一种小型涡喷发动机压气机与进气道的同轴度调整工装的制作方法

1.本实用新型涉及航空发动机技术领域，特别涉及一种小型涡喷发动机压气机与进气道的同轴度调整工装。


背景技术：

2.在小型涡喷发动机中，进气道与叶轮的间隙大小是影响发动机性能的重要参数。进气道与叶轮的间隙影响发动机的效率，而间隙又受同心度制约。离心式压气机的叶轮大致呈锥形，安装在进气道末端的喇叭形空腔内。进气道与叶轮的间隙大小的选择通常需要考虑以下两个影响因素：
3.1、压气机工作时离心叶轮高速旋转，而进气道却静止不动。此时离心叶轮的叶片尖端与进气道表面的相对速度可以达到500m/s以上。此时一旦零件发生碰擦，就会损坏叶轮、甚至发生叶轮爆破的严重安全事故。因此希望叶轮与进气道的间隙尽量大一些以确保安全。
4.2、与此同时，为了减少压气机工作时的叶轮叶片的叶尖漏气损失，离心叶轮的叶片距离进气道表面的距离需要尽可能地小。在小型涡喷发动机中通常要控制在0.35mm左右。
5.进气道与叶轮间隙的上述两个性能要求是相互矛盾的。为了安全，需要间隙尽可能大。为了空气压缩效率高，需要间隙尽可能小。
6.所以为了同时满足这两个矛盾的性能要求，则需要做到：
7.1)在加工与装配精度的允许范围内尽可能保证进气道与叶轮的同心度，从而确保间隙的均匀。
8.2)根据进气道与叶轮的同心度精度，确定进气道与叶轮的最小安全间隙。
9.显然，通常的加工方法很容易将进气道和叶轮的圆度公差控制在0.02mm以内，但同心度公差却比较难控制。因为叶轮与进气道并没有直接的装配关系，而是通过一个很长的装配链来保证的。这个装配链的首末零件之间的公差取决于所有配合公差的随机取值之和。在某小型涡喷发动机中，通常是使用塞尺对进气道与叶轮之间的间隙进行测量后，根据间隙的大小进行手动调节，但调整量不可控，要经过反复调整才能将间隙调整均匀，间隙调整均匀了也就间接的保证了进气道与叶轮之间的同轴度，整个调整过程对装配时间和装配进度影响较大。
10.由于小型涡喷发动机是航空发动机，需要质量轻、结构简单、故障率低和可靠性强。然而，现有进气道与叶轮的同轴度调整方式是在发动机上增加可调节该两者同轴度的结构装置，局限了发动机的质量，使发动机结构复杂化，降低了发动机在极端的条件、环境下的运行稳定性。


技术实现要素：

11.有鉴于此，本实用新型提供了一种小型涡喷发动机压气机与进气道的同轴度调整
工装，在不改变发动机结构的基础上，采用可拆装的方式也可实现压气机叶轮与进气道的同轴度调整，即在需要调整同轴度时装上同轴度调整工装，在同轴度调整到位后拆下同轴度调整工装，从而避免对发动机的质量、结构和运行稳定性带来影响。
12.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
13.一种小型涡喷发动机压气机与进气道的同轴度调整工装，包括：支撑环和多个调节机构；
14.所述支撑环用于可拆卸套装于发动机的进气道的外侧；
15.多个所述调节机构沿周向均匀设置于所述支撑环，且均用于沿径向带动所述进气道产生位移。
16.优选地，所述支撑环用于可拆卸装配连接于所述发动机的扩压器的端面，且套装在所述进气道端部的外周侧。
17.优选地，所述支撑环设有用于同所述扩压器的端面配合的可拆卸装配连接结构；
18.所述可拆卸装配连接结构包括：
19.沿轴向贯穿设置于所述支撑环的装配孔，所述装配孔的数量为多个，且沿所述支撑环的周向均匀分布。
20.优选地，所述调节机构包括：
21.沿径向贯穿设置于所述支撑环的压杆调节机构。
22.优选地，所述支撑环沿径向开设有贯通的内螺纹孔，所述内螺纹孔的数量为多个，且沿所述支撑环的周向均匀分布；
23.所述压杆调节机构包括螺杆，多个所述螺杆一一对应安装于所述支撑环的多个内螺纹孔，且每个所述螺杆的第一端位于所述支撑环的外侧，第二端位于所述支撑环的内侧并用于同所述进气道的外壁抵接配合。
24.优选地，所述压杆调节机构还包括旋转头；
25.所述旋转头的一端与所述螺杆的第一端连接，另一端开设有用于同旋转工具传动配合的内多边形槽。
26.优选地，所述压杆调节机构还包括顶块；
27.所述顶块与所述螺杆的第二端连接，且用于同所述进气道的外壁抵接配合。
28.优选地，所述顶块用于朝向所述进气道的端面为曲面结构。
29.优选地，所述顶块与所述螺杆的第二端之间设有配合的止转结构。
30.优选地，所述顶块用于远离所述进气道的端面开设有用于同所述螺杆第二端配合的安装槽；
31.所述止转结构包括：
32.套设于所述螺杆第二端的外壁的限位卡簧；所述限位卡簧在夹紧状态时其外径小于所述安装槽的孔径；
33.开设于所述顶块安装槽的侧周壁，且用于同所述限位卡簧配合的卡槽。
34.从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的小型涡喷发动机压气机与进气道的同轴度调整工装，在不改变发动机结构的基础上，采用可拆装的方式也可实现压气机叶轮与进气道的同轴度调整，即在需要调整同轴度时装上同轴度调整工装，在同轴度调整到位后拆下同轴度调整工装，从而避免对发动机的质量、结构和运行稳定性带来影响。
附图说明
35.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1为本实用新型实施例提供的同轴度调整工装的轴测图；
37.图2为本实用新型实施例提供的同轴度调整工装与发动机主体的装配示意图；
38.图3为本实用新型实施例提供的同轴度调整工装与发动机主体的装配剖视图；
39.图4为本实用新型实施例提供的同轴度调整工装与发动机主体的装配俯视图；
40.图5为本实用新型实施例提供的螺杆与顶块的连接示意图。
41.其中，1为顶块，2为螺杆，3为支撑环，3.1为内螺纹孔，3.2为装配孔，4为进气道，5为扩压器，6为压气机叶轮，7为限位卡簧。
具体实施方式
42.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
43.本实用新型实施例提供的小型涡喷发动机压气机与进气道的同轴度调整工装，如图1所示，包括：支撑环3和多个调节机构；
44.如图2所示，支撑环3用于可拆卸套装于发动机的进气道4的外侧；
45.多个调节机构沿周向均匀设置于支撑环3，且均用于沿径向带动进气道4产生位移。
46.需要说明的是，本方案的同轴度调整工装通过支撑环3可拆装于进气道4的外侧，以使得当进气道4与叶轮存在同轴度调整需求时，可将该同轴度调整工装套装于进气道4的外侧，然后通过调节机构沿径向带动进气道4向内侧(轴线侧)产生微量位移，实现进气道4与叶轮之间的间隙调节，在进气道4与叶轮之间的间隙调整均匀后，再从进气道4外侧拆下同轴度调整工装。也就是说，本方案的同轴度调整工装，在不改变发动机结构的基础上，采用可拆装的方式也可实现压气机叶轮与进气道4的同轴度调整，即在需要调整同轴度时装上同轴度调整工装，在同轴度调整到位后拆下同轴度调整工装，从而避免对发动机的质量、结构和运行稳定性带来影响。此外，本方案沿支撑环3的周向均匀设有多个调节机构，可使得同轴度调整工装具有调整方向灵活的特点。
47.具体地，如图3和图4所示，支撑环3用于可拆卸装配连接于发动机的扩压器5的端面，且套装在进气道4端部的外周侧。即支撑环3用于与扩压器5的端面贴合可拆卸装配连接。本方案如此设计，可使得同轴度调整工装与发动机主体的可拆卸装配连接更加简单、便捷。也就是说，本方案利用小型涡喷发动机主体轮廓和进气道4外形设计了该同轴度调整工装。其中，当进气道4与叶轮有同轴度调整需求时，可先将支撑环3与扩压器5的端面贴合装配连接，再通过支撑环3上的调节机构带动进气道4向里发生位移，使进气道4与叶轮之间的间隙发生变化，而且通过多次反复调整以使得进气道4与叶轮之间的间隙均匀，从而达到调
整进气道4与叶轮之间同轴度的目的。
48.进一步地，支撑环3设有用于同扩压器5的端面配合的可拆卸装配连接结构；
49.如图1所示，可拆卸装配连接结构包括：
50.沿轴向贯穿设置于支撑环3的装配孔3.2，装配孔3.2的数量为多个，且沿支撑环3的周向均匀分布。相应地，扩压器5的端面开设有用于同支撑环3的多个装配孔3.2一一对位配合的内螺纹孔(盲孔)，以便于使得支撑环3与扩压器5的端面通过螺栓装配连接即可。本方案如此设计，可使得支撑环3与扩压器5的端面的连接方式具有结构简单、拆装便捷和连接紧固可靠等特点。
51.为了进一步优化上述技术方案，如图1所示，调节机构包括：
52.沿径向贯穿设置于支撑环3的压杆调节机构。本方案的调节机构如此设计，不仅具有调整简便、可靠的特点，而且还可使同轴度调整工装结构更加紧凑。
53.具体地，如图1所示，支撑环3沿径向开设有贯通的内螺纹孔3.1，内螺纹孔3.1的数量为多个，且沿支撑环3的周向均匀分布；
54.调节机构包括螺杆2，多个螺杆2一一对应安装于支撑环3的多个内螺纹孔3.1，且每个螺杆2的第一端位于支撑环3的外侧，第二端位于支撑环3的内侧并用于同进气道4的外壁抵接配合。其中，如图3所示，此处所指的进气道4的外壁即为进气道4端部的外壁。也就是说，本方案通过旋转推进螺杆2，以带动进气道4的外壁向里产生微量位移，使得进气道4与叶轮之间的间隙产生变化，以此实现进气道4与叶轮之间的同轴度调整。此外，本方案的调节机构如此设计，具有结构简单、拆装便捷和可操作性强等特点。
55.进一步地，调节机构还包括旋转头；
56.旋转头的一端与螺杆2的第一端连接，另一端开设有用于同旋转工具传动配合的内多边形槽。本方案如此设计，以便于实现螺杆2的便捷旋转操作。
57.再进一步地，为了更好地沿径向带动进气道4产生位移，以及为了缓解螺杆2的压紧力。如图1所示，调节机构还包括顶块1；
58.顶块1与螺杆2的第二端连接，且用于同进气道4的外壁抵接配合。当然，本方案的同轴度调整工装如此设计，还具有加工精度要求低、成本低等特点。此外，现对同轴度调整工装的使用情况介绍如下：
59.当进气道4与压气机叶轮不同轴时，即进气道4与压气机叶轮之间的间隙不均匀时，首先采用塞尺判断偏移方向，然后在安装同轴度调整工装时，使同轴度调整工装的螺杆2对准偏移量最大的角度进行安装，再通过旋转推进螺杆2以带动顶块1对进气道4施加径向力，进而带动进气道4产生适量位移，即微调控制进气道与叶轮之间的间隙量，并且在间隙调整均匀后，取下同轴度调整工装，从而完成同轴度调整。
60.为了进一步优化上述技术方案，顶块1用于朝向进气道4的端面为曲面结构，以此可增大顶块1与进气道4的抵接面积，缓解进气道4受到的压强，避免进气道4发生位移变形。
61.此外，在螺杆2旋转推进过程中，为了防止顶块1跟着转动，这就要求顶块1与螺杆2的第二端之间设有配合的止转结构，避免影响顶块1与进气道4的抵接配合。
62.更为具体地，如图3和图5所示，顶块1用于远离进气道4的端面开设有用于同螺杆2第二端配合的安装槽；
63.止转结构包括：
64.套设于螺杆2第二端的外壁的限位卡簧7；限位卡簧7在夹紧状态时其外径小于安装槽的孔径，以使得限位卡簧7在夹紧状态时能够装入安装槽内；
65.开设于顶块1安装槽的侧周壁，且用于同限位卡簧7配合的卡槽。本方案的止转结构如此设计，具有结构简单、止转便捷和止转可靠等特点。
66.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
67.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。