航空发动机转子盘分解工具的制作方法

1.本实用新型涉及一种航空发动机转子盘分解工具。


背景技术：

2.如图1所示，航空发动机压气机转子由多级转子盘1’构成，各级转子盘1’盘心孔直径大小不一，各级转子盘1’的厚度也有较大差异。在航空发动机转子装配的过程中，为保证各级转子盘1’的同心安装，相邻两级转子盘1’通过过盈止口配合。并且相邻两级转子盘1’之间通过短螺栓连接。航空发动机工作后受热应力影响，相邻转子盘1’之间的止口连接紧度加大，通常需要借用专用分解工装克服过盈止口处的摩擦力才能实现航空发动机转子盘1’的分解。如图2所示，现有的分解装置如专利申请号cn201811014980.5《一种发动机风扇转子一级轮盘分解装置》所示。现有的发动机风扇转子一级轮盘分解装置2’以待分解转子盘1’的盘心腹板为施力点，通过螺杆或者压力缸带动多个拔爪将待分解转子盘1’从相邻盘的连接止口内拉出。由于航空发动机转子盘1’级数较多，各级转子盘1’的内孔直径和厚度均有差异，现有的拔爪式分解装置很难同时满足不同级转子盘1’的分解。针对不同孔径的转子盘1’分解需求，往往要制造多种规格的分解装置。多种规格的分解装置形状相似但规格不一，容易造成不同规格的分解装置误用，导致转子盘1’无法分解。因不具备通用性，常规的拔爪结构分解装置制造成本与管理成本较高，且操作不便。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中用于分解航空发动机转子盘的工具不具备通用性且操作复杂的缺陷，提供一种航空发动机转子盘分解工具。
4.本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
5.一种航空发动机转子盘分解工具，其特征在于，其包括：
6.前分解板，所述前分解板具有第一面，所述第一面用于与前级转子盘相接触；
7.定心机构，所述定心机构设置在所述前分解板上，所述定心机构包括转盘、两个定心部、导向件和驱动装置，所述转盘安装在所述第一面上，并能绕自身轴线旋转，所述转盘上有两条轨道，两条所述轨道关于所述转盘的中心轴旋转对称，旋转角为180
°
，所述轨道上的位置到所述转盘的中心轴的距离逐渐变化，两个所述定心部设置在所述第一面上，并关于所述转盘的中心轴对称，所述定心部与所述轨道形成第一移动副，与所述导向件形成与所述第一移动副的方向不同的第二移动副，且所述第二移动副的自由度方向与两个所述定心部的连线方向一致，所述驱动装置与所述转盘连接，并用于驱动所述转盘转动；
8.后分解板，所述后分解板平行于所述前分解板设置，并位于所述前分解板的上方，并与前级转子盘相接触；
9.加力机构，所述加力机构连接所述前分解板和所述后分解板，所述加力机构与所述前分解板的连接处为第一连接处，所述第一连接处与所述转盘的中心重合，所述加力机构能够在所述第一连接处驱动所述后分解板相对所述前分解板远离。
10.在本方案中，定心机构用于前级转子盘的定心，两个定心部用于抵靠前级转子盘的盘心孔壁；定心部与导向件形成移动副，通过设置移动副自由度方向与两个定心部连线方向一致，定心机构用于不同的转子盘分解时，两个定心部的相对距离发生变化，前级转子盘的盘心始终与两个定心部连线的中心，即转盘的中心重合，保证定心机构定心的可靠。驱动装置驱动转盘转动时，两条轨道跟随转盘转动，因轨道上的位置到转盘中心轴的距离是逐渐变化的，且在顺时针方向是单调递增或递减的，两个定心部沿定心部连线方向，即转子盘径向平稳地同步伸缩，实现两个定心部间距离调节和对前级转子盘的定心，可用于不同孔径的转子盘的定位和分解，从而实现航空发动机转子盘分解工具的通用性。通过将两个定心部设置在关于转盘中心轴对称的位置，实现转子盘中心轴与转盘中心轴重合；并通过将加力机构与前级转子盘的连接处设置在转盘中心处，实现将转子盘的中心显性化到第一连接处；在转子盘分解过程中，转子盘的中心轴与第一连接处重合，保证加力机构施加的载荷在转子盘中心轴方向，使得分解过程中转子盘受力均匀，待分解的转子盘不会被拉偏而导致无法分解。前分解板抵靠前级转子盘，后分解板抵靠后级转子盘，前分解板和后分解板通过加力机构连接，定心机构安装在前分解板上，航空发动机转子盘分解工具结构接单，便于快速拆装；在分解过程中，加力机构将垂直于前分解板与后分解板的载荷传递给前级转子盘和后级转子盘，通过前级转子盘和后级转子盘两个相邻转子盘的相邻端面实现转子盘的分解，分解转子盘操作方便，分解稳定可靠。
11.较佳地，所述前分解板和所述后分解板沿宽度方向的尺寸小于所述转子盘盘心的直径。
12.在本方案中，航空发动机转子盘分解工具包括前分解板、后分解板、加力机构和定心机构，且前分解板和后分解板可以穿过转子盘，定心机构安装在前分解板上也可以跟随前分解板穿过转子盘，便于航空发动机转子盘分解工具的快速安装和拆卸。
13.较佳地，所述加力机构包括固定杆和活动杆，所述活动杆能够相对所述固定杆运动，所述活动杆与所述前分解板连接，所述固定杆与所述后分解板连接。
14.在本方案中，设置能够相对运动的固定杆和活动杆，在分解过程中，固定杆与后分解板连接，活动杆与前分解板连接，结构简单，便于快速拆装和转子盘分解；活动杆位于第一连接处，分解过程中，前级转子盘的中心轴显性化到活动杆的轴线上；在转子盘分解过程中，转子盘的中心轴与活动杆中心轴重合，保证加力机构施加的载荷在转子盘中心轴方向，使得分解过程中转子盘受力均匀，待分解的转子盘不会被拉偏而导致无法分解。
15.较佳地，所述前分解板与所述活动杆通过凹凸结构连接。
16.在本方案中，通过在前分解板上设置凹凸结构，便于航空发动机转子盘分解工具的快速安装，确保前分解板与加力机构连接的可靠；且通过凹凸结构配合部分配合尺寸的设置，可以保证转盘的中心轴与加力机构活动杆的轴线重合。
17.较佳地，所述后分解板的中部位置开设有通孔，所述通孔上开设有内螺纹，所述固定杆上开设有外螺纹，所述固定杆穿过所述通孔并通过螺纹与所述通孔连接。
18.在本方案中，在后分解板的中部开设通孔，便于加力机构通过通孔穿过后分解板与前分解板连接；在拆分转子盘时，加力机构与后分解板通过螺纹连接并固定在后分解板上。
19.较佳地，所述加力机构包括压力杆。
20.在本方案中，选用压力杆作为加力机构，通过向压力杆通入液体或气体，实现压力杆的驱动作用，压力杆具有载荷输出大、输出平稳的优点，无需操作人员手动施加载荷，提高了航空发动机转子盘分解工具的易用性，降低了操作人员的劳动强度。
21.较佳地，所述导向件上具有导向面，所述导向面与所述第一面垂直并与两个所述定心部的连线平行。
22.在本方案中，通过导向面，以保证定心部可沿两个定心部连线方向移动，并限制定心部的横向移动。
23.较佳地，所述导向件上具有限位面，所述限位面与所述第一面平行，所述限位面用于所述定心部在所述前分解板上的定位。
24.在本方案中，限位面用于把定心部约束在前分解板和限位面之间，保证定心部不从前分解板上脱落。
25.较佳地，所述导向件在垂直于两个所述定心部的连线方向上设有间隙，所述定心部通过连接件安装在所述轨道上，所述连接件的尺寸小于所述间隙的尺寸。
26.在本方案中，通过在导向件上开设间隙，以保证在定心部移动的过程中，导向件不会与弹簧产生干涉。
27.较佳地，所述定心部用于与所述前级转子盘接触的部分形状为半圆柱形。
28.在本方案中，定心部外侧设置成半圆柱形，弧形的定心部便于与转子盘盘心孔壁接触；外侧为半圆柱形的定心部抵靠不同转子盘的时候，均是两个定心部半圆柱的圆心连线上的位置与转子盘接触，保证不同转子盘的盘心均能与定心部连线的中心重合，即与转盘的中心重合，保证定心机构定心的可靠。
29.较佳地，所述驱动装置包括定位块、螺杆、驱动块和连杆，所述定位块固定在所述前分解板上，所述螺杆与所述定位块通过螺纹连接，所述螺杆安装在所述驱动块上，所述连杆的一端铰接在所述驱动块上，所述连杆的另一端铰接在所述转盘上。
30.在本方案中，通过定位块将螺杆安装在前分解板上，螺杆转动，带动驱动块和连杆运动，进而带动转盘转动，从而带动定心部移动，以实现两个定心部距离的调节；采用螺纹驱动，螺纹驱动具有自锁功能，驱动块和定心部在行程内任意位置都可锁定，稳定可靠；旋转运动和直线运动的转换，传动形式灵活，便于结构布置安装。
31.较佳地，所述前分解板上还具有第二面，所述第二面与所述第一面相邻，所述定位块固定在所述第二面上。
32.在本方案中，通过定位块将驱动装置固定在前分解板的侧面上，操作空间宽敞可视，便于操作。
33.较佳地，所述驱动块通过导向结构安装在所述前分解板上并与所述前分解板形成第三移动副，所述第三移动副的自由度方向与所述螺杆的轴线方向一致。
34.在本方案中，驱动块与前分解板形成移动副，转动螺杆时，驱动块可跟随螺杆一起移动。
35.较佳地，所述驱动块上开设有卡槽，所述驱动块通过所述卡槽安装在所述前分解板上并能沿所述前分解板滑动。
36.在本方案中，驱动块安装在前分解板上并沿前分解板滑动，前分解板兼具驱动块的限位和导向功能，并使得结构紧凑。
37.较佳地，所述前分解板上开设有防脱槽，所述防脱槽延伸方向与所述螺杆的轴线方向一致，所述驱动块上安装有防脱装置，所述防脱装置固定在所述驱动块上并安装在所述防脱槽内。
38.在本方案中，通过防脱装置，防止驱动块从前分解板上脱离，保证驱动块只能沿分解板的侧面平动。
39.较佳地，所述驱动装置还包括挡块，所述驱动块上开设有定位孔，所述螺杆通过所述定位孔和所述挡块安装在所述驱动块上。
40.在本方案中，驱动块上的定位孔用于与螺杆配合，挡块用于将螺杆约束在驱动块上，转动螺杆时，可推动或拉动驱动块跟随螺杆一起移动。
41.本实用新型的积极进步效果在于：
42.本实用新型的航空发动机转子盘分解工具，定心机构中与转子盘接触的两个定心部距离可调，适用于不同孔径的转子盘，实现航空发动机转子盘分解工具的通用性；航空发动机转子盘分解工具包括前分解板、后分解板、加力机构、定心部，且前分解板和后分解板可以穿过转子盘，结构简单，便于航空发动机转子盘分解工具的快速安装和拆卸，且制造成本低；通过定心机构使得转子盘的中心与转盘的中心重合并显性化到加力机构活动杆的轴线上，保证加力机构施加的载荷在转子盘轴线方向，使得分解过程中转子盘受力均匀，待分解的转子盘不会被拉偏而导致无法分解。
附图说明
43.图1为航空发动机多级转子盘的结构示意图。
44.图2为现有的发动机风扇转子一级轮盘分解装置的结构示意图。
45.图3为本实用新型的航空发动机转子盘分解工具分解转子盘的示意图。
46.图4为本实用新型的航空发动机转子盘分解工具的零件分解示意图。
47.图5为本实用新型的航空发动机转子盘分解工具的前分解板和定心机构的第一视角的结构示意图。
48.图6为本实用新型的航空发动机转子盘分解工具的前分解板和定心机构的第二视角的结构示意图。
49.图7为本实用新型的航空发动机转子盘分解工具的前分解板和定心机构的剖面示意图。
50.图8为本实用新型的航空发动机转子盘分解工具的前分解板和定心机构的第三视角的结构示意图。
51.图9为本实用新型的航空发动机转子盘分解工具的前分解板和定心机构的第三视角的运动示意图。
52.附图标记说明：
53.现有技术：
54.转子盘1’55.发动机风扇转子一级轮盘分解装置2’56.本实用新型：
57.航空发动机转子盘分解工具1000，
58.前级转子盘1，后级转子盘2，
59.加力机构30，固定杆31，活动杆32，活动杆凸台33，压力杆34，第一连接处35，
60.后分解板40，后分解板通孔41，
61.前分解板50，第一面51，第二面52，中心孔53，凹槽54，防脱槽55，
62.定心机构100，
63.第一移动副101，第二移动副102，第三移动副103，
64.定心部110，定心部凸台111，z形板120，导向面121，限位面122，间隙123，第一螺栓131，
65.转盘210，轨道211，转盘凸台212，
66.固定轴231，第一挡环232，定高块233，
67.驱动装置300，螺杆310，定位块320，连杆330，驱动块340，驱动块凸台341，卡槽342，定位孔343，第二挡环351，第二螺栓352，防脱螺栓353
具体实施方式
68.下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。
69.如图3-9所示，本实用新型提供一种航空发动机转子盘分解工具1000，包括加力机构30、后分解板40、前分解板50和定心机构100。
70.如图3所示，前分解板50上具有第一面51，前分解板50上的第一面51与前级转子盘1接触并抵靠在前级转子盘1上。后分解板40平行于前分解板50设置，后分解板40与后级转子盘2接触并抵靠在后级转子盘2上。前分解板50和后分解板40在宽度方向的尺寸小于前级转子盘1和后级转子盘2盘心的直径，前分解板50和后分解板40倾斜可以穿过前级转子盘1和后级转子盘2盘心处的孔洞。定心机构100设置在前分解板50上，可以跟随前分解板50倾斜后快速放置到前级转子盘1盘心孔洞处，用于快速确定前级转子盘1的中心并将前级转子盘1的中心显性化。
71.如图3-4所示，后分解板40的中部开设有后分解板通孔41。加力机构30穿过后分解板通孔41后与前级转子盘1相连，并在后分解板通孔41处与后分解板40相连。加力机构30包括固定杆31和活动杆32，活动杆32可以相对固定杆31运动。活动杆32的端部有活动杆凸台33，前分解板50上有凹槽54，凹槽54处即对应第一连接处35，凹槽54用于快速定位加力机构30，并且活动杆32与前分解板50通过活动杆凸台33和凹槽54相连。后分解板通孔41和固定杆31上开设有相配合的螺纹，加力机构30和后分解板40通过固定杆31与后分解板通孔41的螺纹连接。
72.如图5-9所示，定心机构100包括两个定心部110，转盘210，弹簧220和驱动装置300。
73.如图6-7所示，转盘210放置在定高块233上，前分解板50上开设有中心孔53，转盘210通过固定轴231和定高块233与中心孔53配合，将转盘210安装在前分解板50上，使得转盘210只能绕自身轴线转动。
74.如图6-8所示，一个定心部110用第一螺栓131和两个对称布置的z形板120安装在前分解板50的第一面51上，z形板120为定心部110的导向件，z形板120与定心部110形成第
二移动副102。如图6所示，z形板120上有一面为导向面121，导向面121用于定心部110的导向，导向面121与第一面51垂直并与两个定心部110的连线平行，使得定心部110只能沿两个定心部110的连线方向移动，还能防止定心部110横向的窜动。同时z形板120上有一面为限位面122，限位面122与第一面51平行，定心部110位于限位面122和第一面51之间，限位面122用于防止定心部110从前分解板50上掉落。两个定心部110的连线方向与前分解板50的长度方向一致，便于定心机构100跟随前分解板50一同穿过前级转子盘1和后级转子盘2的盘心。定心部110通过定心部凸台111安装在转盘210的轨道211上，并用第一挡环232固定，防止定心部110脱离轨道211。用于安装一个定心部110的两个z形板120之间有间隙123，间隙123的尺寸大于定心部凸台111的尺寸，防止z形板120与铰接件，即定心部凸台111发生干涉。定心部110的侧面形状为半圆柱形，保证与定心部110接触的前级转子盘1的盘心与转盘210的中心重合，以保证定心机构100定心的可靠。
75.转盘210上有两条轨道211，两条轨道211关于转盘210中心轴旋转对称，且旋转角为180
°
；两个定心部110关于转盘210的中心轴对称布置。如图8-9，驱动装置300驱动转盘210转动时，两条轨道211跟随转盘转动，两个定心部110和两条轨道211发生相对移动，两个定心部110沿两个定心部110连线方向相互靠近或远离。
76.驱动装置300安装在前分解板50的第二面52上，第二面52与第一面51相邻，操作空间宽敞可视，便于操作。驱动装置300包括螺杆310，定位块320，连杆330和驱动块340，定位块320通过第二螺栓352固定在前分解板50的第二面52上。驱动块340上开设卡槽342，驱动块340通过卡槽342安装在前分解板50的边缘，并能沿前分解板50的边缘滑动，前分解板50兼任驱动块340的限位和导向结构，使得结构紧凑；前分解板上开设有防脱槽55，防脱螺栓353穿过驱动块340后抵靠在防脱槽55内，放置驱动块340从前分解板50侧面脱落，实现驱动块340仅能沿前分解板50的侧面平动。螺杆310通过螺纹与定位块320配合，螺杆310穿过驱动块340，并通过第二挡环351安装在驱动块340上。连杆330的一端通过驱动块340上的驱动块凸台341和第一挡环232铰接在驱动块340上，连杆330的另一端通过转盘凸台212和第一挡环232铰接在转盘210上。
77.转动螺杆310，螺杆310沿自身轴线方向移动，带动驱动块340沿前分解板50边缘滑动，使得连杆330带动转盘210及轨道211转动，进而带动两个定心部110沿两个定心部110连线方向相互靠近或远离，实现两个定心部110间距离的调节。
78.通过两个定心部110与前级转子盘1的盘心接触确定前级转子盘1的中心为两个定心部110的对称中心，即为转盘210的中心，转盘210的中心轴与凹槽54和中心孔53的中心轴重合，且凹槽54与加力机构30的活动杆32相连，从而实现将前级转子盘1的中心快速定位到转盘210的中心，并显性化到活动杆32的轴线上。加力机构30能够向前分解板50和后分解板40之间施加垂直于后分解板40的载荷，且前级转子盘1的盘心轴线与加力机构30的活动杆32的轴线重合，在分解过程中前级转子盘1和后级转子盘2受力均匀，后级转子盘2不会被拉偏而导致无法分解。
79.如图3所示，在本实施例中，加力机构30包括压力杆34，通过向压力杆34末端的入口处通入气体或液体，实现驱动前分解板50和后分解板40相对远离的目的。通过选用压力杆作为加力机构，压力杆具有载荷输出平稳的优点，无需操作人员手动施加载荷，提高了航空发动机转子盘分解工具的易用性，降低了操作人员的劳动强度。且固定杆31和后分解板
40上的后分解板通孔41通过螺纹连接，固定杆31和后分解板40二者的相对位置保持不变。前分解板50抵靠于前级转子盘1，后分解板40抵靠于后级转子盘2。压力杆34的载荷通过活动杆32传递给前分解板50，通过固定杆31传递给后分解板40，再通过前分解板50和后分解板40分别传递给前级转子盘1和后级转子盘2，实现前级转子盘1和后级转子盘2的分解拆卸。
80.在本实施例中，加力机构30采用压力杆34的方式进行驱动，而在其他实施例中，加力机构30也可以采用气动杆等现有技术中存在的其他方案进行驱动，气动杆无需液体作为载荷传递介质，具有干净、易操作的特点。当然，加力机构30也可以采用螺旋机构进行驱动，固定杆31和活动杆32之间通过螺纹连接，通过相对固定杆31转动活动杆32，螺旋机构具有结构简单，可靠性高，无需额外动力源等优点。
81.如图3-9所示，本实施例中提供的分解工具，可按照以下步骤完成前级转子盘1和后级转子盘2的分解：
82.s1、如图5-9所示，完成航空发动机转子盘分解工具1000的装配；
83.s2、如图3所示，将带有定心机构100的前分解板50倾斜放置，穿过后级转子盘2的盘心孔后，水平放置到前级转子盘1的盘心端面上，并保证前分解板50的第一面51与前级转子盘1接触；
84.s3、转动螺杆310，推动驱动块340沿前级转子盘1径向向外运动，通过连杆330带动转盘210转动，轨道旋转带动两个定心部110相互远离，定心部110的圆柱形头部与前级转子盘1的盘心孔内壁同时接触并抵紧；
85.s4、将后分解板40倾斜后，放置到前级转子盘1和后级转子盘2的空腔内；
86.s5、将加力机构30安装到后分解板40上的后分解板通孔41的螺纹连接孔内；
87.s6、调整带后分解板40的加力机构30的位置，使得加力机构30的活动杆凸台33位于前分解板50的凹槽54内；
88.s7、对加力机构30的压力杆34加载，驱动后分解板40抵紧后级转子盘2的后端面；
89.s8、继续对压力杆34加载，直至后级转子盘2被顶出。
90.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。