平衡轴套分解组件以及分解方法与流程

1.本发明涉及转子机械的装配领域，特别涉及一种平衡轴套分解组件以及分解方法。


背景技术：

2.转子机械，例如航空发动机中的转子，可以包括涡轮、压气机、风扇等。由于工艺误差、材质不均、非均匀磨损或局部缺陷等因素，航空发动机转子上总是存在着不平衡，转子的不平衡是发动机的主要激振源，引起转子振动，加速轴承等部件磨损，降低发动机效率和工作安全性。因此，发动机转子的研发试验过程中，对转子件都要进行动平衡，消除转子自身的不平衡量。
3.如图1所示，以航空发动机涡轮为例，其在试验中需要装配涡轮轴10的平衡轴套20，为保证轴套装配重复性，减小涡轮轴10的平衡误差，平衡轴套20与涡轮轴10采用两处段短圆柱面过盈配合201、202。在试验结束后，若要将平衡轴套20从涡轮轴10分解下来，现有技术采用的方法一般是反复敲击将平衡轴套敲下，如此费时费工，且可能对平衡轴套20，甚至是涡轮轴10造成损坏。
4.因此，本领域需要一种平衡轴套分解组件以及分解方法，以实现简单操作即可将平衡轴套20与转子的分离，减少工艺成本。
5.在研发过程中，发动机的涡轮轴10的规格众多，不同规格的涡轮轴10对应不同的平衡轴套20，
6.但平衡轴套20与用于进行平衡试验的平衡机的平衡机接口203的尺寸是统一的。本方案提出一种通过平衡轴套与平衡机接口螺纹孔实现过盈配合的平衡轴套从涡轮轴上分离的简易工具，该工具可在不同规格的平衡轴套分解中通用，减少工艺成本。


技术实现要素：

7.本发明的一个目的是提供一种平衡轴套分解组件。
8.本发明的一个目的是提供一种平衡轴套分解方法。
9.根据本发明一个方面的一种平衡轴套分解组件，用于将平衡轴套从与其过盈配合的转轴分离，所述平衡轴套具有多个平衡机预留接口，包括：延伸段，用于同所述转轴的轴向末端紧固，以延伸所述转轴的轴向长度；顶板，在轴向定位于所述延伸段，具有多个安装孔；多个分解螺杆，沿所述顶板的周向均匀分布，所述多个分解螺杆穿过对应地所述多个安装孔，与至少部分的所述多个平衡机预留接口螺纹连接紧固；每个所述分解螺杆具有第一螺纹段，所述第一螺纹段的至少一部分与所述平衡机预留接口螺纹连接紧固；以及挤压件，与所述分解螺杆固连，可对所述顶板施加一轴向挤压力并受到所述挤压力的反作用力，所述反作用力使得所述平衡轴套从所述转轴分离。
10.在所述平衡轴套分解组件的一个或多个实施例中，所述挤压件包括螺母，所述分解螺杆具有与所述螺母配合的第二螺纹段，通过所述螺母的旋紧对所述顶板施加所述轴向
挤压力。
11.在所述平衡轴套分解组件的一个或多个实施例中，所述平衡轴套分解组件还包括柱件，所述柱件具有内螺纹部，所述内螺纹部与所述第一螺纹段形成螺纹紧固，且紧固后所述柱件在轴向挤压所述平衡轴套。
12.在所述平衡轴套分解组件的一个或多个实施例中，所述延伸段具有轴肩，所述顶板具有定位孔，所述延伸段与所述定位孔间隙配合，所述顶板定位于所述轴肩；所述延伸段、所述顶板共轴线地设置。
13.在所述平衡轴套分解组件的一个或多个实施例中，所述延伸段具有外螺纹段，通过所述外螺纹段与所述转轴的轴向末端螺纹紧固连接。
14.根据本发明另一个方面的一种平衡轴套分解方法，用于将平衡轴套从与其过盈配合的转轴分离，所述平衡轴套具有多个平衡机预留接口，包括：
15.提供延伸段，将所述转轴的轴向长度延伸；
16.提供顶板，将其与所述延伸段在轴向定位；
17.提供多个沿周向均匀分布的分解螺杆，将每个分解螺杆穿过所述顶板，紧固连接于平衡机预留接口，与所述平衡轴套固连；
18.提供挤压件固连所述分解螺杆，对所述顶板施加轴向挤压力，使其受到反作用力传递至与之连接的分解螺杆最终传递至与所述分解螺杆固连的平衡轴套，在所述反作用力的作用下所述平衡轴套从与其过盈配合的转轴分离。
19.在所述平衡轴套分解方法的一个或多个实施例中，还包括：提供柱件，将所述柱件与所述分解螺杆紧固，并挤压所述平衡轴套，使所述分解螺杆受到平衡轴套以及所述柱件的紧固。
20.在所述平衡轴套分解方法的一个或多个实施例中，所述挤压件包括螺母，旋紧螺母挤压所述顶板，直至平衡轴套与所述转轴分离。
21.在所述平衡轴套分解方法的一个或多个实施例中，将所述延伸段、顶板与所述转轴共轴线地设置。
22.本案的进步效果包括但不限于：
23.通过分解组件的延伸件、顶板、分解螺杆以及挤压件的设置，使得利用分解组件对于平衡轴套分解操作简单，巧妙利用平衡轴套的平衡机预留接口与分解螺杆紧固，使得分解组件的通用性好。分解组件还包括柱件，使得对分解螺杆形成行双重锁紧，防止分解螺杆在分解过程中与平衡轴套发生相对转动，使得平衡轴套易于分解，操作更为省力且延长分解组件的寿命。另外，可以实现平衡轴套、延伸段以及顶板的良好的同信度，也避免了平衡轴套在分解过程中被拉偏，导致难以分解。
附图说明
24.本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，需要注意的是，附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制，其中：
25.图1是航空发动机的涡轮轴与平衡轴套的装配结构的剖视示意图。
26.图2是平衡轴套与涡轮轴的装配结构的外部视角图。
27.图3是根据一个或多个实施例的平衡轴套分解组件与平衡轴套的组装结构示意图。
28.图4是根据图3的剖视图。
具体实施方式
29.下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或者实施例。为简化公开内容，下面描述了各元件和排列的具体实例，当然，这些仅仅为例子而已，并非是对本发明的保护范围进行限制。
30.另外，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此也不能理解为对本发明保护范围的限制。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本技术至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本技术的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
31.以下叙述中，转轴以涡轮轴为例进行说明。
32.参考图3以及图4，在一实施例中，平衡轴套分解组件100包括延伸段1，顶板2、分解螺杆3以及挤压件4。延伸段1与涡轮轴10的轴向末端紧固，相当于延伸涡轮轴10的轴向长度，在延伸段1上轴向定位有顶板2，顶板具有多个安装孔22，分解螺杆3在顶板的周向均匀分布，对应穿过多个安装孔22，分解螺杆3的一端与平衡轴套20的平衡机预留接口203螺纹连接紧固，分解螺杆3具有第一螺纹段31，第一螺纹段31的一部分与平衡机预留接口203形成螺纹连接紧固，使得分解螺杆3与平衡轴套20可以看作一个整体，挤压件4与分解螺杆3固定连接，即挤压件4可以与分解螺杆3、平衡轴套20看作一个整体，挤压件4可对顶板2施加轴向的挤压力f1，收到顶板2对f1的反作用力f2，如上所介绍的，挤压件4与分解螺杆3固定连接，即挤压件4可以与分解螺杆3、平衡轴套20看作一个整体，因此在反作用力f2的作用下，平衡轴套20从轴向拉出。如此的有益效果在于，对于平衡轴套20的分解操作简单，且分解组件的通用性好。其原理在于，通过延伸段1以及顶板的设置，通过在涡轮轴末端安装延伸段，以延长低压涡轮轴的方式为平衡轴套的分解提供充足的轴向距离，使得分解操作拥有足够的操作空间以及提供足够的安装空间安装顶板，而通过涡轮轴延伸段外托顶板的方式，使得顶板可与涡轮轴视为一体，再通过挤压件4的挤压，与顶板端面产生的轴向力将平衡轴套从涡轮轴上分离，利用挤压件与分解螺杆固连的设置，通过轴向挤压受到反作用力的结构，获得对分解出平衡轴套20的轴向力，同时，使得巧妙利用了在研发过程中，发动机的涡轮轴10的规格众多，不同规格的涡轮轴10对应不同的平衡轴套20，但如图2所示，平衡轴套20与用于进行平衡试验的平衡机的平衡机预留接口203的尺寸是统一的规律，不但通过平衡机预留接口203实现了与分解螺杆3的一体连接，还使得平衡轴套分解组件100可以适用于各种规格的涡轮轴10对应的平衡轴套20，大大提升了分解工具的通用性，使得分解工具不但操作简单，而且通用性强，减少装配工艺所用的工时，降低了工艺成本。
33.继续参考图3以及图4，在一个或多个实施例中，挤压件4与平衡螺杆3的固定连接的具体结构可以是，挤压件4包括螺母40，分解螺杆3具有与螺母40配合的第二螺纹段32，通
过螺母40的旋紧对顶板2施加轴向挤压力f1，如此设置的有益效果在于，使得分解组件的成本低，操作简便。螺母为易于得到的廉价零件，无需额外加工耗费工时，仅通过拧动螺母即可进行施加轴向挤压力f1的操作，进一步提高了分解装置的操作便利性。
34.继续参考图3以及图4，在一些实施例中，平衡轴套分解组件100还可以包括柱件5，柱件5具有内螺纹部51，内螺纹部51与第一螺纹段31形成螺纹紧固，即第一螺纹段31的部分螺纹连接平衡机预留接口203，部分与内螺纹部51螺纹紧固连接，柱件5与第一螺纹段31紧固连接后，在轴向挤压平衡轴套20，如此可以使得平衡轴套20更易于分解，操作更为省力且延长分解组件的寿命，其原理在于，柱件5与第一螺纹段31紧固连接后，在轴向挤压平衡轴套20，同原本就与平衡机预留接口203螺纹连接的部分，形成了双重的螺纹锁紧，防止分解螺杆3在分解过程中与平衡轴套20发生相对转动，避免为分解平衡轴套20施加的轴向力分散，也避免分解螺杆3与平衡轴套20出现松动受力的情况导致过度损伤而影响寿命。
35.继续参考图3以及图4，在一个或多个实施例中，顶板2轴向定位于延伸段1的具体结构可以是，延伸段1具有轴肩11，顶板2具有定位孔21，延伸段1与定位孔21间隙配合，顶板2定位于轴肩11，延伸段1与顶板2共轴线地设置，如此设置的有益效果在于，既可保证顶板2与延伸段1之间的组装定位易于操作，同时也可以使得顶板2与涡轮轴10良好地同心，可有效地避免平衡轴套20在分解过程中被拉偏，导致难以分解。优选地，在一些实施例中，延伸段1与涡轮轴10的轴向末端通过螺纹配合101连接，如此可以使得延伸段1与涡轮轴10的连接稳固，易于进行连接操作。
36.操作以上一个或多个实施例的平衡轴套分解组件100将平衡轴套20从涡轮轴10分解的步骤可以是：
37.步骤一..将螺母40拧到分解螺杆3的端部附近；
38.步骤二.将延伸段1套装在涡轮轴10的轴端，通过螺纹配合101实现两者的拧紧；
39.步骤三.将顶板2安装到延伸段1的凸肩11上；
40.步骤四.带有螺母40的分解螺杆3自穿过顶板2的安装孔22后，将柱体5拧到分解螺杆3的第一螺纹段31，需露出部分螺纹；
41.步骤五.将分解螺杆3拧到平衡轴套20的平衡机预留接口203，直至柱体5的端面与平衡轴套20的端面接触挤压；
42.步骤六.重复按步骤一、四、五将至少3根分解螺杆3按周向均布方式固定到平衡轴套20；
43.步骤七.依次拧动螺母40，直至螺母40与顶板2贴合；
44.步骤八.继续逐一缓慢拧动螺母40，在螺母40旋紧过程中，螺母40对顶板2端面的轴向挤压力f1的反作用力f2将平衡轴套20从涡轮轴10上拔出。
45.承上所述的，用于将平衡轴套20从与其过盈配合的涡轮轴10分离的平衡轴套分解方法包括：
46.提供延伸段1，将涡轮轴10的轴向长度延伸；
47.提供顶板2，将其与延伸段1在轴向定位；
48.提供多个沿周向均匀分布的分解螺杆3，将每个分解螺杆3穿过顶板2，紧固连接于平衡机预留接口203，与平衡轴套20固连；
49.提供挤压件4固连分解螺杆3，对顶板2施加轴向挤压力，使其受到反作用力传递至
与之连接的分解螺杆3最终传递至与分解螺杆3固连的平衡轴套20，在反作用力的作用下平衡轴套20从与其过盈配合的涡轮轴10分离。
50.在一实施例中，平衡轴套分解方法还可以包括，提供柱件5，将柱件5分解螺杆3紧固，并挤压平衡轴套20，使分解螺杆3受到平衡轴套20以及柱件5的双重紧固。
51.在一些实施例中，平衡轴套分解方法还可以包括，挤压件4包括螺母40，旋紧螺母40挤压顶板2，直至平衡轴套20与涡轮轴10分离，如此易于进行分解的操作，也适合于工具甚至机械臂进行操作。
52.在一些实施例中，平衡轴套分解方法还可以包括，将延伸段1、顶板2与涡轮轴10共轴线地设置，三者良好的同心度，可以有效避免平衡轴套20在分解过程中被拉偏，导致难以分解。
53.综上，采用以上实施例介绍的平衡轴套分解组件以及方法的有益效果包括但不限于：
54.1.对于平衡轴套分解操作简单，且分解组件的通用性好，其原理在于，通过延伸段1以及顶板的设置，通过在涡轮轴末端安装延伸段，以延长低压涡轮轴的方式为平衡轴套的分解提供充足的轴向距离，使得分解操作拥有足够的操作空间以及提供足够的安装空间安装顶板，而通过涡轮轴延伸段外托顶板的方式，使得顶板可与涡轮轴视为一体，再通过挤压件4的挤压，与顶板端面产生的轴向力将平衡轴套从涡轮轴上分离，利用挤压件4与分解螺杆3固连的设置，通过轴向挤压受到反作用力的结构，获得对分解出平衡轴套20的轴向力。
55.2.平衡轴套易于分解，操作更为省力且延长分解组件的寿命，其原理在于通过柱件与第一螺纹段31紧固连接后，在轴向挤压平衡轴套20，同原本就与平衡机预留接口203螺纹连接的部分，形成了双重的螺纹锁紧，防止分解螺杆3在分解过程中与平衡轴套20发生相对转动，避免为分解平衡轴套20施加的轴向力分散，也避免分解螺杆3与平衡轴套20出现松动受力的情况导致过度损伤而影响寿命。
56.3.避免平衡轴套20在分解过程中被拉偏，导致难以分解，其原理在于实现了顶板2、延伸段1以及涡轮轴10良好地同心度。
57.本发明虽然以上述实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。