压气机单元体快速排故装置和工艺的制作方法

1.本发明涉及航空发动机试验技术领域，具体涉及一种压气机单元体快速排故装置和工艺。


背景技术：

2.航空发动机由风扇单元体、核心机单元体、低压涡轮单元体及外部附件与管路单元体四大部分组成，核心机单元体又可分为压气机单元体、燃烧室单元体、高压涡轮单元体等几个子单元。如图1所示，发动机压气机单元体100的前端与风扇200连接，后端与燃烧室300连接，压气机单元体100主要由静子1和转子2两大部分构成，其中静子分为前静子3和后静子4。前静子3和后静子4之间通过螺纹紧固件连接。前静子3采用对开式的上、下机匣结构，上机匣和下机匣之间通过螺纹紧固件连接。为保证压气机具有良好的性能，压气机的转子1和静子2之间的径向间隙101与轴向间隙102的设计值均较小，因此在压气机安装和拆卸时，需格外注意，避免转子和静子之间发生刮碰，导致零件损伤。
3.发动机的常规分解模式是将发动机分解成前述四大单元体后，再进行下一层级的分解，直至分解到零件级。发动机在试车(试验)过程中可能会发生振动，转子和静子之间可能会发生碰磨，通常可以通过孔探检查的方式，观察压气机转子和静子的碰磨情况。若故障问题较小，如压气机的叶片出现卷边或小掉块等现象，需要进行修理，防止故障进一步恶化。此种情况下，如按常规模式分解，则发动机需下试验台，分解周期较长，操作较为复杂；如在试验台上进行分解，则由于试验台上压气机静子无法精准定位，容易使转子和静子之间发生刮碰，导致零件损伤。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种压气机单元体快速排故装置和工艺，用于在试验台上打开压气机单元体前静子的对开机匣，快速排除压气机转子或静子上的局部故障。
5.为实现所述目的的压气机单元体快速排故装置，该压气机单元体包括前静子机匣和后静子机匣，所述前静子机匣包括对开的上机匣和下机匣，所述上机匣、所述下机匣分别与所述后静子机匣之间通过周向安装边连接，所述上机匣和所述下机匣之间通过轴向安装边连接，所述压气机单元体快速排故装置包括：固定座，具有水平支座和垂直支座；垂直引导销，固定在所述水平支座上，用于穿过所述上机匣和所述下机匣的轴向安装边上的轴向连接孔，以引导所述上机匣打开；水平定位销，固定在所述垂直支座上，用于插入所述周向安装边上的周向连接孔；其中，所述垂直引导销和所述水平定位销中的至少一方与所述固定座之间的固定为可拆卸地固定。
6.在所述的压气机单元体快速排故装置的一个或多个实施方式中，所述固定座的所述水平支座具有垂直连接孔；所述垂直引导销包括垂直连接段和引导段，所述垂直连接段的外径不大于所述垂直连接孔的孔径，所述引导段的外径大于所述垂直连接孔的孔径，在所述垂直连接段和所述引导段的交界处形成垂直定位轴肩；所述垂直连接段与所述垂直连
接孔配合并通过螺纹连接结构连接紧固。
7.在所述的压气机单元体快速排故装置的一个或多个实施方式中，所述垂直引导销的一端可拆卸地固定在所述水平支座上，所述垂直引导销的另一端具有切边。
8.在所述的压气机单元体快速排故装置的一个或多个实施方式中，所述固定座的所述水平支座上设置至少两个所述垂直引导销。
9.在所述的压气机单元体快速排故装置的一个或多个实施方式中，所述固定座的所述垂直支座具有水平连接孔；所述水平定位销包括水平连接段和定位段，所述水平连接段的外径不大于所述水平连接孔的孔径，所述定位段的外径大于所述水平连接孔的孔径，在所述水平连接段和所述定位段的交界处形成水平定位轴肩；所述水平连接段与所述水平连接孔配合并通过螺纹连接结构连接紧固。
10.在所述的压气机单元体快速排故装置的一个或多个实施方式中，所述水平定位销的一端可拆卸地固定在所述垂直支座上，所述水平定位销的另一端具有切边。
11.在所述的压气机单元体快速排故装置的一个或多个实施方式中，所述固定座的所述垂直支座上设置至少两个所述水平定位销。
12.在所述的压气机单元体快速排故装置的一个或多个实施方式中，所述水平支座提供有水平面，用于与所述轴向安装边贴合；所述垂直支座提供有垂直面，用于与所述周向安装边贴合。
13.为实现所述目的的压气机单元体快速排故装置，采用任一前述的压气机单元体快速排故装置，包括：拆除所述上机匣和所述下机匣的所述轴向安装边的连接件；拆除所述周向安装边的连接件；对应所述下机匣的与轴向平行的两侧，分别完成压气机单元体快速排故装置的安装；将所述上机匣沿引所述垂直引导销打开，利用所述垂直引导销的引导与限位，避免所述上机匣在打开时与所述压气机单元体的转子发生刮碰；以及排除所述压气机单元体的故障后恢复所述压气机单元体的装配；其中，压气机单元体快速排故装置的安装包括：将所述固定座的所述水平支座对应所述轴向安装边，以及将所述垂直支座对应所述周向安装边；将所述水平定位销穿过所述周向安装边的所述周向连接孔；将所述垂直引导销穿过所述轴向安装边的所述轴向连接孔；以及确保所述水平定位销固定于所述垂直支座，以及所述垂直引导销固定于所述水平支座。
14.前述技术方案的有益效果为：
15.本发明的压气机单元体快速排故装置具有分别与下机匣的轴向安装边和周向安装边对应的水平支座和垂直支座，以及分别与该轴向安装边和周向安装边的连接孔对应的垂直引导销和水平定位销，通过以上正交设置的结构实现压气机单元体快速排故装置在下机匣的快速定位和固定，通过垂直引导销实现对上机匣在打开过程中的引导和限位作用，避免转子和静子发生刮碰，导致零件损伤。使用本发明的压气机单元体快速排故装置和工艺可以实现在试验台上将压气机单元体前静子的对开机匣打开，快速排除压气机转子或静子上的局部故障，缩减压气机排故时间，且该压气机单元体快速排故装置的结构简单，便于安装，制造成本低。
附图说明
16.本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描
述而变得更加明显，其中：
17.图1是根据现有技术的压气机单元体的结构示意图。
18.图2是根据一个或多个实施方式的压气机单元体快速排故装置的安装示意图。
19.图3是对应图2中位置i处的局部示意图。
20.图4是根据一个或多个实施方式的压气机单元体快速排故装置的结构示意图。
具体实施方式
21.下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或者实施例。为简化公开内容，下面描述了各元件和排列的具体实例，当然，这些仅仅为例子而已，并非是对本发明的保护范围进行限制。例如在说明书中随后记载的第一特征在第二特征上方或者上面形成，可以包括第一和第二特征通过直接联系的方式形成的实施方式，也可包括在第一和第二特征之间形成附加特征的实施方式，从而第一和第二特征之间可以不直接联系。另外，这些公开内容中可能会在不同的例子中重复附图标记和/或字母。该重复是为了简要和清楚，其本身不表示要讨论的各实施方式和/或结构间的关系。进一步地，当第一元件是用与第二元件相连或结合的方式描述的，该说明包括第一和第二元件直接相连或彼此结合的实施方式，也包括采用一个或多个其他介入元件加入使第一和第二元件间接地相连或彼此结合。
22.后述实施方式应用于图1示出的压气机单元体100。如图2到图3所示，压气机单元体的前静子3包括对开的上机匣31和下机匣32，上机匣31具有上轴向安装边311和上周向安装边312，下机匣32具有下轴向安装边321和下周向安装边322。上轴向安装边311和下轴向安装边321具有相对应的上轴向连接孔313和下轴向连接孔323，用于穿过螺纹连接件，将上机匣31和下机匣32装配在一起形成前静子3。上周向安装边312和下周向安装边322分别具有上周向连接孔314和下周向连接孔324，分别与后静子4的后周向安装边41上的后周向连接孔411相对应，用于穿过螺纹连接件，将前静子3和后静子4装配在一起。
23.如图2到图4所示，压气机单元体快速排故装置5包括固定座51、垂直引导销52和水平定位销53。
24.固定座51为l型结构，包括水平支座511和垂直支座512。水平支座511提供有水平面511a，用于与下机匣32的下轴向安装边321贴合，垂直支座512提供有垂直面512a，用于与下机匣32的下周向安装边322贴合。
25.垂直引导销52固定在水平支座511上，用于穿过上机匣31的上轴向连接孔313和下机匣32的下轴向连接孔323，以在上机匣31打开过程中对其进行导向和限位，避免静子1和转子2之间发生刮碰，导致零件损伤。
26.水平定位销53固定在垂直支座512上，用于插入下机匣32的下周向连接孔324和后静子4的后周向连接孔411，以将压气机单元体快速排故装置5定位在下机匣32上。
27.垂直引导销52和水平定位销53中的至少一方与固定座51之间的固定为可拆卸地固定，以便于进行压气机单元体快速排故装置5的安装。
28.在一些实施方式中，水平支座511上设置至少两个垂直引导销52，以便更可靠地在上机匣31打开过程中对其进行导向和限位，避免静子1和转子2之间发生刮碰，导致零件损伤。
29.在一些实施方式中，垂直支座512上设置至少两个水平定位销53，以便更可靠地将压气机单元体快速排故装置5定位在下机匣32上。
30.在一些实施方式中，水平支座511具有垂直连接孔511b，垂直引导销52包括垂直连接段521和引导段522，垂直连接段521的外径不大于垂直连接孔511b的孔径，引导段522的外径大于垂直连接孔511b的孔径，垂直连接段521和引导段522的交界处形成垂直定位轴肩523，垂直连接段521与垂直连接孔511b配合并通过螺纹连接结构连接紧固。
31.在一些实施方式中，垂直连接段521具有垂直外螺纹521a，用于旋入垂直连接孔511b内与垂直外螺纹521a相配合的内螺纹，垂直连接孔511b可以是通孔，也可以是盲孔。
32.在一些实施方式中，垂直连接段521的一端伸出垂直连接孔511b外，且具有垂直外螺纹521a，螺母54与垂直外螺纹521a配合，将垂直引导销52固定在水平支座511上，垂直连接孔511b可以是螺纹孔，也可以是光孔。
33.在一些实施方式中，垂直引导销52的一端可拆卸地固定在水平支座511上，另一端具有切边，以便外接扳手将垂直引导销52拧紧，实现垂直引导销52的快速安装。
34.在一些实施方式中，垂直支座512具有水平连接孔512b，水平定位销53包括水平连接段531和定位段532，水平连接段531的外径不大于水平连接孔512b的孔径，定位段532的外径大于水平连接孔512b的孔径，水平连接段531和定位段532的交界处形成水平定位轴肩533，水平连接段531与水平连接孔512b配合并通过螺纹连接结构连接紧固。
35.在一些实施方式中，水平连接段531具有水平外螺纹531a，用于旋入水平连接孔512b内与水平外螺纹531a相配合的内螺纹，水平连接孔512b可以是通孔，也可以是盲孔。
36.在一些实施方式中，水平连接段531的一端伸出水平连接孔512b外，且具有水平外螺纹531a，通过与水平外螺纹531a配合的螺母(未图示)将水平定位销53固定在垂直支座512上，水平连接孔512b可以是螺纹孔，也可以是光孔。
37.在一些实施方式中，水平定位销53的一端可拆卸地固定在垂直支座512上，另一端具有切边，以便外接扳手将水平定位销53拧紧，实现水平定位销53的快速安装。
38.采用前述的压气机单元体快速排故装置5的压气机单元体快速排故工艺包括以下步骤：
39.1.拆除上机匣31的上轴向安装边311和下机匣32的下轴向安装边321之间的连接件；
40.2.拆除上机匣31的上周向安装边312和下机匣32的下周向安装边322与后静子4的后周向安装边41之间的连接件，其中下周向安装边322与后周向安装边41之间的连接件可以不完全拆除，只要不影响将压气机单元体快速排故装置5安装在下机匣32上即可；
41.3.对应下机匣32的与轴向平行的两侧，分别完成压气机单元体快速排故装置5的安装，具体安装步骤在后面详细描述；
42.4.通过起吊或其他方式将上机匣31沿引垂直引导销52打开，利用垂直引导销52的引导与限位，避免上机匣31在打开过程中与转子2发生刮碰；
43.5.排除压气机单元体100的故障后恢复压气机单元体100的装配。
44.以上步骤3中的压气机单元体快速排故装置5的具体安装步骤，根据垂直引导销52和水平定位销53与固定座51之间的固定方式分为3种情况：
45.a)当垂直引导销52和水平定位销53与固定座51之间的固定均为可拆卸地固定时，
压气机单元体快速排故装置5的安装步骤包括：
46.将水平支座511的水平面511a贴合在下轴向安装边321，将垂直支座512的垂直面512a贴合在下周向安装边322；
47.将水平定位销53穿过下周向安装边322的下周向连接孔324和后周向安装边41的后周向连接孔411，并固定到垂直支座512的水平连接孔512b内；
48.将垂直引导销52穿过上轴向安装边311的上轴向连接孔313和下轴向安装边321的下轴向连接孔323，并固定到水平支座511的垂直连接孔511b内。
49.b)当垂直引导销52与固定座51之间的固定为可拆卸地固定，水平定位销53与固定座51之间的固定为不可拆卸地固定时，压气机单元体快速排故装置5的安装步骤包括：
50.将水平定位销53穿过下周向安装边322的下周向连接孔324和后周向安装边41的后周向连接孔411；
51.将垂直支座512的垂直面512a贴合在下周向安装边322，使水平支座511的水平面511a贴合在下轴向安装边321；
52.将垂直引导销52穿过上轴向安装边311的上轴向连接孔313和下轴向安装边321的下轴向连接孔323，并固定到水平支座511的垂直连接孔511b内。
53.c)当垂直引导销52与固定座51之间的固定为不可拆卸地固定，水平定位销53与固定座51之间的固定为可拆卸地固定时，压气机单元体快速排故装置5的安装步骤包括：
54.将垂直引导销52穿过上轴向安装边311的上轴向连接孔313和下轴向安装边321的下轴向连接孔323；
55.将水平支座511的水平面511a贴合在下轴向安装边321，使垂直支座512的垂直面512a贴合在下周向安装边322；
56.将水平定位销53穿过下周向安装边322的下周向连接孔324和后周向安装边41的后周向连接孔411，并固定到垂直支座512的水平连接孔512b内。
57.本发明的压气机单元体快速排故装置具有分别与下机匣的轴向安装边和周向安装边对应的水平支座和垂直支座，以及分别与该轴向安装边和周向安装边的连接孔对应的垂直引导销和水平定位销，通过以上正交设置的结构实现压气机单元体快速排故装置在下机匣的快速定位和固定，通过垂直引导销实现对上机匣在打开过程中的引导和限位作用，避免转子和静子发生刮碰，导致零件损伤。使用本发明的压气机单元体快速排故装置和工艺可以实现在试验台上将压气机单元体前静子的对开机匣打开，快速排除压气机转子或静子上的局部故障，缩减压气机排故时间，且该压气机单元体快速排故装置的结构简单，便于安装，制造成本低。
58.本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。