涡轮转子平衡试验夹具及平衡试验装置的制作方法

本发明涉及航空发动机装配领域，特别地，涉及一种涡轮转子平衡试验夹具及平衡试验装置。

背景技术：

航空发动机动力或燃气涡轮转子组件(转子带叶片)在装配到发动机前要进行平衡试验，模拟转子组件在发动机工作时的状态，检查转子组件高速旋转的平衡量，一般要求转子的不平衡量小于5g/mm。涡轮转子在发动机工作中是受力旋转的，所以对涡轮转子做平衡试验时也要对涡轮转子施加一定的压力，同时做平衡试验。现在的平衡试验仅仅针对涡轮转子组件进行平衡试验，没有真正模拟涡轮转子组件在发动机工作状态下的平衡试验，这就有可能得不到真实、准确的平衡数据。

现有技术中，发动机动力或燃气涡轮转子组件(转子带叶片)使用平衡夹具做平衡试验，如图1所示，用底座1的圆弧端齿固定涡轮转子组件5，用压板3压紧转子，用定位杆2和螺母4拉紧转子，定位杆2固定在底座1上，底座1固定在平衡机上，利用平衡机测量出转子的不平衡量。上述现有技术存在以下缺陷：一方面：螺母4压紧力没有要求，不能模拟发动机工作时，涡轮转子的受力状况。另一方面：导流板没有压紧和准确的压紧力，不能模拟发动机工作时，导流板的受力状况。

因此，亟需设计一种能得到涡轮转子真实、准确的平衡数据的平衡试验夹具。

技术实现要素：

本发明提供了一种涡轮转子平衡试验夹具及平衡试验装置，以解决涡轮转子在平衡试验时无法得到真实、准确的平衡数据的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种涡轮转子平衡试验夹具，用于将涡轮转子组件装夹至平衡机上以进行平衡试验，该涡轮转子平衡试验夹具包括：用于固定涡轮转子组件且安装至平衡机上的底座、用于穿过涡轮转子组件且与底座固接的用于拉紧和定心涡轮转子组件的定位杆、用于向涡轮转子组件施加压力的施力装置、以及套设于定位杆上用于在施力装置施加预设压力值时锁紧涡轮转子组件以保持预设压力值的锁紧装置。

进一步地，定位杆上套设有与涡轮转子组件的导流板抵接的压环，施力装置经压环向涡轮转子组件施加压力，锁紧装置位于压环之上。

进一步地，施力装置和压环之间还设有连接环，连接环为套设在定位杆上的圆筒状的环体，连接环的侧壁设有正对定位杆的窗口，便于观察并提供将套设在定位杆上的锁紧装置锁紧的操作空间。

进一步地，连接环的上端面开设有与窗口连通用于将与锁紧装置匹配的拧紧工具套设在定位杆上的缺口。

进一步地，定位杆上还套设有用于在施力装置工作时拉紧定位杆的拉杆，拉杆与定位杆螺纹连接。

进一步地，施力装置套设于拉杆上且与拉杆螺纹连接，施力装置工作时带动拉杆上下移动。

进一步地，压环为呈阶梯状的圆环，大径端抵接连接环的底端，小径端抵接锁紧装置。

进一步地，施力装置为液压泵。

进一步地，锁紧装置为与定位杆螺纹连接的螺母。

根据本发明的另一方面，还提供了一种平衡试验装置，其包括平衡机，平衡机上设有上述的涡轮转子平衡试验夹具。

本发明具有以下有益效果：

本发明的涡轮转子平衡试验夹具及平衡试验装置，用于将涡轮转子组件装夹至平衡机上以进行平衡试验，通过施力装置向涡轮转子组件施加压力，使其达到发动机工作状态下的预设压力，通过锁紧装置保持压力稳定不减少，然后撤去施力装置，然后利用平衡机对涡轮转子进行平衡试验，本发明的涡轮转子平衡试验夹具及平衡试验装置通过模拟发动机工作时涡轮转子的实际受力情况，利用平衡机准确的测出涡轮转子的平衡数据，解决了现有技术的平衡试验夹具无法得出真实、准确的平衡数据的技术问题。

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。下面将参照附图，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是现有技术的平衡试验夹具的示意图；

图2是本发明优选实施例涡轮转子平衡试验夹具的结构示意图；

图3是本发明优选实施例涡轮转子组件的结构示意图；

图4是本发明优选实施例定位杆的结构示意图；

图5是本发明优选实施例压环的结构示意图；

图6是本发明优选实施例连接环的结构示意图；

图7是本发明优选实施例拉杆的结构示意图。

附图标号说明：

10、涡轮转子组件；11、导流板；12、涡轮转子；13、叶片；20、底座；30、定位杆；31、定位底座；32、杆部；40、锁紧装置；50、施力装置；60、压环；61、大径端；62、小径端；70、连接环；71、底端；72、顶端；73、第二窗口；74、第一窗口；75、缺口；80、拉杆；81、连接部；82、连接杆。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参照图2，本发明的优选实施例提供了一种涡轮转子平衡试验夹具，用于将涡轮转子组件10装夹至平衡机上以进行平衡试验。该平衡试验夹具包括：用于固定涡轮转子组件10且安装至平衡机上的底座20、穿过涡轮转子组件10且与底座20固接的用于拉紧和定心涡轮转子组件10的定位杆30、用于向涡轮转子组件10施加压力的施力装置50以及套设于定位杆30上用于施力装置50施加预设压力值时保持预设压力值的锁紧装置40。

参照图3，在本实施例中，涡轮转子组件10包括：导流板11、涡轮转子12及转子叶片13；涡轮转子12的圆弧齿端与底座20相配合，把涡轮转子组件10固定在底座20上，保证涡轮转子12与底座20同心，底座20通过螺钉固定在平衡机上；定位杆30穿过涡轮转子12且与底座20过盈配合，并用销钉和螺钉将定位杆30固定在底座20上，用于拉紧涡轮转子12，保证底座20与定位杆30同心。施力装置50向导流板11施加预设压力值，预设压力值为涡轮转子12实际工作状态时受到的压力值，然后利用套设在定位杆30上的锁紧装置40保持预设压力值稳定不减少。保证导流板11和涡轮转子12受到的压力是发动机工作状态下受到的压力，然后利用平衡机对涡轮转子12进行平衡试验，真实准确的测出发动机工作状态下涡轮转子组件10的平衡数据。

本实施例的平衡试验夹具，该平衡试验夹具固定在平衡机上，通过施力装置50向涡轮转子组件10施加压力，使其达到发动机工作状态下的预设压力值，通过锁紧装置40保持预设压力值稳定不减少，然后撤去施力装置50，利用平衡机准确的测出发动机工作状态下涡轮转子组件10的平衡数据，解决了现有的平衡试验夹具无法模拟涡轮转子组件10的实际受力情况，平衡试验夹具无法得到真实准确的平衡数据。

参照图4，定位杆30包括与底座20配合的定位底座31及设置在定位底座31上的杆部32，定位底座31通过定位销钉和螺钉固定在底座20上，保证定位杆30与底座20同心。杆部32呈阶梯状，一方面便于拉紧和定心涡轮转子组件10，另一方面便于与套设在定位杆30上锁紧装置40配合。

参照图5，定位杆30上套设有与导流板11抵接的压环60，压环60与定位杆30为小间隙配合，确保压环60和定位杆30同心。施力装置50位于压环60之上，压环60的底端与导流板11接触，以便于施力装置50经压环60向导流板11施加压力，因为导流板11和涡轮转子12为一个整体，也就是通过施力装置50向导流板11和涡轮转子12同时施加压力。在本实施例中，压环60为呈阶梯状的圆环，大径端61抵接施力装置50，以便于经过大径端61向导流板11施加压力，小径端62抵接锁紧装置40，在施力装置50向大径端61施加压力时，锁紧装置40锁紧以保持压力稳定不减少。

参照图6，施力装置50和压环60之间还设有连接环70，连接环70为套设在定位杆30上的圆筒状的环体，连接环70的底端71与压环60的大径端61抵接，顶端72与施力装置50抵接，连接环70的侧壁上开设有正对定位杆30的窗口，便于观察并提供锁紧工具经过窗口将锁紧装置40锁紧的操作空间。在本实施例中，连接环70的侧壁开设有第一窗口74和第二窗口73，第一窗口74的尺寸大于第二窗口73的尺寸，第一窗口74提供锁紧工具进入并将锁紧装置40锁紧的操作空间，第二窗口73用于观察施力状况。

连接环70的顶端72开设有与窗口相通的缺口75，以便于将与锁紧装置40匹配的锁紧工具套设在定位杆30上，有利于后续通过第一窗口74利用锁紧工具将锁紧装置40锁紧。在本实施例中，锁紧装置40为套设在定位杆30上的螺母。螺母与定位杆30配合间隙较小，以保证在稳定压力时，螺母和定位杆30的相对位置变化最小，确保压力稳定不减少。

参照图7，施力装置50为液压泵，液压泵上套设在拉杆80，拉杆80包括：套设在定位杆30上与定位杆30螺纹连接的连接部81及与液压泵螺纹连接的连接杆82。连接杆82的外部设有与液压泵内螺纹匹配的外螺纹，液压泵工作时，带动拉杆80上下移动，以拉紧或松开定位杆30。在本实施例中，连接环70侧壁开设的第二窗口73便于观察液压泵的施力情况，防止压力过大，造成拉杆80与定位杆30之间的连接崩坏。

本实施例涡轮转子平衡试验夹具的工作原理为：液压泵工作时，带动拉杆80向上移动，并经连接环70和压环60向导流板11施加压力，拉杆80拉紧定位杆30，通过液压泵使施加的压力达到发动机工作状态下的压力值，利用锁紧工具经窗口将螺母锁紧，确保压力值稳定不减少。然后释放液压泵的压力，取下拉杆80、液压泵及连接环70。然后将涡轮转子组件10装夹至平衡机上进行平衡试验，此时的涡轮转子12模拟发动机工作时的受力情况，利用平衡机能准确的测试出发动机工作状态下的平衡数据。

本发明还提供一种平衡试验装置，该平衡试验装置包括平衡机，平衡机上设有上述的涡轮转子平衡试验夹具。本发明的平衡试验装置，通过涡轮转子平衡试验夹具能模拟发动机工作状态下，涡轮转子组件的受力情况，进而通过平衡机能得出真实、准确的平衡试验数据。

通过以上的描述可以得知，本发明的涡轮转子平衡试验夹具及平衡试验装置，用于将涡轮转子组件装夹至平衡机上以进行平衡试验，通过施力装置向涡轮转子组件施加压力，使其达到发动机工作状态下的预设压力，通过锁紧装置保持压力稳定不减少，然后撤去施力装置，利用平衡机对涡轮转子进行平衡试验，本发明的平衡试验夹具通过模拟发动机工作时涡轮转子的实际受力情况，以准确的测出涡轮转子的平衡数据。解决了现有技术的平衡试验夹具无法得出真实、准确的平衡数据的技术问题。

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。