个滑块41，各滑块41在定位盘4的边缘沿径向向外凸出设置，且各滑块41可沿定位盘4的径向滑动以调整滑块41的位置，定位盘4上设置具有U型槽49的压板42，各压板42的U型槽49两侧分别经螺钉45与定位盘4固定相连，滑块41压接在压板42的U型槽49内，各滑块41上和定位盘4上还设有相同的通孔，以使滑块41移动至滑块41上的通孔与定位盘4上的通孔对齐时，使用限位销43将滑块41与定位盘4进行限位，避免滑块41沿定位盘4径向滑动，但滑块41可在外力作用下绕限位销43进行转动， 以对滑块41位置进行微调。

各滑块41上沿定位盘4轴向设置方轴7和可升降的顶丝8，该方轴7的底端连接定位托架6，定位托架6包括连接部61，该连接部61一侧的两端分别设置支撑部62，两支撑部62之间形成镂空区67，支撑部62的上端面设置与预蒸发管2的第一出口管22、第二出口管23管端形状相适配的凹陷区63，装夹时预蒸发管2置于相应定位支架6上，各预蒸发管2的第一出口管22、第二出口管23分别架在两支撑部的凹陷区63上，进口管21穿过镂空区67设置。

方轴7包括长方体状的方轴本体71，方轴本体71的顶部设置螺纹段72，滑块41上贯穿设置第一方形孔47，定位托架6的连接部61设置第二方形孔64，定位托架6的连接部61还设有与第二方形孔64垂直的插接孔65，该插接孔65穿过第二方形孔64设置，方轴本体71的下部设置与插接孔65相适配的安装孔73，装配时方轴本体71的上部插入第一方形孔47内，螺纹段72穿过第一方形孔47置于滑块41的上侧，使用与螺纹段72螺纹配合的定位螺母44，可将方轴7与滑块41进行限位，避免方轴7移动，方轴本体71的下部插入第二方形孔64，采用方形孔和方轴7相配合，使得方轴7在装配过程中不会出现自转，造成定位托架6偏移，影响预蒸发管2的进口管21对准焊接孔；且方轴本体7的下部置于第二方形孔64内时，安装孔73和插接孔65对齐，使用插接销66插入安装孔73和插接孔65对方轴7和定位托架6进行限位固定，该插接销66的长度大于插接孔65的长度，使得插接销66的端部置于插接孔65外，预蒸发管2焊接完成后，便于将使用外置的镊子将插接销66拨出，使得方轴7和定位托架6分离。

顶丝8与滑块41螺纹配合，顶丝8的底端穿过滑块41后置于预蒸发管2连通管24的上方，顶丝8的底端固定设置滚珠82，顶丝8的顶端固定设置端帽83，旋转端帽83可控制顶丝的升降；燃烧室火焰筒预蒸发管安装夹具还包括一个具有弹性的塑料弧形卡箍81，该卡箍81前端的弧形部与预蒸发管连通管24的形状相适配，该弧形卡箍81的尾端设置具有弹性的球形孔，装配时将滚珠82挤入球形孔，以使顶丝8与塑料弧形卡箍81相连，且塑料弧形卡箍81可绕滚珠82转动，顶丝8插入环形空腔14内进行升降时，塑料弧形卡箍81的弧形部更容易顶住预蒸发管2的连通管24，且顶丝8的转动不会影响预蒸发管2。

该底盘3的中心设置底盘中心孔35，底盘中心孔35的一侧设置第一限位槽36，定位盘4的中心设置定位盘中心孔9，定位盘中心孔9的一侧设置第二限位槽91和第三限位槽92，第二限位槽91、第三限位槽92在定位盘4圆周上的角度相差36°，中心轴5的底部和顶部分别设置与各限位槽卡接配合的限位卡块，装配时中心轴5的底端置于底盘中心孔35内，中心轴底部的限位卡块置于第一限位槽36内，中心轴5顶部的限位卡块置于第二限位槽91或第三限位槽92内，以使定位盘4和底盘3同轴设置，避免装配时定位盘4和底盘3之间相互转动，影响预蒸发管2的进口管24对准焊接孔。

定位盘4的外径与燃烧室火焰筒环状内侧壁11的外径相同，该定位盘4的底端沿边缘设置环形台阶部48，以使定位盘4置于燃烧室火焰筒的上方时，由燃烧室火焰筒环状内侧壁11对定位盘的环形台阶部48进行支撑。

实施例2

上述燃烧室火焰筒预蒸发管安装夹具的使用方法，包括如下步骤：

A、将底盘3套在中心轴5上，使得中心轴5底部的限位卡块置于第一限位槽36内；将燃烧室火焰筒设在底盘3上，使得弧形底壁13上的焊接孔置于相邻两承接齿31之间的镂空部32；通过定位螺栓34将燃烧室火焰筒与底盘3之间进行固定。

B、将相应的方轴7、滑块41、定位托架6与定位盘5进行组装，并将第一组5个预蒸发管2分别由定位托架6进行承托，调整顶丝8使得弧形卡箍81将预蒸发管2进行限位固定。

C、将定位盘4套在中心轴5的上部，使得方轴7、定位托架6和顶丝8整体插入环状空腔14内，第二限位槽91与中心轴5上部的限位卡块卡接配合，完成第一组5个预蒸发管2与焊接孔的插接配合。

D、在镂空部32逐一对插在焊接孔内的进口管21进行焊接固定，完成互不相邻的第一组5个预蒸发管2的装配。

E、第一组5个预蒸发管2焊接完成后，通过镊子将插接销66拨出，使得方轴7和定位托架6可脱离，将定位盘4脱离中心轴5，使得顶丝8和方轴7抽出环状空腔14，再将环状空腔14内的定位托架6取出。

F、再次将方轴7、滑块41、定位托架6与定位盘5进行组装，并再将第二组5个预蒸发管2分别由定位托架6进行承托，调整顶丝8使得弧形卡箍81再次将预蒸发管2进行限位固定。

G、将定位盘4套在中心轴5的上部，使得方轴7、定位托架6和顶丝8整体插入环状空腔14内，第三限位槽92与中心轴5上部的限位卡块卡接配合，完成第二组5个预蒸发管2与焊接孔的插接配合。

H、在镂空部32逐一对插在焊接孔内的进口管21进行焊接固定，完成第二组5个预蒸发管2的装配。

I、第二组5个预蒸发管2焊接完成后，通过镊子将插接销66拨出，使得方轴7和定位托架6可脱离，将定位盘4脱离中心轴5，使得顶丝8和方轴7抽出环状空腔14，再将环状空腔14内的定位托架6取出，并将底盘3和燃烧室火焰筒分离，完成全部10个预蒸发管2的装配。

上述夹具设计时，根据各焊接孔的分布位置和环状内侧壁11、弧形底壁13、环状外侧壁12的尺寸，对底盘、承接齿、第一限位槽、定位盘、第二限位槽、第三限位槽、滑块、方轴、顶丝的尺寸进行设置，通过定位盘的两次组装，分两组完成10个预蒸发管的装配，使得装配时环状空腔内的空间相对较大，降低了装配难度。

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申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)

1.一种燃烧室火焰筒预蒸发管安装夹具，其特征在于，包括底盘、定位盘、定位托架、方轴和顶丝，所述底盘的边缘沿径向向外凸出设置10个承接齿，各承接齿均布在底盘的边缘，相邻两承接齿之间形成镂空部；燃烧室火焰筒同轴设置在所述底盘上时，燃烧室火焰筒的弧形底壁与所述底盘相接触，弧形底壁上的各焊接孔分别置于相邻两承接齿之间的镂空部；所述定位盘的边缘均布5个滑块，各滑块沿定位盘的边缘沿径向向外凸出设置；各滑块上沿定位盘轴向设置方轴和可升降的顶丝，该方轴的底端连接定位托架，所述定位托架包括连接部，该连接部一侧的两端分别设置支撑部，两支撑部之间形成镂空区；装夹时将5个预蒸发管置于相应定位支架上，各预蒸发管的第一出口管、第二出口管分别架在两支撑部上，进口管穿过镂空区设置；所述顶丝的底端穿过所述滑块后置于所述预蒸发管连通管的上方，以使所述顶丝下降后对所述预蒸发管进行夹紧；然后将定位盘同轴设置在所述燃烧室火焰筒的上方，顶丝、方轴、定位托架和预蒸发管插入燃烧室火焰筒的环状空腔内，预蒸发管的进口管插入燃烧室火焰筒底部的焊接孔，并在底盘的相应镂空部对焊接孔和进口管完成焊接固定，

还包括中心轴，该底盘的中心设置底盘中心孔，所述定位盘的中心设置定位盘中心孔，装配时所述中心轴的底端置于所述底盘中心孔内，定位盘经定位盘中心孔与中心轴相连，以使定位盘和底盘同轴设置；

所述底盘中心孔的一侧设置第一限位槽，所述定位盘中心孔的一侧设置第二限位槽和第三限位槽，所述中心轴的底部和顶部分别设置与各限位槽卡接配合的限位卡块。

2.根据权利要求1所述的燃烧室火焰筒预蒸发管安装夹具，其特征在于，所述第二限位槽、第三限位槽在定位盘圆周上的角度相差36°。

3.根据权利要求2所述的燃烧室火焰筒预蒸发管安装夹具，其特征在于，所述方轴包括长方体状的方轴本体，所述滑块上贯穿设置第一方形孔，所述定位托架的连接部设置第二方形孔，装配时方轴本体的上部插入所述第一方形孔内，方轴本体的下部插入所述第二方形孔。

4.根据权利要求3所述的燃烧室火焰筒预蒸发管安装夹具，其特征在于，所述定位托架的连接部还设有与所述第二方形孔垂直的插接孔，该插接孔穿过所述第二方形孔设置，所述方轴本体的下部设置与插接孔相适配的安装孔，以使方轴本体的下部置于第二方形孔内时，安装孔和插接孔对齐，使用插接销插入安装孔和插接孔对方轴和定位托架进行限位固定。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的燃烧室火焰筒预蒸发管安装夹具，其特征在于，还包括弧形卡箍，该卡箍前端的弧形部与所述预蒸发管连通管的形状相适配，该弧形卡箍的尾端设置具有弹性的球形孔，所述顶丝的底端固定设置滚珠，装配时将滚珠挤入所述球形孔，以使所述顶丝与弧形卡箍相连，且弧形卡箍可绕所述滚珠转动。

6.根据权利要求5所述的燃烧室火焰筒预蒸发管安装夹具，其特征在于，所述定位托架支撑部的上端面设置与所述预蒸发管的第一出口管、第二出口管管端形状相适配的凹陷区。