用于涡轮静子导叶的固定装置及安装方法与流程

1.本发明涉及航空发动机技术领域，特别涉及一种用于涡轮静子导叶的固定装置。


背景技术：

2.现有技术中，航空发动机低压涡轮静子由从下至上的多级静子构成，如图1所示，每级静子由多个导叶201(扇形段)组成整环后固定在涡轮机匣200上，每级静子导叶的直径和质量都不同。导叶的固定方式如图2所示，每个导叶的前端设有导叶卡槽209，卡装在涡轮机匣200和前级外环207的末端缘板上，该级导叶形成整环后，通过挡环206从后端压住导叶末端限制其轴向窜动，再通过后级外环208的外环卡槽210将其卡在涡轮机匣上，限制导叶的径向窜动。导叶的装配模式为逐一装配，形成整环后再依次安装挡环206和后级外环208，方可实现该级导叶在机匣上的固定。
3.由于导叶在安装过程中类似悬臂梁，受重力影响，导叶的内侧向前端倾斜，使得导叶无法悬挂在机匣内壁上。常规装配工艺中，需在前级导叶2011上放置垫块300，从内侧支撑后级导叶2012，由于导叶的型面为非规则平面，垫块300无法放置水平，使得各个垫块高低不一，必然导致后级导叶2012相互错位，高低不一。相邻导叶的搭接面为斜面结构205，导叶高低不一时将导致相邻导叶相互咬死，使得导叶无法移动，一旦出现导叶安装卡滞，则需更换垫块，调整各导叶放置高度，调试周期较长，使得导叶的安装效率不高。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是为了克服现有的航空发动机涡轮静子导叶安装时，相邻导叶容易相互咬死，导致安装卡滞，安装效率低的缺陷，提供一种用于涡轮静子导叶的固定装置及安装方法。
5.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
6.一种用于涡轮静子导叶的固定装置，所述固定装置包括：
7.固定架，所述固定架连接于机匣；
8.连接绳，所述连接绳包括支撑段、配重段和连接段，所述支撑段滑动连接于所述固定架，所述配重段和所述连接段分别设于所述支撑段的两侧，所述连接段用于连接于导叶，所述配重段上设置有配重块，所述配重块用于对所述导叶进行配平，以使所述导叶内侧的端部保持在预设的高度。
9.在本方案中，固定架作为支点，通过将支撑段相对于固定架滑动，从而调节导叶的位置尤其是高度至预设的位置；调节配重块能够使支撑段两侧的配重段和连接段平衡，维持导叶的水平状态，从而可实现导叶的配平式固定。这种结构形式可保证同一级静子(同一高度的静子)中的各个导叶放置高度一致，避免导叶之间相互咬死无法安装的现象发生，较大幅度提高了导叶安装效率。本方案结构简单、易于操作、工艺成本低。在使用时，一个固定装置可连接于一个或多个导叶，在同一级静子中设置多个固定装置，以实现同一级静子中各个导叶的导叶放置高度均能够被调节。另外，本方案具有通用性，通过改变配重块的重
量，能够适用于对于重量不同的各级导叶的配平式固定。其中，导叶内侧指的是导叶远离机匣的一侧。
10.优选地，所述固定架上设置有滑轮组，所述滑轮组上设置有滑轮，所述支撑段绕过所述滑轮且在所述滑轮上可滑动。
11.在本方案中，通过设置滑轮组，支撑段可在滑轮上滚动而无需直接与固定架其他位置接触，由滑动摩擦变为滚动摩擦，摩擦力减少，更方便地改变对于连接段拉力的方向。
12.优选地，所述滑轮的数量为两个，两个所述滑轮设于所述固定架的顶部的两端。
13.在本方案中，滑轮设置于固定架的两端，能够避免连接绳垂下的两端与固定架的其他部分发生干扰，保证配重段和连接段竖直垂下，从而垂直拉紧导叶，确保配平式固定的准确性。
14.优选地，所述固定架上设置有竖向贯穿的避让槽，以使所述连接绳绕过所述滑轮后穿过所述避让槽竖直向下延伸。
15.在本方案中，避让槽用于避让连接绳，供连接绳垂直穿过，使得连接绳垂下的两端避开固定架的其他部分，垂直拉紧导叶，进一步确保配平式固定的准确性。
16.优选地，所述固定装置包括安装座，所述安装座可拆卸连接于所述固定架的顶部；
17.所述滑轮组还包括支撑架，所述滑轮可旋转地连接于所述支撑架，所述支撑架连接于所述安装座。
18.在本方案中，滑轮通过支撑架实现与安装座连接，滑轮组通过安装座实现与固定架的可拆卸连接。
19.优选地，所述安装座与所述固定架螺纹连接。
20.优选地，所述固定架固定于所述机匣的上缘面，所述配重段位于所述机匣的外侧，所述连接段伸入所述机匣的内侧。
21.在本方案中，将配重段设于机匣的外侧，方便操作人员通过牵拉配重段对导叶的高度进行调整，同时也方便操作人员对配重块的重量进行调整。
22.优选地，所述固定架沿所述机匣的径向的长度可调节，以调节所述连接段在径向上相对于所述机匣的距离。
23.在本方案中，由于各级导叶(位于不同高度的导叶)的安装直径不一、大小不一，将连接段在径向上相对于所述机匣的距离设置为可调节，能够满足涡轮静子各级导叶的安装固定，通用性好。其中，安装直径指的是导叶远离机匣的一端至另一端的距离。
24.优选地，所述固定架包括沿所述径向延伸的第一支架和沿所述径向延伸的第二支架，所述第二支架相对于所述第一支架沿所述径向可滑动。
25.在本方案中，通过第二支架相对于所述第一支架滑动，实现固定架沿机匣径向长度的调节，从而调节连接段在径向上相对于所述机匣的距离。
26.优选地，所述第二支架相对于所述第一支架沿竖向保持固定。
27.在本方案中，在竖向在保持固定，能够防止第二支架在竖直方向上与第一支架脱开，发生固定架倾倒致使导叶固定失效。
28.优选地，所述第一支架的顶面包括沿径向延伸的凸起部，所述第二支架的底面设有与所述凸起部匹配的凹槽，所述凹槽沿所述凸起部可滑动；
29.或者，所述第一支架的顶面设有沿径向延伸的凹槽，所述第二支架的底面设有与
所述凹槽匹配的凸起部，所述凸起部沿所述凹槽可滑动。
30.优选地，所述凸起部的侧面开设有贯穿的定位孔，所述第二支架的侧面开设有沿径向延伸的通槽，所述通槽贯穿所述第二支架的侧面；
31.所述固定装置包括限位杆，所述限位杆穿过所述定位孔和所述通槽，以防止所述第二支架脱离所述第一支架。
32.在本方案中，定位孔用于安装限位杆，限位杆贯穿凸起部和第二支架，限位杆一方面能够防止第二支架在竖直方向上与第一支架脱离，另一方面由于通槽具有一定的长度，能够避免第二支架在径向上过度移出第一支架致使二者脱离。
33.优选地，所述固定装置还包括压紧机构，所述压紧机构用于在所述第二支架移动至预设位置后，使所述第二支架固定于所述第一支架。
34.在本方案中，压紧机构用于锁定固定支架的延伸长度。
35.优选地，所述压紧机构包括压紧螺栓，所述第二支架设于所述第一支架的上方，所述第二支架从上至下贯穿设有压紧螺纹孔，所述压紧螺栓螺纹连接于所述压紧螺纹孔，所述压紧螺栓的底部抵接于所述第一支架。
36.在本方案中，通过设置压紧螺栓，实现将第二支架压紧于第一支架，从而锁定固定支架的延伸长度。
37.优选地，所述固定装置包括挂钩，所述挂钩连接于所述连接段，所述挂钩用于支撑一个或多个导叶。
38.在本方案中，挂钩用于上拉导叶，实现连接段与导叶的连接，防止导叶倾斜。
39.优选地，所述挂钩包括竖向设置的主板，所述主板的上下两端向内弯折形成延伸部，所述延伸部为弧面结构，所述延伸部的弧长为所述导叶内侧的弧形段，以使所述挂钩形成为扇形段结构。
40.在本方案中，扇形段结构用于钩住导叶的内侧柱面台阶。将挂钩放置在两个相邻导叶搭接处时，可稳定勾住两个导叶，提高安装效率。
41.优选地，所述配重段的底部连接有托台，所述托台用于支撑所述配重块。
42.在本方案中，通过设置托台，能够方便地更换配重块，从而提高安装效率。
43.一种涡轮静子导叶的安装方法，其特征在于，所述安装方法利用如上所述的用于涡轮静子导叶的固定装置，所述安装方法包括以下步骤：
44.s1、将所述导叶靠近所述机匣的一端安装于机匣的侧壁；
45.s2、将所述固定架安装于所述机匣的上缘；
46.s3、将所述连接段伸入所述机匣的内侧，所述连接段与所述导叶内侧的端部连接，所述配重段放入所述机匣的外侧；
47.s4、在所述配重段放置对应的配重块，使得所述导叶处于稳定状态。
48.在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
49.本发明的积极进步效果在于：
50.对于该固定装置，固定架作为支点，通过将支撑段相对于固定架滑动，从而调节导叶的位置尤其是导叶内侧的高度至预设的位置；调节配重块能够使支撑段两侧的配重段和连接段平衡，维持导叶的水平状态，从而可实现导叶的配平式固定。这种结构形式可保证同
一级静子(同一高度的静子)中的各个导叶放置高度一致，避免导叶之间相互咬死无法安装的现象发生，较大幅度提高了导叶安装效率。本方案结构简单、易于操作、工艺成本低。在使用时，一个固定装置可连接于一个或多个导叶，在同一级静子中设置多个固定装置，以实现同一级静子中各个导叶的导叶放置高度均能够被调节。另外，本方案具有通用性，通过改变配重块的重量，能够适用于对于重量不同的各级导叶的配平式固定。
附图说明
51.图1为现有技术中涡轮各级静子的结构示意图。
52.图2为现有技术中静子导叶的安装示意图。
53.图3为根据本发明优选实施例的固定装置的结构示意图。
54.图4为根据本发明优选实施例的固定装置安装在机匣上使用状态示意图。
55.图5为根据本发明优选实施例的固定装置的立体结构示意图。
56.图6为根据本发明优选实施例的固定架的立体结构示意图。
57.图7为根据本发明优选实施例的固定架的结构示意图。
58.图8为根据本发明优选实施例的第一支架和第二支架的立体结构示意图。
59.图9为根据本发明优选实施例的涡轮静子导叶的安装方法的流程图。
60.附图标记说明：
61.现有技术的附图标记
62.机匣200
63.导叶201
64.前级导叶2011
65.后级导叶2012
66.垫块300
67.斜面结构205
68.挡环206
69.前级外环207
70.后级外环208
71.导叶卡槽209
72.外环卡槽210本发明的附图标记
73.固定装置100
74.机匣200
75.导叶201
76.柱面台阶202
77.固定安装孔203
78.固定架1
79.连接绳2
80.支撑段21
81.配重段22
82.配重块221
83.连接段23
84.滑轮组11
85.安装座12
86.安装座螺纹孔121
87.安装座螺栓122
88.滑轮111
89.支撑架112
90.避让槽13
91.第一支架14
92.第二支架15
93.凸起部141
94.安装螺栓142
95.安装螺纹孔143
96.定位孔144
97.凹槽151
98.通槽152
99.限位杆16
100.压紧机构17
101.压紧螺栓171
102.压紧螺纹孔172
103.挂钩18
104.主板181
105.延伸部182
106.托台19
具体实施方式
107.下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在的实施例范围之中。
108.本实施例揭示一种用于涡轮静子导叶的固定装置100。如图3-8所示，固定装置100包括固定架1和连接绳2。固定架1连接于机匣200；连接绳2包括支撑段21、配重段22和连接段23，支撑段21滑动连接于固定架1，配重段22和连接段23分别设于支撑段21的两侧，连接段23用于连接于导叶201，配重段22上设置有配重块221，配重块221用于对导叶201进行配平，以使导叶201内侧的端部保持在预设的高度。
109.在本实施方式中，固定架1作为支点，通过将支撑段21相对于固定架1滑动，从而调节导叶201的位置尤其是高度至预设的位置；调节配重块221能够使支撑段21两侧的配重段22和连接段23平衡，维持导叶201的水平状态，从而可实现导叶201的配平式固定。这种结构形式可保证同一级静子(同一高度的静子)中的各个导叶201放置高度一致，避免导叶201之间相互咬死无法安装的现象发生，较大幅度提高了导叶201安装效率。本方案结构简单、易于操作、工艺成本低。在使用时，一个固定装置100可连接于一个或多个导叶201，在同一级
静子中设置多个固定装置100，以实现同一级静子中各个导叶201的导叶201放置高度均能够被调节。另外，本方案具有通用性，通过改变配重块221的重量，能够适用于对于重量不同的各级导叶201的配平式固定。其中，导叶内侧指的是导叶远离机匣的一侧。
110.固定架1上设置有滑轮组11，滑轮组11上设置有滑轮111，支撑段21绕过滑轮111且在滑轮111上可滑动。通过设置滑轮组11，支撑段21可在滑轮111上滚动而无需直接与固定架1其他位置接触，由滑动摩擦变为滚动摩擦，摩擦力减少，更方便地改变对于连接段23拉力的方向。
111.滑轮111的数量为两个，两个滑轮111设于固定架1的顶部的两端。滑轮111设置于固定架1的两端，能够避免连接绳2垂下的两端与固定架1的其他部分发生干扰，保证配重段22和连接段23竖直垂下，从而垂直拉紧导叶201，确保配平式固定的准确性。
112.固定架1上设置有竖向贯穿的避让槽13，以使连接绳2绕过滑轮111后穿过避让槽13竖直向下延伸。避让槽13用于避让连接绳2，供连接绳2垂直穿过，使得连接绳2垂下的两端避开固定架1的其他部分，垂直拉紧导叶201，进一步确保配平式固定的准确性。
113.固定装置100包括安装座12，安装座12可拆卸连接于固定架1的顶部；滑轮组11还包括支撑架112，滑轮111可旋转地连接于支撑架112，支撑架112连接于安装座12。滑轮111通过支撑架112实现与安装座12连接，滑轮组11通过安装座12实现与固定架1的可拆卸连接。安装座12与固定架1螺纹连接。具体地，安装座12上设置有安装座螺纹孔121，通过安装座螺纹孔121和安装座螺栓122实现安装座12与固定架1的连接。
114.固定架1固定于机匣200的上缘面，配重段22位于机匣200的外侧，连接段23伸入机匣200的内侧。将配重段22设于机匣200的外侧，方便操作人员通过牵拉配重段22对导叶201的高度进行调整，同时也方便操作人员对配重块221的重量进行调整。
115.固定架1螺纹连接于机匣200，机匣200的上缘面上开设有固定安装孔203，固定架1上对应设置有安装螺纹孔143，安装螺栓142连接于安装螺纹孔143和固定安装孔203，以将固定架1连接于机匣200。
116.需要说明的是，图2中仅示出三个固定装置100，旨在表示固定装置100在机匣200上的安装位置。在实际使用过程中，多个固定装置100沿机匣200的周向设置，以使每一个导叶201都能被固定装置100覆盖。一个固定装置100可连接于一个或多个导叶201。固定架1沿机匣200的径向的长度可调节，以调节连接段23在径向上相对于机匣200的距离。由于各级导叶201(位于不同高度的导叶201)的安装直径不一、大小不一，将连接段23在径向上相对于机匣200的距离设置为可调节，能够满足涡轮静子各级导叶201的安装固定，通用性好。其中，安装直径指的是导叶远离机匣的一端至另一端的距离。
117.固定架1包括沿径向延伸的第一支架14和沿径向延伸的第二支架15，第二支架15相对于第一支架14沿径向可滑动。通过第二支架15相对于第一支架14滑动，实现固定架1沿机匣200径向长度的调节，从而调节连接段23在径向上相对于机匣200的距离。两个滑轮组11分别设置在第一支架14和第二支架15的边缘，从而第二支架15沿径向的移动能够带动连接段23沿径向移动。第二支架15相对于第一支架14沿竖向保持固定。能够防止第二支架15在竖直方向上与第一支架14脱开，发生固定架1倾倒致使导叶201固定失效。
118.在本实施方式中，第一支架14的顶面包括沿径向延伸的凸起部141，第二支架15的底面设有与凸起部141匹配的凹槽151，凹槽151沿凸起部141可滑动。在其他可替代的实施
方式中，也可使第一支架14的顶面设有沿径向延伸的凹槽151，第二支架15的底面设有与凹槽151匹配的凸起部141，凸起部141沿凹槽151可滑动。
119.凸起部141的侧面开设有贯穿的定位孔144，第二支架15的侧面开设有沿径向延伸的通槽152，通槽152贯穿第二支架15的侧面；固定装置100包括限位杆16，限位杆16穿过定位孔144和通槽152，以防止第二支架15脱离第一支架14。定位孔144用于安装限位杆16，限位杆16贯穿凸起部141和第二支架15，限位杆16一方面能够防止第二支架15在竖直方向上与第一支架14脱离，另一方面由于通槽152具有一定的长度，能够避免第二支架15在径向上过度移出第一支架14致使二者脱离。
120.在其他可替代的实施方式中，也可将定位孔144开设于第二支架15的侧面，将通槽152设置于凸起部141的侧面，限位杆16穿过定位孔144和通槽152，同样能够起到防止第二支架15与第一支架14脱离的效果。
121.固定装置100还可包括压紧机构17，压紧机构17用于在第二支架15移动至预设位置后，使第二支架15固定于第一支架14。压紧机构17用于锁定固定支架的延伸长度。
122.压紧机构17可包括压紧螺栓171，第二支架15设于第一支架14的上方，第二支架15从上至下贯穿设有压紧螺纹孔172，压紧螺栓171螺纹连接于压紧螺纹孔172，压紧螺栓171的底部抵接于第一支架14。通过设置压紧螺栓171，压紧螺栓171拧紧时，可压紧第一支架14的凸起部141的上表面，实现将第二支架15压紧于第一支架14，从而锁定固定支架的延伸长度。
123.固定装置100还可包括挂钩18，挂钩18连接于连接段23，挂钩18用于支撑一个或多个导叶201。挂钩18用于上拉导叶201，实现连接段23与导叶201的连接，防止导叶201倾斜。
124.挂钩18包括竖向设置的主板181，主板181的上下两端向内弯折形成延伸部182，延伸部182为弧面结构，延伸部182的弧长为导叶201内侧的弧形段，以使挂钩18形成为扇形段结构。扇形段结构用于钩住导叶201的内侧柱面台阶202。将挂钩18放置在两个相邻导叶的搭接处时，可稳定勾住两个导叶201，提高安装效率，减少固定装置的数量。挂钩18的弧长约为单个导叶201内侧的弧形段的1/2-1/3。
125.配重段22的底部连接有托台19，托台19用于支撑配重块221。能够方便地更换配重块221，从而提高安装效率。连接绳2的材质可根据现场的现有材料选择，包括但不限于钢索，钢丝绳，软绳等材料。
126.本实施方式还揭示一种涡轮静子导叶的安装方法。安装方法利用如上的用于涡轮静子导叶的固定装置。如图3-9所示，安装方法包括以下步骤：
127.s1、将导叶201靠近机匣200的一端安装于机匣200的侧壁；
128.s2、将固定架1安装于机匣200的上缘；
129.s3、将连接段23伸入机匣200的内侧，连接段23与导叶201内侧的端部连接，配重段22放入机匣200的外侧；
130.s4、在配重段22放置对应的配重块221，使得导叶201处于稳定状态。
131.在可替代的实施方式中，所述安装方法包括以下步骤：
132.s11、将导叶201安装涡轮机匣200上，导叶201的导叶卡槽卡住前级外环和机匣200安装槽；
133.s12、将固定架1放置到机匣200上缘，对齐安装螺纹孔143和固定安装孔203，通过
142和螺母固定；
134.s13、将挂钩18勾住导叶内侧后，将连接绳2依次穿过两个滑轮111，放到机匣200的外侧；
135.s14、调整第二支架15的位置，使得连接绳2能够从内侧垂直拉住导叶201的内侧；
136.s15、拧紧压紧螺栓171，锁定第二支架15；
137.s16、连接绳2的托台19上放置导叶201对应的配重，使得导叶201处于稳定状态；
138.s17、重复步骤s11-s16，直至完成该级所有导叶的安装。
139.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明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发明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发明的保护范围。