一种低碳合金钢航空薄腹板齿轮的保温矫正装置及方法与流程

技术特征：
1.一种低碳合金钢航空薄腹板齿轮的保温矫正装置，其特征在于，所述腹板齿轮(1)包括齿轮盘(5)以及垂直设置在齿轮盘(5)一侧中心处的轴管(2)，齿轮盘(5)另一侧中心处设置有凸台(3)；所述装置包括：齿轮腹板矫正架(7)、端面锁止环(13)、垫块(16)、扭矩施加螺栓(18)和紧固螺栓(20)，其中：所述齿轮腹板矫正架(7)包括矫正盘(12)以及同轴设置在矫正盘(12)一侧的矫正环(8)，矫正环(8)的外径大于矫正盘(12)，矫正环(8)以及矫正盘(12)之间通过多根固定板(10)连接；在矫正盘(12)轴心处开设螺纹孔(9)，矫正环(8)上分布有固定孔(11)；所述端面锁止环(13)的外径与矫正环(8)相匹配，在端面锁止环(13)的内圆周上设置有一圈支撑槽(14)，用于支撑所述跳动支撑面(6)；端面锁止环(13)上分布有与所述固定孔(11)配合的紧固孔(15)；所述垫块(16)为圆柱形结构，其一个端面上开设有用于支撑过矫扭矩支撑面(4)的两层台阶槽(17)，其中下层的台阶槽(17)用于和所述齿轮盘(5)的凸台(3)端面配合，上层的台阶槽(17)用于和轴管(2)端面配合；垫块(16)的另一个端面上有卡槽，用于和扭矩施加螺栓(18)的端面配合；扭矩施加螺栓(18)的螺杆部分装配在所述矫正盘(12)的螺纹孔(9)中，下端部顶在垫块(16)的卡槽中。2.根据权利要求1所述的低碳合金钢航空薄腹板齿轮的保温矫正装置，其特征在于，利用上述矫正装置对腹板齿轮(1)进行装配的过程包括：首先，根据腹板齿轮(1)需要被矫正的跳动面，确定腹板齿轮(1)的安装方向；其次，将端面锁止环(13)置于腹板齿轮(1)下方，使得腹板齿轮(1)上的跳动支撑面(6)卡在端面锁止环(13)上的支撑槽(14)内，然后旋转调整端面锁止环(13)，使紧固孔(15)和矫正环(8)上的固定孔(11)想对后，通过紧固螺栓(20)穿过紧固孔(15)和固定孔(11)，从而将腹板齿轮(1)限制在齿轮腹板矫正架(7)内部。最后，通过齿轮腹板矫正架(7)侧面向内部放入垫块(16)，使得腹板齿轮(1)的过矫扭矩支撑面(4)卡在垫块(16)上的台阶槽(17)中，然后旋转扭矩施加螺栓(18)，使扭矩施加螺栓(18)的端部拧入到垫块(16)的卡槽中，即完成了装配。3.根据权利要求1所述的低碳合金钢航空薄腹板齿轮的保温矫正装置，其特征在于，扭矩施加螺栓(18)为耐高温不锈钢，与腹板矫正架(7)为螺纹配合，通过扭矩施加螺栓(18)、垫块(16)对装配在端面锁止环(13)内的腹板齿轮(1)施加扭矩，产生扭矩所需的反向扭矩矫正量v根据保温矫正模型计算得到；其中，扭矩施加通过扭矩螺栓的反向扭矩矫正量保证，反向扭矩矫正量测量方法为扭矩螺栓顶部与腹板矫正架(7)上矫正盘(12)平面高度差变化。4.根据权利要求3所述的低碳合金钢航空薄腹板齿轮的保温矫正装置，其特征在于，所述保温矫正模型为：vb＝k
·
t
a
·vb
·
t
c
其中，vb为期望实际获得矫正量，t为保温温度，t为保温时间、v为反向扭矩矫正量；k、a、b、c为用于表征材料特性、保温工况特性、冷却特性环境因素的参数，由正交试验数据联立求解所得。5.根据权利要求4所述的低碳合金钢航空薄腹板齿轮的保温矫正装置，其特征在于，k
＝(4.1619073571
±
0.5)
×
10-9
，a＝0.6958439442
±
0.1，b＝0.8866945592
±
0.1，c＝3.067073477
±
0.5。6.根据权利要求1所述的低碳合金钢航空薄腹板齿轮的保温矫正装置，其特征在于，所述矫正装置还包括一个锁紧螺母(19)，锁紧螺母(19)装配在扭矩施加螺栓(18)上，用于在扭矩施加螺栓(18)对腹板齿轮(1)施加扭矩后，锁定扭矩施加螺栓(18)的位置。7.一种低碳合金钢航空薄腹板齿轮的保温矫正方法，其特征在于，包括：按照薄腹板齿轮(1)结构确定反向扭矩支撑面、跳动支撑面(6)，设计并制作矫正装置；所述过矫扭矩支撑面(4)为轴管(2)的端面或凸台(3)的端面；而跳动支撑面(6)则为所述齿轮盘(5)边缘处的表面；建立保温矫正模型，计算反向扭矩矫正量；实施腹板齿轮保温矫正工艺准备：确定并记录期望实际获得矫正量，使用实验不产生裂纹的反向扭矩矫正量的最大值冷态过矫薄腹板齿轮(1)；确定保温温度t，带入保温矫正模型，反解得到保温时间，制定保温矫正方案；装炉设置保温温度，保温时间，将装配后的矫正装置放入保温炉中，保温结束过后，淋水或自然静置冷却至常温，拆卸后，复测验证，完成变形件保温矫正。8.根据权利要求7所述的低碳合金钢航空薄腹板齿轮的保温矫正方法，其特征在于，所述反向扭矩矫正量在计算时，在给定的期望实际获得矫正量vb下，腹板齿轮(1)的材料消应力温度作为保温温度t，保温时间t取值为3-5h；先在该区间内选取一个保温时间，计算出来v后，的v的值大于实验不产生裂纹的反向扭矩矫正量v的最大值，则重新选取保温时间t，直至计算出来的v小于所述最大值，该v即为可用值。9.根据权利要求7所述的低碳合金钢航空薄腹板齿轮的保温矫正方法，其特征在于，所述实验不产生裂纹的反向扭矩矫正量v，是指将腹板齿轮(1)装配在矫正装置中后，在冷态下对于期望实际获得矫正量vb，通过不断施加扭矩，观察并记录，当腹板齿轮(1)表面开始产生裂纹时，停止施加扭矩，记录此时施加的反向扭矩矫正量；通过对同一批次的多个腹板齿轮(1)进行试验，得到一系列的反向扭矩矫正量的值，选其中最大值作为实验不产生裂纹的反向扭矩矫正量。10.根据权利要求7所述的低碳合金钢航空薄腹板齿轮的保温矫正方法，其特征在于，期望实际获得矫正量vb在0.3mm内的，一次完成矫正；大于0.3mm的由于裂纹风险，两次或以上完成矫正，并增加磁粉检验。

技术总结
本发明公开了一种低碳合金钢航空薄腹板齿轮的保温矫正装置及方法，所述方法包括：按照薄腹板齿轮结构确定反向扭矩支撑面、跳动支撑面，设计并制作矫正装置；所述过矫扭矩支撑面为轴管的端面或凸台的端面；而跳动支撑面则为所述齿轮盘边缘处的表面；建立保温矫正模型，计算反向扭矩矫正量；实施腹板齿轮保温矫正工艺准备：确定并记录期望实际获得矫正量，使用实验不产生裂纹的反向扭矩矫正量的最大值冷态过矫薄腹板齿轮；确定保温温度T，带入保温矫正模型，反解得到保温时间，制定保温矫正方案；装炉设置保温温度，保温时间，将装配后的矫正装置放入保温炉中，保温结束过后，淋水或自然静置冷却至常温，拆卸后，复测验证，完成变形件保温矫正。形件保温矫正。形件保温矫正。


技术研发人员：赵泽民 孙浩 高云峰 仉凤权 马辉 董超 王山城
受保护的技术使用者：中国航发哈尔滨东安发动机有限公司
技术研发日：2022.09.16
技术公布日：2022/12/19