燃气涡轮转子组件叶尖磨工装的制作方法

本发明涉及航空发动机制造，特别地，涉及一种燃气涡轮转子组件叶尖磨工装。

背景技术：

1、某型发动机燃气涡轮转子组件由燃气涡轮一级转子和燃气涡轮二级转子组成，如图1所示，在发动机工作状态时通过中心拉杆与压紧螺母同其他转子组件拉紧，保证端齿啮合。

2、航空发动机叶片单件加工时会对叶尖部位留有余量，在叶片与涡轮盘组合好后整盘磨削，常用的加工方法是普通卧式磨(设备两端心轴顶紧工件)及一、二级转子分别磨削，磨削加工精度低、效率差，且磨削过程中，一级转子内部气膜孔容易进入铁屑堵塞，后续清理操作困难，故而容易造成发动机试车故障风险。

技术实现思路

1、本发明提供了一种燃气涡轮转子组件叶尖磨工装，以解决燃气涡轮转子组件现有加工方式存在的磨削加工精度低、效率差，一级转子内部气膜孔容易进入铁屑堵塞，后续清理操作困难，容易造成发动机试车故障风险的技术问题。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种燃气涡轮转子组件叶尖磨工装，用于沿轴向装夹一级转子盘和二级转子盘，并将一级转子盘、装设于一级转子盘轴颈上的导流盘及二级转子盘锁紧形成燃气涡轮转子组件，叶尖磨工装包括：用于装设于叶尖磨设备上的芯轴、装设于芯轴第一端外圆上且用于抵靠一级转子盘外侧端的通气抵压盘组、螺纹装设于芯轴第二端外圆上且用于抵靠二级转子盘外侧端的抵压锁紧组件；芯轴第一端端面内凹延伸形成与叶尖磨设备上的通气装置连通的进气通道，芯轴第一端的外圆上还加工有与进气通道连通的第一气孔；通气抵压盘组的内侧端分别啮合连接一级转子盘的端面齿，及密封顶抵导流盘的外环端，以用于在一级转子盘的外侧端形成密封设置且连通第一气孔和导流盘上导流孔的气腔；抵压锁紧组件用于在转动过程中拉紧芯轴，进而使通气抵压盘组和抵压锁紧组件沿轴向相对夹紧锁定燃气涡轮转子组件。

4、进一步地，芯轴第一端的外圆上还设有凸缘，其相对的第二端的外圆上还设有外螺纹；通气抵压盘组的外侧端抵靠凸缘限位，且通过第一紧固件与凸缘可拆卸式固定；抵压锁紧组件通过其内螺纹螺纹装设于芯轴的外圆上。

5、进一步地，气腔包括由通气抵压盘组连接一级转子盘的端面齿形成的位于轴颈腔与芯轴之间的内气腔，及由抵压锁紧组件密封抵靠导流盘的外环端形成的位于导流盘内外环间的外气腔；第一气孔与内气腔连通，内气腔通过轴颈及导流盘内环上开设的气孔连通外气腔，外气腔连通导流孔。

6、进一步地，通气抵压盘组的内侧端内凹形成内外同轴设置的内环腔和外环腔；内环腔与外环腔之间的内环筒啮合连接一级转子盘的端面齿，以使内环腔连通内气腔形成内环气腔；外环腔外的外环筒密封抵靠导流盘的外环端，以使外环腔连通外气腔形成外环气腔。

7、进一步地，芯轴第一端外圆上设有沿轴向依次设置的多组气孔组，每组气孔组包括沿芯轴的周向依次间隔设置且垂直连通进气通道的第一气孔，第一气孔连通内环气腔；内环筒的侧壁上还开设有连通内环气腔和外环气腔的第二气孔。

8、进一步地，通气抵压盘组包括装设于芯轴第一端外圆上的底座；底座的外侧端用于抵靠叶尖磨设备定位，且其外侧端还通过第一紧固件与凸缘可拆卸式固定；底座的内侧端内凹形成内环腔，且底座的内侧端上还加工有用于与一级转子盘的端面齿外啮合的啮合齿；内环腔的侧壁上开设有第二气孔。

9、进一步地，通气抵压盘组还包括中空筒状且套设于底座外的支承环；支承环的外侧端抵靠底座的内侧端限位，且通过第二紧固件与底座可拆卸式固定；支承环的内侧端密封抵靠导流盘的外环端。

10、进一步地，通气抵压盘组还包括装设于芯轴外圆上的密封环；支承环的内侧端内凹形成安装腔，密封环的外侧端卡紧于安装腔内，密封环的内侧端密封抵靠导流盘的外环端。

11、进一步地，叶尖磨工装还包括装设于芯轴外圆上的密封圈，密封圈压紧于芯轴的外圆与一级转子盘的内环腔之间。

12、进一步地，抵压锁紧组件包括沿轴向依次装设于芯轴第二端外圆上的压板和锁紧螺母；压板用于抵压二级转子盘的外侧端；锁紧螺母与芯轴螺纹连接，以用于在转动过程中拉紧芯轴，进而使通气抵压盘组和压板相对夹紧固定燃气涡轮转子组件。

13、本发明具有以下有益效果：

14、本发明中，为提高加工精度及效率，将燃气涡轮转子组件的加工方法改进为采用高速叶尖磨设备磨削，并且两级转子组合一道工序同时磨削两级叶尖，高速叶尖磨削时，其主轴带动芯轴高速旋转，从而使得燃气涡轮转子组件上松散的叶片可以获得足够大的离心力，进而将涡轮盘榫槽与叶片榫头间隙抵消，并模拟工作状态进行叶尖磨削及在线测量，极大提高工作效率的同时，还提高叶尖磨削质量，使所有叶片叶尖磨削均匀；另一方面，本发明的叶尖磨工装中，芯轴上加工有与通气装置连通的进气通道，工作时，带压气体首先进入进气通道，然后再由第一气孔进入通气抵压盘组与一级转子盘外侧端围设成的气腔中，接着再由气腔进入导流盘上的导流孔中，接着再由导流孔进入一级转子盘榫槽与一级叶片榫头间隙内，最后由一级叶片气膜孔向外吹出，如图2所示，从而避免在磨削过程中铁屑进入气膜孔，后续工序无法彻底清洗，造成发动机试车故障风险的问题。

15、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。

技术特征：

1.一种燃气涡轮转子组件叶尖磨工装，其特征在于，用于沿轴向装夹一级转子盘(11)和二级转子盘(12)，并将一级转子盘(11)、装设于一级转子盘(11)轴颈上的导流盘(13)及二级转子盘(12)锁紧形成燃气涡轮转子组件，叶尖磨工装包括：

2.根据权利要求1所述的燃气涡轮转子组件叶尖磨工装，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的燃气涡轮转子组件叶尖磨工装，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的燃气涡轮转子组件叶尖磨工装，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的燃气涡轮转子组件叶尖磨工装，其特征在于，

6.根据权利要求4所述的燃气涡轮转子组件叶尖磨工装，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的燃气涡轮转子组件叶尖磨工装，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的燃气涡轮转子组件叶尖磨工装，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的燃气涡轮转子组件叶尖磨工装，其特征在于，

10.根据权利要求1所述的燃气涡轮转子组件叶尖磨工装，其特征在于，

技术总结
本发明公开了一种燃气涡轮转子组件叶尖磨工装，包括：芯轴、装设于芯轴第一端外圆上的通气抵压盘组、螺纹装设于芯轴第二端外圆上的抵压锁紧组件。芯轴第一端端面内凹延伸形成进气通道，芯轴第一端的外圆上还加工有与进气通道连通的第一气孔。通气抵压盘组的内侧端分别啮合连接一级转子盘的端面齿，及密封顶抵导流盘的外环端，用于在一级转子盘的外侧端形成密封设置且连通第一气孔和导流盘上导流孔的气腔。抵压锁紧组件用于在转动过程中拉紧芯轴，进而使通气抵压盘组和抵压锁紧组件沿轴向相对夹紧锁定燃气涡轮转子组件。本发明装置，极大提高工作效率的同时，还提高叶尖磨削质量，使所有叶片叶尖磨削均匀，并可避免在磨削过程中铁屑进入气膜孔。

技术研发人员：庞文婷,刘敏,张静,李展前,张菊绒,黄超
受保护的技术使用者：中国航发南方工业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25