轴向止推防窜机构的制作方法

1.本发明属于测试领域，涉及转子的转动测量，涉及轴向止推防窜机构。


背景技术：

2.某型发动机与现有发动机结构差异性显著，在设计理念上，将装配过程做为控制发动机质量的关键措施，大量参数须在装配过程中保证，特别是转子装配过程需要在线测量和调整转子的端面跳动和柱面跳动，从而保证转子的装配质量。区别于以往的转子跳动测量要求该型发动机转子跳动测量基准为其轴颈两端大跨距的双柱面，现有转子跳动测量系统、工装设备等技术条件、能力无法满足该型发动机前后大跨距双柱面支撑定位的转子结构。
3.现有的立式转子测量方法不适用于该型号发动机转子的测量需求，卧式测量时若借助动平衡机支撑测量，存在的问题是:测量时轴向定位仅依靠一端面压紧轮，实验过程中发现，回转时被测件和压紧轮二者之间明显脱离且不稳定，具有随机性，轴向止推无法保证的前提下，转子的端面跳动测量无任何意义可言；此外，该种测量方法下角度信息无法自动采集，仅能依靠手动标记，测量效率极其低下。


技术实现要素：

4.本发明要解决的问题是在于提供一种轴向止推防窜机构，既可转动又可轴向止动，转动转子可同时查看转子转动角度和轴向窜动数值，实现转子的轴向止动和测量。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：轴向止推防窜机构，包括固定座、调节螺杆组件和转子端部支撑块，所述固定座用于所述轴向止推防窜机构的固定和止推，所述固定座通过调节螺杆组件与轴向止推气足连接固定，转子端部支撑块与发动机转子连接固定；
6.轴向止推气足上安装有编码器，转子端部支撑块安装有编码器感应用磁环，编码器用于转子旋转状态下角度的显示和监测，轴向止推气足内部中心位置上安装有微型传感器，实时监测并验证转子旋转时的轴向窜动值；
7.轴向止推气足外圈镶嵌有电磁铁，转子端部支撑块外圈镶嵌有铁环，轴向止推气足供气且电磁铁供电后，轴向止推气足与转子端部支撑块接触后自动处于预载气浮状态，用于限制转子轴向防窜；电磁铁断电卸载后，轴向止推气足与转子端部支撑块分离。
8.调节螺杆组件，用于所述轴向止推防窜机构角度微调的前提下轴向止动。
9.进一步的，磁环设在所述固定套内，所述固定套嵌设在所述转子端部支撑块内，所述固定套为环形的槽状结构，所述固定套的内圈设有隔磁铝环且二者同轴设置，所述磁环套设在隔磁铝环内，形成双层隔磁结构。
10.进一步的，所述转子端部支撑块内设有导向柱，所述固定套的中间孔与所述导向柱配合设置，所述固定套与所述隔磁铝环的端面平齐设置且不高出所述转子端部支撑块的端面，所述磁环的端面不高出所述固定套的端面设置。
11.进一步的，轴向止推气足为空心结构，所述编码器设在所述轴向止推气足的中间且二者同轴设置，所述编码器为空心结构，所述微型传感器设在所述编码器内部且二者同轴设置。
12.进一步的，所述轴向止推气足靠近所述调节螺杆组件的一侧设有出线孔，所述微型传感器的信号线通过出线孔导出。
13.进一步的，多个所述电磁铁相对所述轴向止推气足的轴线均布设置，铁环通过所述转子端部支撑块上的轴肩结构进行轴向固定，所述铁环的端面与所述转子端部支撑块的端面平齐，所述电磁铁和所述铁环对应设置。
14.进一步的，所述调节螺杆组件包括球头螺杆，所述球头螺杆的一端为球状部，另一端为螺纹杆，所述球状部的直径大于所述螺纹杆的直径；与所述球状部配合设置的有球窝环，所述球状部的远离所述螺纹杆的部分与所述球窝环间隙配合，所述球窝环通过轴向止推气足与安装有工装的转子贴合设置；还包括防脱环，对所述球状部限位，以使得球状部与所述球窝环不脱离；所述螺纹杆安装在固定座上，所述固定座固定不动，以使得角度微调的前提下轴向止动。
15.进一步的，所述球窝环与所述防脱环之间设有调整环，所述调整环与所述球状部不接触设置，所述调整环包括多种不同厚度的规格。
16.进一步的，所述球窝环靠近球状部的一侧设有避位孔，所述球状部与所述避位孔之前设有间隙，所述螺纹杆远离所述球状部的一端设有正多边的连接孔，用于组装时放置扳手端部。
17.进一步的，所述螺纹杆上设有配合的调节螺母，通过改变调节螺母相对螺纹杆的位置，实现球头螺杆轴向长度调节，所述调节螺母远离所述固定座的一端设有锁母，以使得球头螺杆锁死止动。
18.与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果如下。
19.1、本发明用于卧式转子跳动测量时的轴向止推，保证转子跳动测量的准确性和有效性，解决卧式测量转子跳动时轴向无可靠定位，端面跳动测量不准确的难题，同时满足轴向止推时被测件稳定的回转。
20.2、本发明将轴向止推气足与转子端部支撑块二者轴向面贴合，同时给轴向止推气足通电和气，使两贴合面间形成气膜，实现转子即可转动又可轴向止动，转动转子可同时查看转子转动角度和轴向窜动数值，实现转子的轴向止动和测量；转子测量完毕，轴向止推气足断电和断气，可直接将转子卸下，此外根据发动机转子端面接口不同，配备多组转子端部支撑块，使之具备通用性；
21.3、本发明中的调节螺杆组件适用于转子转动测量时在止推的基础上，可以微调角度，防止转子转动时较劲，保证测量时轴向位置绝对固定，同时中心和工件中心重合，即使转子定位端面有偏斜公差，止推方向依然不变，结构简单，避免了转子测试过程中发现扭矩，保证了转子的精度。
附图说明
22.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
23.图1是本发明轴向止推防窜机构的剖视图；
24.图2是本发明图的b部放大图；
25.图3是本发明轴向止推防窜机构的结构示意图；
26.图4是本发明轴向止推气足的左视的结构示意图；
27.图5是本发明轴向止推气足的右视的结构示意图；
28.图6是本发明转子端部支撑块的结构示意图；
29.图7是本发明固定套的结构示意图；
30.图8是本发明调节螺杆组件的结构示意图；
31.图9是本发明调节螺杆组件应用状态的局部剖视图；
32.图10是本发明图9的a部详图。
33.附图标记：
34.1、球窝环；11、避位孔；12、定位孔；2、调整环；3、防脱环；4、球头螺杆；41、球状部；42、螺纹杆；43、连接孔；5、调节螺母；6、锁母；7、固定座；8、轴向止推气足；81、出现孔；82、固锁凸台；83、安装孔；9、转子端部支撑块；91、铁环；92、导向柱；20、编码器；30、微型传感器；40、磁环；50、隔磁铝环；60、固定套。
具体实施方式
35.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
36.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
37.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。
39.如图1～图7所示，本发明为轴向止推防窜机构，包括固定座7、调节螺杆组件和转子端部支撑块9，固定座7用于轴向止推防窜机构的固定和止推，固定座7通过调节螺杆组件与轴向止推气足8连接固定，转子端部支撑块9与发动机转子连接固定；
40.轴向止推气足8上安装有编码器20，转子端部支撑块9安装有编码器20感应用磁环40，编码器20用于转子旋转状态下角度的显示和监测，轴向止推气足8内部中心位置上安装有微型传感器30，实时监测并验证转子旋转时的轴向窜动值；
41.轴向止推气足8外圈镶嵌有电磁铁，转子端部支撑块9外圈镶嵌有铁环91，轴向止推气足8供气且电磁铁供电后，轴向止推气足8与转子端部支撑块9接触后自动处于预载气浮状态，用于限制转子轴向防窜；电磁铁断电卸载后，轴向止推气足8与转子端部支撑块9分离。
42.调节螺杆组件，用于轴向止推防窜机构角度微调的前提下轴向止动。
43.优选地，磁环40设在固定套60内，固定套60嵌设在转子端部支撑块9内，固定套60为环形的槽状结构，固定套60的内圈设有隔磁铝环50且二者同轴设置，磁环40套设在隔磁铝环50内，形成双层隔磁结构，用于保证编码器20的精度。
44.优选地，转子端部支撑块9内设有导向柱92，固定套60的中间孔与导向柱92配合设置，方便快速的安装和固定，固定套60与隔磁铝环50的端面平齐设置且不高出转子端部支撑块9的端面，磁环40的端面不高出固定套60的端面设置，美观，方便快速对齐组装。
45.优选地，轴向止推气足8为空心结构，轴向止推气足8的内圈设有多个均布的固锁凸台82，用于编码器20的安装固定，编码器20设在轴向止推气足8的中间且二者同轴设置，编码器20为空心结构，微型传感器30设在编码器20内部且二者同轴设置，优选地，轴向止推气足8靠近调节螺杆组件的一侧设有出线孔，微型传感器30的信号线通过出线孔导出，这种空心同轴的圆形结构，使得整个结构紧凑，占用空间小，缩小了整个机构的空间，缩小各个零件的规格，降低成本，而且方便库存和组装。
46.优选地，轴向止推气足8靠近转子端部支撑块9的一侧周向均布有多个安装孔83，一个安装孔83放置一个电磁铁，间隙配合，多个电磁铁相对轴向止推气足8的轴线均布设置，铁环91通过转子端部支撑块9上的轴肩结构进行轴向固定，铁环91的端面与转子端部支撑块9的端面平齐，电磁铁和铁环91对应设置，结构简单，安装方便快捷。
47.如图8-图10所示，调节螺杆组件包括球头螺杆4，球头螺杆4的一端为球状部41，另一端为螺纹杆42，球状部41的直径大于螺纹杆42的直径，方便球状部41固定；
48.与球状部41配合设置的有球窝环1，球状部41的远离螺纹杆42的部分与球窝环1间隙配合，球窝环1通过轴向止推气足8与安装有工装的转子端部支撑块9贴合设置，轴向止推气足8是为精密运动台提供气浮轴承支撑、以保证运动台在平台(一般为大理石平台)上作无摩擦运动的关键部件，本技术中，实现了球窝环1相对转子端部支撑块9工装的无摩擦运动，还包括防脱环3，对球状部41限位，以使得球状部41与球窝环1不脱离；
49.螺纹杆42安装在固定座7上，固定座7固定不动，以使得角度微调的前提下轴向止动。
50.优选地，球窝环1与防脱环3之间设有调整环2，调整环2与球状部41不接触设置，调整环2包括多种不同厚度的规格，可对调节螺杆的轴向长度进行调整，弥补加工误差，提升组装的效率。
51.优选地，球窝环1靠近球状部41的一侧设有避位孔11，球状部41与避位孔11之前设有间隙，避免不支撑的部分过多接触，减少零件的加工精度，因为配合零件都是研磨处理的，加工成本高，减少加工面，即可减少加工成本。
52.优选地，轴向止推气足8的数量至少为一个，设置为一个时，相对球窝环1居中设置，球窝环1与轴向止推气足8对应的位置设有定位孔12，实现快速定位。
53.优选地，轴向止推气足8的数量多个，多个轴向止推气足8相对球窝环1的轴线均布
设置，保证受力均衡。
54.优选地，螺纹杆42远离球状部41的一端设有正多边的连接孔43，用于组装时放置扳手端部，快速定位配合，提升组装效率。
55.优选地，螺纹杆42上设有配合的调节螺母5，通过改变调节螺母5相对螺纹杆42的位置，实现球头螺杆4轴向长度调节，调节螺母5靠近固定座7的一端设有锁母6，以使得球头螺杆4锁死止动。
56.调节螺杆组件是应用过程：通过调整球窝环1、调整环2和防脱块，使球头螺杆4既可角度方向微动，也同时限制螺杆轴向窜动，再通过球杆螺母进行轴向距离调整，调整完毕锁紧球杆锁母6，实现转子9的止动测量，本角动轴向止推机构适用于转子9转动测量时在止推的基础上，可以微调角度，防止转子9转动时较劲，保证测量时轴向位置绝对固定，同时中心和工件中心重合，即使转子9定位端面有偏斜公差，止推方向依然不变。
57.轴向止推防窜机构应用的时候，适用于转子转动测量的轴向止推防窜，保证测量时轴向位置绝对固定，以免机件受损，影响发动机性能。轴向止推气足8通过调节螺杆组件固定在固定座7上，使之固定不动；转子端部支撑块9与发动机转子连接固定使之成为一体，将轴向止推气足8与转子端部支撑两轴向面贴合，电磁铁通磁后两面吸附固定，将轴向止推气足8轴向贴合面通气，使两面之间形成气膜，此时转子既可以转动又可以实现止推功能，消除转子脱离支撑轴风险，并通过微型传感器30和编码器20，同时实现轴向窜动值的监测和角度的测量和监测，实现转子的高精度测量，提供测量速度和效率。
58.整个机构使用的时候，需先将转子端部支撑块9与发动机转子连接固定使之成为一体后，安装转子至在测量平台上，然后将轴向止推气足8与转子端部支撑块9二者轴向面贴合，同时给轴向止推气足8通电和气，使两贴合面间形成气膜，实现转子即可转动又可轴向止动，转动转子可同时查看转子转动角度和轴向窜动数值，实现转子的轴向止动和测量；转子测量完毕，轴向止推气足8断电和断气，可直接将转子卸下，此外根据发动机转子端面接口不同，配备多组转子端部支撑块9，使之具备通用性。
59.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。