用于航空发动机挡板活门座密封面修复的研磨工装的制作方法

1.本实用新型涉及一种研磨工装，尤其是涉及一种用于航空发动机挡板活门座密封面修复的研磨工装，属于航空发动机密封件修复工艺装备设计制造技术领域。


背景技术：

2.挡板活门作为我国自主研制的第三代航空发动机重要部件，控制着发动机喷口收放和加力状态推力的大小，对发动机工作状态的控制精度高、影响大，直接关系到发动机整体工作状态的调节和飞机动力的供给，对保证飞行安全和飞行任务的完成具有重要作用。
3.挡板活门组件结构主要由挡板活门座和活门盖组成。在工作过程中，挡板活门座圆环面和活门盖密封面进行机械式接触，当两者密封面贴合则可保证密封性。由于挡板活门的工作条件具有油液压力高、工作频率高、调整精度高的“三高”特点，而且在与平衡架调整螺钉长期配合的工作过程中，平衡架往复移动调整容易导致活门与活门座接触受力不均，从而容易致使活门盖和活门座产生偏磨造成密封失效。由于密封面位于钢衬套内部无法修理，挡板活门密封失效故障，会造成发动机加力供油流量不稳、调整失效，对飞行安全产生威胁。据统计，按照现行工艺修理方法，修理合格率仅为：24.6％
4.根据修理要求，密封失效的挡板活门不允许继续使用。由于挡板活门结构复杂，针对挡板活门组件的漏油故障，当前主要通过研磨活门盖进行修理；当挡板活门座存在缺陷时，由于挡板活门组件修理精度要求高，加之零件结构异型，导致修理难度大大增加。经调研查新，针对密封失效故障，当前行业内无相关修复标准与工艺方法，挡板活门座只能成套报废，更换新品组件。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种可以能有效的对挡板活门座密封面进行修复，并保证修复效果的用于航空发动机挡板活门座密封面修复的研磨工装。
6.为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于航空发动机挡板活门座密封面修复的研磨工装，所述的研磨工装包括研磨基座、支撑连接组件和预压紧组件，所述的支撑连接组件与所述的预压紧组件位置相适应的布置在研磨基座上，通过支撑连接组件可拆卸的布置在研磨基座上的挡板活门座在预压紧组件的配合下施加研磨预压紧力。
7.进一步的是，所述的研磨基座由一个四方形板凳架构成，在四方形板凳架研磨基座的板凳面上设置有安装孔，所述的支撑连接组件通过所述的安装孔布置在所述四方形板凳架研磨基座的四根支腿内，所述的预压紧组件通过所述的安装孔与支撑连接组件位置相应适的布置在所述四方形板凳架研磨基座的板凳面上；挡板活门座密封面修复过程中，预压紧组件输出的预压紧力通过支撑连接组件传递给挡板活门座。
8.上述方案的优选方式是，所述的预压紧组件包括安装支柱和预压紧件组，所述的预压紧件组通过所述的安装支柱动力输出端穿过安装孔与支撑连接组件动力输入端顶接的布置在所述的板凳面上。
9.进一步的是，所述的安装支柱包括安装板和安装座，在所述的安装座上设置有安装腔，所述的安装板固装在安装腔敞开那一个端部的安装座上，在安装腔的底部设置的穿过孔，所述的安装座通过所述的安装板固装在板凳面的安装孔上；布置在安装腔内的预压紧件组的动力输入端穿过所述的穿过孔，布置在安装腔内的预压紧件组的动力输出端与支撑连接组件动力输入端顶接。
10.上述方案的优选方式是，所述的预压紧件组包括弹簧、心轴和预压紧螺栓，在所述的穿过孔上设置有连接螺纹，所述的弹簧和所述的心轴由下往上顺序的布置在所述的安装腔中，旋接在穿过孔上的预压紧螺栓的动力输出端与心轴的上端顶接，所述弹簧的下端与支撑连接组件的动力输入端顶接。
11.进一步的是，所述的支撑连接组件包括支撑顶杆、限位件和固定件，所述的支撑顶杆通过所述的限位件沿竖直方向可往复移动的布置在所述的安装孔中，所述支撑顶杆的动力输入端与所述弹簧的下端连接；挡板活门座密封面修复过程中，所述的挡板活门座通过所述的固定件可拆卸的固装在支撑顶杆的下端。
12.上述方案的优选方式是，在所述支撑顶杆的上端设置有安装凹槽，在所述支撑顶杆的侧壁上设置有限位条形槽，在所述的板凳面上设置有沿径向延伸的销轴孔，所述的限位件为一个开槽紧定螺钉，所述开槽紧定螺钉末设置槽口的一端的直径与限位条形槽的槽宽相适应，所述的支撑顶杆通过插接在销轴孔内的开槽紧定螺钉沿竖直方向可往复移动布置在所述的安装孔内，所述弹簧的下端位于所述的安装凹槽内。
13.进一步的是，在所述支撑顶杆的中下段设置有圆弧形固定槽，所述的固定件包括锥形螺钉和固定螺母，套接在支撑顶杆下端的挡板活门座通过插接在该挡板活门座内的锥形螺钉与圆弧形固定槽和固定螺母的配合下可拆卸的固装在所述的支撑顶杆上。
14.本实用新型的有益效果是：本技术提供的技术方这杂通过设置一套包括研磨基座、支撑连接组件和预压紧组件的研磨工装，并将所述的支撑连接组件与所述的预压紧组件相置相适应的布置到研磨基座上，然后通过支撑连接组件可拆卸的布置在研磨基座上的挡板活门座在预压紧组件的配合下施加研磨预压紧力。这样，在对需要进行密封面修磨的挡板活门座进行修复时便可以先将钢衬套拆除，然后再对挡板活门座固装到研磨工装上并施压预紧力进行密封面的研磨，接着进行钢衬套预装后的检测以及钢衬套收口安装，最后进行综合试验验证完成航空发动机挡板活门座密封面修复，其中在挡板活门座密封面研磨时采用研磨工装固定挡板活门座，并分先后挡板活门座密封面进行粗研磨和精研麻，最后采用测量精度为0.001mm的数显千分表对挡板活门座的密封环面和12个支撑“爪”面高度进行测量，以及采用高精度粗糙度仪对研磨平面的粗糙度进行检查。采用本技术提供的上述研磨工装在上述修磨施工方法的配合修复挡板活门座密封面，既解决了现有技术中没有可供参考的修复方法，只能采用只能成套报废，更换新品组件的技术问题，又能有效的提高挡板活门座密封面修复的合格率，达到提高生产效率，降低使用成本和修复成本的目的。
附图说明
15.图1为本实用新型用于航空发动机挡板活门座密封面修复的研磨工装的主视图；
16.图2为图1的侧剖视图；
17.图3为图1的俯视图；
18.图4为本实用新型的施工方法涉及到的挡板活门组件分离式修理方法的操作流程图。
19.图中标记为：研磨基座1、支撑连接组件2、预压紧组件3、挡板活门座4、板凳面5、安装孔6、支腿7、安装支柱8、预压紧件组9、安装板10、安装座11、弹簧12、心轴13、预压紧螺栓14、支撑顶杆15、限位件16、固定件17、安装凹槽18、限位条形槽19、销轴孔20、锥形螺钉21、固定螺母22。
具体实施方式
20.如图1、图2以及图3所示是本实用新型提供的一种可以能有效的对挡板活门座密封面进行修复，并保证修复效果的用于航空发动机挡板活门座密封面修复的研磨工装。所述的研磨工装包括研磨基座1、支撑连接组件2和预压紧组件3，所述的支撑连接组件2与所述的预压紧组件3位置相适应的布置在研磨基座1上，通过支撑连接组件2可拆卸的布置在研磨基座1上的挡板活门座4在预压紧组件3的配合下施加研磨预压紧力。所述的施工方法包括钢衬套拆除、挡板活门座密封面研磨、钢衬套预装检测以及钢衬套收口安装和综合试验验证几个步骤，其中，在挡板活门座密封面研磨时采用研磨工装固定挡板活门座，并分先后挡板活门座密封面进行粗研磨和精研麻，最后采用测量精度为0.001mm的数显千分表对挡板活门座的密封环面和12个支撑“爪”面高度进行测量，以及采用高精度粗糙度仪对研磨平面的粗糙度进行检查。本技术提供的技术方这杂通过设置一套包括研磨基座、支撑连接组件和预压紧组件的研磨工装，并将所述的支撑连接组件与所述的预压紧组件相置相适应的布置到研磨基座上，然后通过支撑连接组件可拆卸的布置在研磨基座上的挡板活门座在预压紧组件的配合下施加研磨预压紧力。这样，在对需要进行密封面修磨的挡板活门座进行修复时便可以先将钢衬套拆除，然后再对挡板活门座固装到研磨工装上并施压预紧力进行密封面的研磨，接着进行钢衬套预装后的检测以及钢衬套收口安装，最后进行综合试验验证完成航空发动机挡板活门座密封面修复，其中在挡板活门座密封面研磨时采用研磨工装固定挡板活门座，并分先后挡板活门座密封面进行粗研磨和精研麻，最后采用测量精度为0.001mm的数显千分表对挡板活门座的密封环面和12个支撑“爪”面高度进行测量，以及采用高精度粗糙度仪对研磨平面的粗糙度进行检查。采用本技术提供的上述研磨工装在上述修磨施工方法的配合修复挡板活门座密封面，既解决了现有技术中没有可供参考的修复方法，只能采用只能成套报废，更换新品组件的技术问题，又能有效的提高挡板活门座密封面修复的合格率，达到提高生产效率，降低使用成本和修复成本的目的。
21.上述实施方式中，为了简化本技术所述的研磨工装的结构，方便制造、安装和使用，本技术所述的研磨基座1由一个四方形板凳架构成，在四方形板凳架研磨基座的板凳面5上设置有安装孔6，所述的支撑连接组件2通过所述的安装孔6布置在所述四方形板凳架研磨基座的四根支腿7内，所述的预压紧组件3通过所述的安装孔6与支撑连接组件2位置相应适的布置在所述四方形板凳架研磨基座的板凳面5上；挡板活门座密封面修复过程中，预压紧组件3输出的预压紧力通过支撑连接组件2传递给挡板活门座4。所述的预压紧组件3包括安装支柱8和预压紧件组9，所述的预压紧件组9通过所述的安装支柱8动力输出端穿过安装孔6与支撑连接组件2动力输入端顶接的布置在所述的板凳面5上。此时，所述的安装支柱8包括安装板10和安装座11，在所述的安装座11上设置有安装腔，所述的安装板10固装在安
装腔敞开那一个端部的安装座11上，在安装腔的底部设置的穿过孔，所述的安装座11通过所述的安装板10固装在板凳面5的安装孔6上；布置在安装腔内的预压紧件组9的动力输入端穿过所述的穿过孔，布置在安装腔内的预压紧件组9的动力输出端与支撑连接组件2动力输入端顶接。所述的预压紧件组9包括弹簧12、心轴13和预压紧螺栓14，在所述的穿过孔上设置有连接螺纹，所述的弹簧12和所述的心轴13由下往上顺序的布置在所述的安装腔中，旋接在穿过孔上的预压紧螺栓14的动力输出端与心轴13的上端顶接，所述弹簧12的下端与支撑连接组件2的动力输入端顶接。
22.相应的，本技术所述的支撑连接组件2包括支撑顶杆15、限位件16和固定件17，所述的支撑顶杆15通过所述的限位件16沿竖直方向可往复移动的布置在所述的安装孔6中，所述支撑顶杆15的动力输入端与所述弹簧12的下端连接；挡板活门座密封面修复过程中，所述的挡板活门座4通过所述的固定件17可拆卸的固装在支撑顶杆15的下端。此时，在所述支撑顶杆15的上端设置有安装凹槽18，在所述支撑顶杆15的侧壁上设置有限位条形槽19，在所述的板凳面5上设置有沿径向延伸的销轴孔20，所述的限位件16为一个开槽紧定螺钉，所述开槽紧定螺钉末设置槽口的一端的直径与限位条形槽19的宽度相适应，所述的支撑顶杆15通过插接在销轴孔20内的开槽紧定螺钉沿竖直方向可往复移动布置在所述的安装孔6内，所述弹簧12的下端位于所述的安装凹槽18内。在所述支撑顶杆15的中下段设置有圆弧形固定槽，所述的固定件17包括锥形螺钉21和固定螺母22，套接在支撑顶杆15下端的挡板活门座4通过插接在该挡板活门座4内的锥形螺钉21与圆弧形固定槽和固定螺母22的配合下可拆卸的固装在所述的支撑顶杆15上。
23.进一下的，本技术采用上述的研磨工装研磨修复挡板活门座4的密封面中，在对挡板活门座密封面进行粗研磨时，采用规格为w7的研磨膏在铸铁平台上进行，直到密封环面和12个支撑“爪”面去除偏磨、保持平行为止；
24.在在对挡板活门座密封面进行精研磨时，先清洗干净粗研磨面，然后采用规格为w2.5的研磨膏铸铁平台上进行，并保证平面粗糙度；
25.钢衬套拆除时，在锁紧螺帽力矩为9～11n、钢衬套打磨量为0.5～0.7mm时对挡板活门组件钢衬套进行分解；
26.挡板活门座预组装检测时，为验证研磨修理后挡板活门组件的密封性，将新品钢衬套与活门盖、挡板活门座进行预先组装，预先组装时钢衬套不进行收口；按照正常密封性试验要求进行挡板活门组件密封性试验，在9
±
0.2mpa的条件下，3分钟内渗漏量为0滴，验证研磨修理质量；
27.钢衬套收口时安装时，预组装试验合格后，先对挡板活门钢衬套进行收口，收口槽的每段弧长应为8.37mm～10.46mm，同时收口槽深度应符合0.2mm～0.3mm范围要求；
28.综合试验验证时，将收口合格后的挡板活门组件在9
±
0.2mpa的条件下进行密封性试验验证，3分钟内不允许渗漏；将密封试验合格后的挡板活门组件，装用于喷口加力调节器进行试验验证，录取加力燃油流量性能，检查其符合性。
29.综上所述，采用本技术提供的上述对挡板活门组件进行分离式修复工艺，共修理合格30件挡板活门组件。产生效益49.8万元。该修理方法，攻克了该型发动机的修理瓶颈，填补了此项修理空白，能够有效缓解备件压力、压缩修理周期，为部队的战备训练提供有力的战备保障。
30.本技术通过制定挡板活门组件分离式修复方法，研究确定挡板活门组件钢衬套的分解、挡板活门座的研磨、挡板活门组件预组装试验、钢衬套收口、综合试验验证的技术方案，对挡板活门组件密封失效故障进行更有效的修复。通过该申请技术方案的应用，将某新型航空发动机挡板活门组件修复合格率由24.6％提升至86.4％，单台故障件成本由3.32万元降低至0.1万元以下，具有较大经济效益。
31.具体实施例
32.本技术采取对挡板活门密封失效的修复方法，确定实施方案：
33.1)挡板活门座钢衬套分解：将活门座安装样件固定在研磨床上，采用手工定点打磨的方式对钢衬套进行分解；
34.2)挡板活门座研磨：通过设计的专用研磨工装，对挡板活门座进行研磨；
35.3)挡板活门组件预组装试验：对研磨合格后的挡板活门座与钢衬套，进行预组装，并试验密封性；
36.4)专用工装收口：预组装试验合格后，利用设计好的专用工装对钢衬套进行收口；
37.5)最终试验验证：对收口后的挡板活门组件进行密封试验，待密封试验合格后装用在产品上进行性能试验。
38.在本技术的工装中加装了弹簧，为挡板活门座在研磨过程中提供精确、稳定的预压紧力，从而有效保证零件研磨面在研磨平台上进行水平研磨。
39.经查询借鉴，发现研磨床的三角卡盘在合拢过程中能够满足均匀受力的要求，并且结构尺寸符合挡板活门组件需求。
40.实施例一
41.为使本技术的目的、优点更加清楚，下面通过实施例进一步说明，细化制定挡板活门组件分离式修理方法操作流程，如图4所示，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
42.1)挡板活门组件钢衬套的分解：在锁紧螺帽力矩为9～11n、钢衬套打磨量为0.5～0.7mm时对挡板活门组件钢衬套进行分解。
43.2)挡板活门座的研磨：利用设计的专用研磨工装，对挡板活门座进行研磨，研磨时先用研磨膏(规格w7)在铸铁平台上进行粗研磨，待研磨至密封环面和12个支撑“爪”面去除偏磨、保持平行后，再清洗干净用精度较高的研磨膏(规格w2.5)在平台上进行精研磨，保证平面粗糙度。挡板活门座研磨前后，采用数显千分表(测量精度0.001mm)对挡板活门座的密封环面和12个支撑“爪”面高度进行测量；并在研磨后采用高精度粗糙度仪对研磨平面的粗糙度进行检查。
44.3)挡板活门组件预组装试验：为验证研磨修理后挡板活门组件的密封性，将新品钢衬套与活门盖、挡板活门座进行预先组装，预先组装时钢衬套不进行收口(避免密封性不合格重新分解返工)；按照正常密封性试验要求进行挡板活门组件密封性试验，在(9
±
0.2)mpa的条件下，3分钟内渗漏量为0滴，验证研磨修理质量。
45.4)钢衬套收口：预组装试验合格后，利用专用收口工装对挡板活门钢衬套进行收口，收口槽的每段弧长应为8.37mm～10.46mm，同时收口槽深度应符合0.2mm～0.3mm范围要求。
46.5)综合试验验证：将收口合格后的挡板活门组件在(9
±
0.2)mpa的条件下进行密
封性试验验证，3分钟内不允许渗漏。将密封试验合格后的挡板活门组件，装用于喷口加力调节器进行试验验证，录取加力燃油流量性能，检查其符合性。