一种高压涡轮前挡板的拆装装置的制作方法

本发明涉及航空发动机高压涡轮用辅助设备设计，特别涉及一种高压涡轮前挡板的拆装装置。

背景技术：

目前，一些航空发动机高压涡轮前挡板采用无螺栓结构，但是，对该挡板的装配分解一直缺少有效的方法和装置，只能依靠冲击载荷实现对该结构的装配和分解。在现有技术水平下，无法得到挡板的装配分解扭矩，同时挡板的装配分解工作至少需要3个操作人员多次协同施加冲击载荷才能完成，工作效率比较低下，且存在一定安全隐患。另外，装配分解的冲击载荷会对挡板造成一定的损伤，并且冲击载荷的反作用力还对操作人员造成一定的不适感。

技术实现要素：

本发明的目的是提供了一种高压涡轮前挡板的拆装装置，以解决或减弱背景技术中存在的至少一个技术问题。

本发明的技术方案是：

一种高压涡轮前挡板的拆装装置，包括：

装配分解环，内环面的形状与高压涡轮前挡板上凸台形状相匹配，所述装配分解环通过内环面从一侧沿轴线方向套设在所述前挡板一侧；

支撑架，呈筒状，位于所述前挡板的靠近所述装配分解环的一侧，所述支撑架的轴向一端沿轴线方向同轴固定在所述装配分解环一侧；

连接座，位于所述支撑架的内腔中，具有圆形的固定部和圆筒状的容纳部，所述容纳部垂直且同轴固定在所述固定部上，所述容纳部内环面上设置有条形齿，所述固定部的形状与高压涡轮盘的形状相匹配，所述连接座通过所述固定部与所述高压涡轮盘固定连接，所述固定部的中心位置开设有通孔；

轴向载荷拉杆，一端沿背向所述装配分解环的方向，同轴贯穿所述固定部的通孔；

套齿轴，呈圆筒状，所述套齿轴同轴套设在所述轴向载荷拉杆外侧，所述套齿轴的外环面通过推力球轴承设置在所述支撑架的所述支撑架的远离所述装配分解环的一端，所述套齿轴的一端外环面上具有与所述容纳部内条形齿相匹配的条形齿，同轴设置在所述连接座的容纳部内，所述套齿轴的另一端外环面上具有条形齿；

扭矩放大器，同轴固定设置在所述支撑架的远离所述装配分解环一端端部，且套设在所述套齿轴外侧，所述扭矩放大器的内环面上具有条形齿；

套齿转接段，呈圆筒状，设置在所述套齿轴与所述扭矩放大器之间，内环面上具有与所述套齿轴另一端外环面上条形齿相匹配的条形齿，外环面上具有与所述所述扭矩放大器内环面上条形齿相匹配的条形齿；

轴向载荷螺母，设置在所述轴向载荷拉杆的远离所述装配分解环的一端端部，且所述轴向载荷螺母外径大于所述套齿轴内径，且抵靠至所述套齿轴端部。

可选的，所述支撑架的轴向截面呈等腰梯形，所述支撑架的大口径端与所述装配分解环固定连接。

可选的，所述支撑架的小口径端端面上开设有凹槽，所述扭矩放大器上靠近所述支撑架的一端端面设置有与所述凹槽相匹配的凸块。

可选的，所述的高压涡轮前挡板的拆装装置还包括：

轴承挡板，设置在所述支撑架的远离所述装配分解环的一端，用于对所述推力球轴承在轴向方向的位移进行限制。

可选的，所述的高压涡轮前挡板的拆装装置还包括：

圆形的侧板，套设置在所述套齿轴的远离所述装配分解环的一端外环面的条形齿上，所述侧板直径大于所述扭矩放大器的内径。

可选的，所述的高压涡轮前挡板的拆装装置还包括：

推力杆，一端固定在所述装配分解环上，所述推力杆的轴心线与所述装配分解环所在平面平行，且垂直穿过所述装配分解环的轴心线。

可选的，所述推力杆为两根，以所述装配分解环的圆心为中心对称分布。

发明效果：

本发明的高压涡轮前挡板的拆装装置，通过对扭矩的放大作用，实现了对前挡板装配分解所需扭矩的稳定加载，避免了冲击载荷对机件造成的损伤，同时也消除了冲击载荷的反作用力效果对操作人员造成的不适感。

附图说明

图1是本发明高压涡轮前挡板的拆装装置的结构示意图(部分剖视图)；

图2是本发明高压涡轮前挡板的拆装装置未设置扭矩放大器时的结构示意图；

图3是本发明高压涡轮前挡板的拆装装置中扭矩放大器的结构示意图；

图4是本发明高压涡轮前挡板的拆装装置中的连接座与轴向载荷拉杆连接部分的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

下面结合附图1至图4对本发明做进一步详细说明。

本发明提供了一种高压涡轮前挡板的拆装装置，包括装配分解环1、支撑架2、连接座3、轴向载荷拉杆4、套齿轴5、扭矩放大器7、套齿转接段8以及轴向载荷螺母9等部件。

装配分解环1内环面的形状与高压涡轮前挡板(未具体示出)上凸台形状相匹配，装配分解环1通过内环面从一侧沿轴线方向套设在前挡板一侧，以至少使得装配分解环1与高压涡轮前挡板不会相对转动。

支撑架2呈筒状，位于所述前挡板1的靠近所述装配分解环的一侧，所述支撑架2的轴向一端沿轴线方向同轴固定在所述装配分解环1一侧；其中，支撑架2可为多种筒状，例如圆筒、锥形筒，本实施例中优选支撑架2呈锥形筒状，其轴向截面呈等腰梯形，支撑架2的大口径端与装配分解环1固定连接。

连接座3位于支撑架2的内腔中，具有圆形的固定部31和圆筒状的容纳部32；其中，容纳部32垂直且同轴固定在固定部31上，容纳部32内环面上设置有条形齿；而固定部31的形状与高压涡轮盘的形状相匹配，连接座通过螺栓将固定部31与高压涡轮盘固定连接，使得连接座3与高压涡轮盘不会相对转动。进一步，在固定部31的中心位置还开设有通孔。

轴向载荷拉杆4的一端设置有外螺纹，该端部沿背向装配分解环1的方向(图1中向上方向)，同轴贯穿固定部31的通孔，轴向载荷拉杆4的另一端直径大于该通孔；具体地，本实施例中，可以在该端部设置直径大于该通孔固定螺母，防止轴向载荷拉杆4完全滑出该通孔。

套齿轴5呈圆筒状，同轴套设在轴向载荷拉杆4外侧。且套齿轴5的外环面通过推力球轴承6设置在支撑架2的远离装配分解环1的一端。具体地，本实施例中，可以在支撑架2的上述端部内环面上开设有凹槽，用于设置推力球轴承6；套齿轴5的外环面具有环状凸起，直径大于推力球轴承6的内径，从而卡合在推力球轴承6上方(参照图1所示的视图方向)，使得推力球轴承6能够支撑套齿轴5使得套齿轴5绕其轴线转动。

进一步，在套齿轴5的一端外环面上具有与容纳部32内条形齿相匹配的条形齿，且同轴设置在连接座3的容纳部32内(通过套齿结构形式连接)；另外，在套齿轴5的另一端外环面上也具有条形齿。

扭矩放大器7又叫扭矩倍增器，可以为已知的多种适合结构的扭矩放大器；本实施例中，特别参照图3所示，优选航空专业的扭矩倍增器；扭矩放大器7同轴固定在支撑架2的远离装配分解环1的一端端部，且套设在套齿轴5外侧，扭矩放大器7的内环面上具有条形齿。其中，扭矩放大器7可以通过多种方式与支撑架2固定，本是实施例中，支撑架2的小口径端端面上开设有至少一个凹槽，扭矩放大器7上靠近支撑架2的一端端面设置有与凹槽相匹配的至少一个凸块，通过凹槽与凸块的配合实现扭矩放大器7与支撑架2在转动方向上的固定。

另外，通常扭矩放大器7还具有与其配套使用的能够显示的力矩大小力矩扳手(未示出)，在扭矩放大器7侧面(图1的顶端面)具有与力矩扳手相匹配的结合部，结合后通过力矩扳手驱动扭矩放大器7；装配分解扭矩的施加是通过力矩扳手实现的，可以通过力矩扳手显示的力矩大小和装置的扭矩放大倍数得到精确的装配分解扭矩，实现了对挡板的装配分解过程中的扭矩的实时监测；同时，装配分解过程中得到的扭矩值，可以为发动机结构设计人员提供参考，有助于该结构的优化改进设计。

套齿转接段8呈圆筒状，设置在套齿轴5与扭矩放大器7之间，内环面上具有与套齿轴5另一端外环面上条形齿相匹配的条形齿，外环面上具有与扭矩放大器7内环面上条形齿相匹配的条形齿。

轴向载荷螺母9设置在轴向载荷拉杆4的远离装配分解环1的一端端部，进行螺纹配合连接；且轴向载荷螺母9外径大于套齿轴5内径，且抵靠至套齿轴5端部。

本发明的高压涡轮前挡板的拆装装置，通过对扭矩的放大作用，实现了对前挡板装配分解所需扭矩的稳定加载，避免了冲击载荷对机件造成的损伤，同时也消除了冲击载荷的反作用力效果对操作人员造成的不适感。

本发明的高压涡轮前挡板的拆装装置还可以包括轴承挡板21、圆形的侧板10以及推力杆11。

轴承挡板21设置在支撑架2的远离装配分解环1的一端，用于对推力球轴承6在轴向方向的位移进行限制，从而加强稳定性。

侧板10套设置在套齿轴5的远离装配分解环1的一端外环面的条形齿上，侧板10直径大于扭矩放大器7的内径，同样能够加强稳定性，且对扭矩放大器7起到轴线方向上的限位作用。

推力杆11包括至少一个，其一端固定在装配分解环1上，推力杆11的轴心线与装配分解环1所在平面平行，且垂直穿过装配分解环1的轴心线，用于通过推力杆11施加力的作用，防止装配分解环1转动。本实施例中，推力杆11为两根，以装配分解环1的圆心为中心对称分布。

本发明的高压涡轮前挡板的拆装装置，主要是利用扭矩放大原理，通过对稳定输入的扭矩进行放大，将放大后的扭矩分别作用于前挡板与涡轮盘上，在两者之间形成正扭矩和反扭矩作用，实现两者的相对转动，从而达到前挡板在涡轮盘上的装配分解目的。

本发明的高压涡轮前挡板的拆装装置的安装和使用过程大致如下：

首先，将连接座3的固定部31与高压涡轮盘前圆弧端齿面通过螺栓进行连接固定，用于将套齿轴5传递来的扭矩传递给高压涡轮盘；固定部31的通孔上贯穿有轴向载荷拉杆4，用以产生轴向载荷。

其次，将装配分解环1、支撑架2、套齿轴5、推力球轴承6和轴承挡板21依次进行装配，形成的组装件吊装到前挡板的配合位置；调节套齿轴5轴向位置，以便于连接座3配合到位；调整装配分解环1周向位置，保证其与前挡板的凸台的侧面完全贴合。

再次，安装扭矩放大器7和套齿转接段8，在安装套齿转接段8过程中，需要适当转动扭矩放大器7的输入端，以便套齿转接段8顺利安装到套齿轴5与扭矩放大器7之间；接着检查各部分安装到位后，拧紧轴向载荷螺母9，并且需要保证前挡板凸台的轴向变形满足装配分解要求。

使用时，首先通过拧紧轴向载荷螺母9，使得轴向载荷拉杆4向上(参照图1所示视图方向)移动一定距离，从而带动相固定连接的连接座3和高压涡轮盘轴向移动，此时高压涡轮前挡板在支撑架2的支撑作用下相对于高压涡轮盘不动；因此，最终使得高压涡轮盘与高压涡轮前挡板之间在轴向方向上产生一个位移，从而产生轴向载荷；上述拧紧轴向载荷螺母9步骤的主要目的，是为了保证前挡板的凸台的轴向变形量满足装配分解要求。

在上述高压涡轮盘与高压涡轮前挡板之间产生了轴向载荷的基础上，利用力矩扳手与扭矩放大器7配合，输入作用力矩，同时通过推力杆11施加力矩，防止装配分解环1；从而利用放大后的扭矩使得高压涡轮盘与高压涡轮前挡板发生相对转动(顺时针或逆时针)，实现对前挡板的装配或分解。另外，在此过程中需要始终注意力矩的大小，避免力矩超限对机件和装置造成损伤，同时还需记录整个过程中的力矩变化情况，为后续相关工艺和设计工作提供参考。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。