压气机转子装配装置及其装配方法与流程

1.本发明涉及一种压气机转子装配装置及其装配方法。


背景技术：

2.航空发动机的装配过程中，需要将高压压气机转子装配至风扇机匣上中央传动齿轮箱(igb)中。其中，中央传动齿轮箱中具有主动锥齿轮，高压压气机转子的前轴颈需要插入主动锥齿轮以完成装配。
3.其中，主动锥齿轮的内孔具有第一花键段以及第一过盈配合段，高压压气机转子的前轴颈具有第二花键段以及第二过盈配合段。在装配过程中，需要首先对主动锥齿轮的内孔进行加热，以使第一过盈配合段的内径大于第二过盈配合段的外径，随后将第一花键段与第二花键段对准，以将压气机转子的前轴颈插入至主动锥齿轮的内孔中，使第一花键段与第二花键段相啮合，以完成装配。
4.然而发明人发现，由于在装配过程中，主动锥齿轮的内孔以及压气机转子的前轴颈均不可见，往往要通过多次试错才能将第一花键段与第二花键段对准，而多次试错用时长，会导致主动锥齿轮的内孔冷却收缩，从而导致主动锥齿轮与高压压气机转子的前轴颈在尚未完成装配时即卡死，需要对主动锥齿轮的内孔进行反复加热，其耗时耗力，拖延发动机的整体装配进度。


技术实现要素：

5.本发明的一个目的在于提供一种压气机转子装配装置，能够提升发动机的整体装配效率。
6.本发明的另一个目的在于提供一种压气机转子装配方法，其能过实现对发动机的整体装配效率提升。
7.为实现前述一个目的的压气机转子装配装置，用于将压气机转子的前轴颈装配至主动锥齿轮的内孔中，包括：
8.支撑座，支撑于发动机机匣的端面；
9.限位件，具有卡合部，所述卡合部在装配时与主动锥齿轮卡接，以限制主动锥齿轮相对所述限位件的周向转动；以及
10.连接组件，固定连接所述限位件与所述支撑座。
11.在一个或多个实施方式中，所述连接组件包括转接件以及固定单元，所述转接件一端与所述支撑座固定连接，另一端伸入至发动机机匣中，所述限位件通过所述固定单元在所述另一端与所述转接件固定连接。
12.在一个或多个实施方式中，压气机转子装配装置还包括连接套筒以及测量件，所述连接套筒的一端具有连接部，所述转接件具有内孔，所述连接套筒另一端伸入所述内孔后，通过所述连接部与所述转接件固定连接；
13.所述测量件可活动地设置于所述连接套筒中，所述测量件的一端具有接触端面，
另一端具有测量部，当所述测量件的一端伸入至所述连接套筒中时，所述测量部能够与所述连接套筒的具有连接部一端的端面相抵；
14.其中，所述测量部到所述接触端面的长度配置为：在装配状态下所述前轴颈端面与所述连接部的距离。
15.在一个或多个实施方式中，所述连接套筒内侧具有第一导向部，所述测量件的外周侧具有第二导向部，所述第一导向部与所述第二导向部配合引导所述测量件在所述连接套筒中的活动方向。
16.在一个或多个实施方式中，所述转接件与所述支撑座之间焊接连接，所述转接件中设置有螺纹孔，所述连接部通过紧固件与所述转接件固定连接。
17.在一个或多个实施方式中，压气机转子前轴颈具有螺纹部，所述连接套筒具有与所述螺纹部配合的内螺纹。
18.在一个或多个实施方式中，主动锥齿轮具有防转槽，所述限位件为卡爪，所述卡合部为所述卡爪的爪部，所述防转槽允许所述爪部卡入，以使所述限位件与主动锥齿轮卡接。
19.为实现前述另一目的的压气机转子装配方法，用于将压气机转子的前轴颈装配至主动锥齿轮的内孔中，压气机转子的前轴颈具有至少一处第一段以及至少一处第二段，主动锥齿轮的内孔具有至少一处第三段以及至少一处第四段，在装配状态下，所述第一段与所述第三段过盈配合连接，所述第二段的外周与所述第四段内周相互啮合；所述装配方法包括：
20.提供限位件限制主动锥齿轮在机匣内的转动；
21.加热主动锥齿轮内孔，以使所述第一段的内径受热膨胀至大于所述第三段的外径；
22.沿主动锥齿轮的轴向插入压气机转子的前轴颈；
23.判断所述第二段是否能够插入至所述第四段，若是，继续沿所述轴向插入所述前轴颈；若否，沿周向转动前轴颈，直至所述第二段能够插入至所述第四段中。
24.在一个或多个实施方式中，压气机转子装配方法还包括如下步骤：
25.在机匣端面安装支撑座；
26.当所述第二段插入至所述第一段中后，提供连接套筒旋紧至前轴颈外周侧；
27.将所述连接套筒与所述支撑座固定连接。
28.在一个或多个实施方式中，压气机转子装配方法还包括如下步骤：
29.提供测量件，所述测量件可活动地设置于所述连接套筒中，所述测量件的一端具有接触端面，另一端具有测量部，当所述测量件的一端伸入至所述连接套筒中时，所述测量部能够与所述连接套筒的具有连接部一端的端面相抵；其中，所述测量部到所述接触端面的长度配置为：在装配状态下所述前轴颈端面与所述连接部的距离；
30.在装配前，计算压气机转子装配状态下所述测量部与所述连接部之间的理论间隙t；
31.在装配后，测量实际装配状态下所述测量部与所述连接部之间的间隙tc；
32.比较理论间隙t与间隙tc之间的大小，判断前轴颈与主动锥齿轮之间是否装配到位。
33.本发明的进步效果包括以下之一或组合：
34.通过在装配时对主动锥齿轮进行限位防转，减少了装配过程中的试错次数，提升了装配效率。
35.通过集成了测量件，能够实现对转子的装配是否到位进行测量，提升了装配质量。
附图说明
36.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：
37.图1示出了压气机转子装配装置一个实施方式下的示意图；
38.图2为图1中的a部局部放大示意图。
39.图3示出了前轴颈与主动锥齿轮内孔装配状态下的示意图。
具体实施方式
40.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，并非是对本技术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。
41.需要注意的是，在使用到的情况下，如下描述中的上、下、左、右、前、后、顶、底、正、反、顺时针和逆时针仅仅是出于方便的目的所使用的，而并不暗示任何具体的固定方向。事实上，它们被用于反映对象的各个部分之间的相对位置和/或方向。
42.需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。此外，不同实施方式下的变换方式可以进行适当组合。
43.为解决现有技术中存在的一个或多个问题，本发明的一个方面提供了一种压气机转子装配装置，如图1示出了压气机转子装配装置一个实施方式下的示意图，图2为图1中的a部局部放大示意图。
44.请参见图1压气机转子装配装置用于将压气机转子9的前轴颈91装配至中央传动齿轮箱8的主动锥齿轮81的内孔中。
45.如图3示出了前轴颈91与主动锥齿轮81内孔装配状态下的示意图，其中，压气机转子的前轴颈91具有第一段911以及第二段912，主动锥齿轮的内孔具有第三段811以及第四段812。在如图中所示的装配状态下，第一段911与第三段811过盈配合连接，第二段912的外周与第四段812内周相互啮合。其中，可以理解的是，对于不同的发动机型号，第一段911和/或第二段912、第三段811和/或第四段812的数量可以有许多合适的变化，如图中所示的实施方式中，过盈配合的第一段911与第三段811共有三处，而相互啮合的第二段912与第四段
812为一处。在其他一些与图示不同的实施方式中，如第一段911的数量可以是2处或多处，与之对应地，第三段811的数量是与第一段911相同的2或多处。如第三段811的数量可以是2处或多处，与之对应地，第四段812的数量是与第三段811相同的2处或多处。此外，对于不同的发动机型号，第一段911与第二段912、第三段811与第四段812之间的相对位置关系也可以有许多合适的变化，如在如图3所示的实施方式中，第二段912是位于两处第一段911之间，与之对应地，第四段812是位于两处第三段811之间。在一个些与图3所示不同的实施方式中，第一段911相对于第二段912可以是更靠近前轴颈91的端部，与之对应地，装配状态下的第三段811相对于第四段812更靠近前轴颈91的端部。如在另一实施方式中，第一段911相对于第二段912更远离前轴颈91的端部，与之对应地，装配状态下的第三段811相对于第四段812更远离前轴颈91的端部。
46.在一个实施方式中，第二段912的外周与第四段812内周通过花键结构配合连接，在其他一些实施方式中，第二段912的外周与第四段812内周也可以通过其他合适的传动配合结构进行配合连接，如第二段912的外周可以具有凸部，第四段812的内周可以具有与该凸部相共形的槽部。
47.压气机转子装配装置包括：支撑座1、限位件2以及连接组件3。其中，支撑座1支撑于发动机机匣7的端面。限位件2具有卡合部21，卡合部21在装配时与主动锥齿轮81卡接，从而限制主动锥齿轮81相对限位件2的周向转动，即通过限位件2将主动锥齿轮81卡死，防止主动锥齿轮81沿其轴线进行转动。连接组件3固定连接限位件2以及支撑座1，从而限位件2由连接组件3限制相对支撑座1的运动。即在装配状态下，由于支撑座1固定支撑于发动机机匣7，连接组件3限制了限位件2相对支撑座的运动，限位件2限制了主动锥齿轮81沿其轴线进行转动，即通过本装配装置，能够限制主动锥齿轮81相对发动机机匣7转动。
48.本发明的另一方面还提供了一种压气机转子装配方法，其包括如下步骤：
49.a.提供限位件限制主动锥齿轮81在机匣内的转动，具体地，如图1所示，通过限位件2限制主动锥齿轮81在发动机机匣7内的转动。
50.b.加热主动锥齿轮内孔，以使第一段911的内径受热膨胀至大于第三段811的外径，从而能够允许压气机转子9的前轴颈91插入到主动锥齿轮81的内孔中。
51.c.随后，沿主动锥齿轮的轴向插入压气机转子的前轴颈。
52.d.在插入过程中，判断第二段912是否能够插入至第四段812，若是可以插入至第四段812中，则继续沿所述轴向插入前轴颈91至主动锥齿轮81中以完成装配。若无法插入，则沿周向转动前轴颈，直至第二段912能够插入至第四段812中，以完成装配。
53.传统装配时，因装配环境无法目视，若第二段912无法插入至第四段812中时，需要沿周向转动前轴颈，此时由于第一段911与第三段811之间过盈配合连接，在插入过程中虽然第三段811受热膨胀，但由于装配周期长，或是加热时间不充分的情形下，第一段911与第三段811在装配过程中已有接触，此时转动前轴颈将会带动主动锥齿轮一同转动，而导致第二段912与第四段812无法对准。本装配方法在装配时，通过将主动锥齿轮81进行周向限位，防止其沿轴线进行转动，从而当第二段912与第四段812未对准、需要对前轴颈进行转动时，不会因前轴颈带动主动锥齿轮一同转动，从而使得第二段912与第四段812更加容易对准，提升了在目视不可及的环境下，前轴颈与中央齿轮箱的装配效率。
54.虽然本压气机转子装配装置的一个实施例如上所述，但是在本压气机转子装配装
置的其他实施例中，压气机转子装配装置相对于上述实施例在许多方面都可以具有更多的细节，并且这些细节的至少一部分可以具有多样的变化。下面以一些实施例对这细节和些变化中的至少一部分进行说明。
55.请继续参见图1，在压气机转子装配装置的一个实施方式中，连接组件3包括转接件31以及固定单元32，转接件31的一端是如图所示与支撑座1固定连接，另一端伸入至发动机机匣7中，限位件2是通过固定单元32在转接件31伸入至发动机机匣7中的另一端处与转接件31固定连接。具体地，在一个实施方式中，转接件31的一端与支撑座1之间通过焊接固定连接。在一个实施方式中，固定单元32为螺钉。
56.在压气机转子装配装置的一个实施方式中，压气机转子装配装置还包括连接套筒4以及测量件5。其中，连接套筒4的一端具有连接部41，转接件31具有内孔30，连接套筒4具有连接部41一端的另一端如图所示伸入内孔30后，通过连接部41与转接件固定连接。
57.测量件5可活动地设置于连接套筒4中，测量件5的一端具有接触端面51，另一端具有测量部52，当测量件5如图中所示，一端伸入至连接套筒中时，测量部52能够与连接套筒4具有连接部41的一端相抵。
58.其中，测量部52到接触端面51的长度配置为：在如图1所示的装配状态下，前轴颈端面到连接部41的距离。
59.进一步地，在一个实施方式中，压气机转子前轴颈具有螺纹部，连接套筒4具有与螺纹部配合的内螺纹。
60.如前所述的压气机转子装配方法还包括：
61.在机匣7端面安装支撑座1；
62.当第二段912插入至第一段911中后，提供连接套筒4旋紧至前轴颈外周侧；
63.将连接套筒4与支撑座1固定连接。
64.从而完成连接套筒4的装配，以提供测量件5的测量通道。
65.进一步地，压气机转子装配方法还包括：
66.提供测量件，测量件可活动地设置于所述连接套筒中；
67.在装配前，计算压气机转子装配状态下测量部52与连接部41之间的理论间隙t。
68.在装配后，测量实际装配状态下测量部52与连接部41之间的间隙tc，如图2所示，可以理解的是，这里所指的装配后是指装配完毕，中央齿轮箱已冷却的状态。
69.比较理论间隙t与间隙tc之间的大小，判断前轴颈与主动锥齿轮之间是否装配到位，如在一个实施方式时，当理论间隙t与间隙tc之间的差值小于第一规定值，则判断前轴颈与主动锥齿轮之间装配到位。若理论间隙t与间隙tc之间的差值大于第一规定值，则前轴颈与主动锥齿轮之间未装配到位，需要使用三支点工艺螺母将转子拉装到位。在一个实施方式中，第一规定值为0.05mm。在其他一些实施方式中，第一规定值的大小视发动机型号确定。
70.通过设置测量件5，能够使得在装配时对于前轴颈与主动锥齿轮之间是否装配到位能够进行准确判断，提升了装配质量。
71.在压气机转子装配装置的一个实施方式中，连接套筒4内侧具有第一导向部，测量件5的外周侧具有第二导向部，第一导向部与第二导向部配合引导测量件5在连接套筒4中的活动方向。如在一个实施方式中，第一导向部与第二导向部为能够相互啮合的花键结构。
在其他一些实施方式中，第一导向部、第二导向部可以是其他合适的可相互配合的外形，如共形设置的凸部与槽部结构。
72.在压气机转子装配装置的一个实施方式中，转接件3中设置有螺纹孔，连接部41与转接件3通过紧固件连接。
73.在压气机转子装配装置的一个实施方式中，主动锥齿轮81具有防转槽，限位件2为卡爪，卡合部21为卡爪的爪部，防转槽允许爪部卡入，以使所述限位件与主动锥齿轮81卡接。在一些其他实施方式中，限位件2也可以通过其他合适的方式对主动锥齿轮81进行卡接防转，如在一个实施方式中，限位件通过与主动锥齿轮81外侧的主动锥齿向卡合限位。
74.本发明的进步效果包括以下之一或组合：
75.通过在装配时对主动锥齿轮进行限位防转，减少了装配过程中的试错次数，提升了装配效率。
76.通过集成了测量件，能够实现对转子的装配是否到位进行测量，提升了装配质量。
77.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。