动力涡轮单元体动平衡试验工装的制作方法

本发明涉及涡轮发动机动平衡试验领域，特别地，涉及一种动力涡轮单元体动平衡试验工装。

背景技术：

涡轴发动机地慢转空慢过渡状态振动问题屡次出现，发动机损伤较严重，给型号研制带来较大困难。工艺拟采用动力涡轮单元体10带发动机机匣一起进行高速动平衡试验，以模拟试车台发动机试车状态，消除隐患。

如附图图1所示为动力涡轮单元体10带发动机机匣及传感器的装配状态，其左端连接到设备传动轴，其余需要设计试验工装安装支撑。要将设备传动轴动力顺利传输到动力涡轮单元体10上，并实现动力涡轮单元体10带发动机机匣及传感器在工作台上的各个位置及各个方向皆是可调节的，还要布置好各个传感器的安装，该试验工装设计存在较大困难，需考虑的问题也很繁琐，现有的摆架结构由于无法调节零件的位置度，尤其无法调节同轴度，因此不适应动平衡试验。

技术实现要素：

本发明提供了一种动力涡轮单元体动平衡试验工装，以解决现有的摆架结构无法调节动力涡轮单元体、发动机机匣及各传感器的位置度和同轴度的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种动力涡轮单元体动平衡试验工装，包括：用于将动力传输至动力涡轮单元体上的传动座，传动座包括转动设置且与高速动平衡机的动力输出端相连的第一连接轴，第一连接轴的输出端连接有与其啮合传动的套齿轴，套齿轴的输出端连接有与其啮合传动的动力涡轮单元体；用于安装动力涡轮单元体并调节动力涡轮单元体、装设于动力涡轮单元体上的发动机机匣及各传感器的位置度和同轴度的高速动平衡支架，高速动平衡支架包括：沿动力涡轮单元体的轴向相对设置于动力涡轮单元体两侧的两组支架，各组支架包括支承于高速动平衡机上的支架本体，支架本体上设有沿动力涡轮单元体的轴向滑动设置的滑座，滑座上沿其延伸方向依次间隔设有多个上下滑动设置的第一滑块，各第一滑块内设有沿垂直动力涡轮单元体的轴线方向滑动设置的第二滑块，各第二滑块内装设有用于连接动力涡轮单元体的第二连接轴。

进一步地，第一连接轴上朝向动力涡轮单元体的端面上设有内凹的凹孔，凹孔的内壁上设有沿第一连接轴的轴向延伸的内啮合齿；套齿轴输入端的外圆上设有与凹孔中的内啮合齿啮合的第一外啮合齿，其相对设置的输出端的外圆上设有与动力涡轮单元体的内啮合齿啮合的第二外啮合齿。

进一步地，传动座还包括固定设置且呈空心筒状的套筒；第一连接轴的外圆上装设有支承轴承，第一连接轴通过支承轴承转动支承于套筒内；第一连接轴输入端的外圆上装设有用于抵顶支承轴承以限位的第一限位螺母，第一限位螺母与套筒的内壁螺纹连接；第一连接轴输出端的外圆上装设有用于抵顶支承轴承以限位的第二限位螺母，第二限位螺母与第一连接轴的外圆面螺纹连接。

进一步地，各组支架还包括用于滑动支承滑座的滑轨，滑轨支承于支架本体上；各组支架还包括抵顶滑座以限位的挡块、与滑座相连以推动滑座滑动并锁紧的推拉构件，挡块和推拉构件分设于滑座滑行方向的两端，挡块固设于滑轨上，推拉构件连接于支架本体上。

进一步地，推拉构件包括与支架本体固定连接的安装座，安装座上竖直设有安装板，安装板上装设有丝杆螺母，丝杆螺母内设有与其配合且水平设置的丝杆，丝杆的一端设有用于与滑座相连的顶块，丝杆的另一相对端设有用于驱动丝杆转动的驱动手轮。

进一步地，滑座上设有多个用于分别安装第一滑块的安装槽，第一滑块上下滑动设置于安装槽内；滑座上对应各安装槽设有一组伸入安装槽内抵顶第一滑块以驱动第一滑块上下滑动并锁紧的第一驱动构件，第一驱动构件设置于滑座上。

进一步地，第一滑块的底面为与水平面呈夹角的斜面，斜面的倾斜方向与动力涡轮单元体的轴向一致；第一驱动构件包括设置于安装槽的底部且顶面与斜面贴合的垫块、螺纹连接于滑座上的调节螺杆，调节螺杆水平设置，其一端伸入安装槽内抵顶垫块，其相对设置的另一端延伸出滑座外。

进一步地，第一滑块内设有用于安装第二滑块并对第二滑块进行导向的安装腔，第二滑块滑动设置于安装腔内；各组支架还包括分设于第二滑块滑动方向的两端以对第二滑块的滑动进行限位的第一压板和第二压板，第一压板和第二压板分别与第一滑块的两个端面固定连接。

进一步地，第二滑块上设有贯穿的用于安装第二连接轴的安装孔；各组支架还包括用于在小范围内任意调节第二连接轴的方向的万向节，万向节装设于第二连接轴的外圆上且位于安装孔内。

进一步地，高速动平衡支架还包括支承于高速动平衡机上且与高速动平衡机相连的底座，两组支架分别支撑于底座上；高速动平衡支架还包括多组支承于底座上以用于安装测量位置度和同轴度的测量件的安装支架，各安装支架包括：与底座相连的支座，支座上设有多根支杆，各支杆上设有用于安装测量件的转接套。

本发明具有以下有益效果：

本发明的动力涡轮单元体动平衡试验工装通过传动座可将高速动平衡机输出的动力传输到动力涡轮单元体上，通过滑座、第一滑块及第二滑块可调节动力涡轮单元体、发动机机匣及各传感器在动力涡轮单元体轴线方向上、竖直方向上、垂直动力涡轮单元体的轴线方向上的位置度和同轴度，从而解决现有的摆架结构无法调节位置度尤其是同轴度的技术问题；且本发明的动力涡轮单元体动平衡试验工装动力传输简单、传递效率高，位置度和同轴度调节简单、灵活，且调节精度高。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是装设有发动机机匣及各传感器的动力涡轮单元体的剖视结构示意图；

图2是本发明优选实施例的传动座与动力涡轮单元体相连时的剖视结构示意图；

图3是本发明优选实施例的高速动平衡支架的局部剖视结构示意图；

图4是图3的C-C向剖视结构示意图；

图5是图3的D-D向剖视结构示意图。

图例说明

10、动力涡轮单元体；20、传动座；21、第一连接轴；22、套齿轴；23、套筒；24、支承轴承；25、第一限位螺母；26、第二限位螺母；30、支架；31、支架本体；32、滑座；33、第一滑块；34、第二滑块；35、第二连接轴；36、滑轨；37、挡块；38、推拉构件；381、安装座；382、安装板；383、丝杆螺母；384、丝杆；385、顶块；386、驱动手轮；39、第一驱动构件；391、垫块；392、调节螺杆；393、托板；41、第一压板；42、第二压板；43、万向节；50、底座；60、安装支架；61、支座；62、支杆；63、转接套。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参照图2至图4所示，本发明的优选实施例提供了一种动力涡轮单元体动平衡试验工装，包括：用于将动力传输至动力涡轮单元体10上的传动座20，传动座20包括转动设置且与高速动平衡机的动力输出端相连的第一连接轴21，第一连接轴21的输出端连接有与其啮合传动的套齿轴22，套齿轴22的输出端连接有与其啮合传动的动力涡轮单元体10。还包括用于安装动力涡轮单元体10并调节动力涡轮单元体10、装设于动力涡轮单元体10上的发动机机匣及各传感器的位置度和同轴度的高速动平衡支架，高速动平衡支架包括：沿动力涡轮单元体10的轴向相对设置于动力涡轮单元体10两侧的两组支架30，各组支架30包括支承于高速动平衡机上的支架本体31，支架本体31上设有沿动力涡轮单元体10的轴向滑动设置的滑座32，滑座32上沿其延伸方向依次间隔设有多个上下滑动设置的第一滑块33，各第一滑块33内设有沿垂直动力涡轮单元体10的轴线方向滑动设置的第二滑块34，各第二滑块34内装设有用于连接动力涡轮单元体10的第二连接轴35。本发明的动力涡轮单元体动平衡试验工装包括传动座20，用于将高速动平衡机输出的动力传输到动力涡轮单元体10上；还包括沿动力涡轮单元体10的轴向滑动设置的滑座32，通过滑动滑座32可调节动力涡轮单元体10、发动机机匣及各传感器在动力涡轮单元体10轴线方向上的位置度和同轴度；还包括上下滑动设置于滑座32上的多个第一滑块33，通过上下滑动第一滑块33，可调节动力涡轮单元体10、发动机机匣及各传感器在竖直方向上的位置度和同轴度；还包括沿垂直动力涡轮单元体10的轴线方向滑动设置的第二滑块34，通过滑动第二滑块34，可调节动力涡轮单元体10、发动机机匣及各传感器在垂直动力涡轮单元体10的轴线方向上的位置度和同轴度。本发明的动力涡轮单元体动平衡试验工装通过传动座20可将高速动平衡机输出的动力传输到动力涡轮单元体10上，通过滑座32、第一滑块33及第二滑块34可调节动力涡轮单元体10、发动机机匣及各传感器在动力涡轮单元体10轴线方向上、竖直方向上、垂直动力涡轮单元体10的轴线方向上的位置度和同轴度，从而解决现有的摆架结构无法调节位置度尤其是同轴度的技术问题；且本发明的动力涡轮单元体动平衡试验工装动力传输简单、传递效率高，位置度和同轴度调节简单、灵活，且调节精度高。

可选地，如图2所示，第一连接轴21上朝向动力涡轮单元体10的端面上设有内凹的凹孔，凹孔的内壁上设有沿第一连接轴21的轴向延伸的内啮合齿。套齿轴22输入端的外圆上设有与凹孔中的内啮合齿啮合的第一外啮合齿，其相对设置的输出端的外圆上设有与动力涡轮单元体10的内啮合齿啮合的第二外啮合齿。本发明具体的实施例中，第一外啮合齿为鼓形齿，鼓形齿承载能力强、角位移补偿量大且传动效率高，能够更好的进行动力的传输，第二外啮合齿为直齿，容易制造。

可选地，如图2所示，传动座20还包括固定设置且呈空心筒状的套筒23。第一连接轴21的外圆上装设有支承轴承24，第一连接轴21通过支承轴承24转动支承于套筒23内。本发明具体的实施例中，支承轴承24为角接触轴承，角接触轴承可同时承受径向负荷和轴向负荷，并能在较高的转速下工作。第一连接轴21输入端的外圆上装设有用于抵顶支承轴承24以限位的第一限位螺母25，第一限位螺母25与套筒23的内壁螺纹连接。第一连接轴21输出端的外圆上装设有用于抵顶支承轴承24以限位的第二限位螺母26，第二限位螺母26与第一连接轴21的外圆面螺纹连接。

可选地，如图3和图4所示，各组支架30还包括用于滑动支承滑座32的滑轨36，滑轨36支承于支架本体31上。各组支架30还包括抵顶滑座32以限位的挡块37、与滑座32相连以推动滑座32滑动并锁紧的推拉构件38，挡块37和推拉构件38分设于滑座32滑行方向的两端，挡块37固设于滑轨36上，推拉构件38连接于支架本体31上。

本发明具体实施例中，如图3所示，推拉构件38包括与支架本体31固定连接的安装座381，安装座381上竖直设有安装板382，安装板382上装设有丝杆螺母383，丝杆螺母383内设有与其配合且水平设置的丝杆384，丝杆384的一端设有用于与滑座32相连的顶块385，丝杆384的另一相对端设有用于驱动丝杆384转动的驱动手轮386。驱动手轮386包括呈盘状的手轮及垂直手轮设置的手柄。通过施力驱动手轮386旋转，可使丝杆384旋转的同时推动滑座32滑动，从而调节动力涡轮单元体10、发动机机匣及各传感器在动力涡轮单元体10轴线方向上的位置度和同轴度。

可选地，如图3和图4所示，滑座32上设有多个用于分别安装第一滑块33的安装槽，第一滑块33上下滑动设置于安装槽内。滑座32上对应各安装槽设有一组伸入安装槽内抵顶第一滑块33以驱动第一滑块33上下滑动并锁紧的第一驱动构件39，第一驱动构件39设置于滑座32上。

本发明具体实施例中，如图3所示，第一滑块33的底面为与水平面呈夹角的斜面，斜面的倾斜方面与动力涡轮单元体10的轴向一致。第一驱动构件39包括设置于安装槽的底部且顶面与斜面贴合的垫块391、螺纹连接于滑座32上的调节螺杆392，调节螺杆392水平设置，其一端伸入安装槽内抵顶垫块391，其相对设置的另一端延伸出滑座32外。优选地，如图3所示，第一驱动构件39还包括设置于安装槽的底部的托板393，垫块391滑动支承于托板393上。通过转动调节螺杆392，即可推动垫块391沿斜面的倾斜方向移动，由于垫块391的顶面与斜面贴合，从而垫块391移动时，即可推动第一滑块33上下滑动，从而调节动力涡轮单元体10、发动机机匣及各传感器在竖直方向上的位置度和同轴度。

可选地，如图3和图4所示，第一滑块33内设有用于安装第二滑块34并对第二滑块34进行导向的安装腔，第二滑块34滑动设置于安装腔内。本发明具体实施例中，如图3所示，第二滑块34的截面呈方型，安装腔的截面呈与第二滑块34的截面相匹配的形状，以安装第二滑块34并对第二滑块34的滑动进行导向。各组支架30还包括分设于第二滑块34滑动方向的两端以对第二滑块34的滑动进行限位的第一压板41和第二压板42，第一压板41和第二压板42分别与第一滑块33的两个端面固定连接。

可选地，如图3和图4所示，第二滑块34上设有贯穿的用于安装第二连接轴35的安装孔。优选地，各组支架30还包括用于在小范围内任意调节第二连接轴35的方向的万向节43，万向节43装设于第二连接轴35的外圆上且位于安装孔内。本发明具体实施例中，如图5所示，部分第二连接轴35的端部还连接有上叉耳及与上叉耳配合的下叉耳，上叉耳和下叉耳用于分别与动力涡轮单元体10相连。

可选地，如图3所示，高速动平衡支架还包括支承于高速动平衡机上且与高速动平衡机相连的底座50，两组支架30分别支撑于底座50上。高速动平衡支架还包括多组支承于底座50上以用于安装测量位置度和同轴度的测量件的安装支架60。本发明具体实施例中，如图4所示，各安装支架60包括：与底座50相连的支座61，支座61上设有多根支杆62，各支杆62上设有用于安装测量件的转接套63。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。