专利名称：用于进行发动机维修的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及燃气涡轮机的检修，尤其是涉及一种用于进行燃气涡轮机维修的方法和装置。
背景技术：
典型的飞机发动机包括压缩机，燃烧室，以及与压缩机相连接的涡轮机。此外，至少一种已知的涡轮发动机包括附件齿轮箱，该附件齿轮箱具有与压缩机或涡轮机相连接的输入轴，因此附件齿轮箱的输入轴的旋转就提供了转动力，从而驱动了与附件齿轮箱的输出轴相连接的各种附件设备。
在运转的过程中，随着运行时间的增加，在涡轮机的部件上会积聚沉积物，使得涡轮发动机承受老化和制造局限。涡轮部件表面的粗糙度会增加，尤其是那些处于发动机运转环境下的部件，其中的部分原因是因为它们暴露在发动机的燃气中。典型的维修作业(例如，管道镜检查)可以发现污垢和其它的沉积物在发动机部件表面上的显著积聚。
至少一种已知的涡轮发动机包括可拆卸的接头，该插头用于方便地在维修作业中至少转动涡轮发动机的一部分，以便对涡轮发动机进行管道镜检查。尤其是，至少一种已知的涡轮发动机包括可以从附件齿轮箱上拆卸的接头，使得维修人员可以从拆卸该接头所形成的开孔中插入一种工具，从而可以接触齿轮箱内的内部齿轮。随后这种工具可以用于以手动方式转动齿轮箱，以及转动压缩机和/或涡轮以执行维修作业。
在维修作业结束后，将工具拆除，并且将接头装回原位。然而，如果在维修作业后，未能恰当地将接头放回原位，则有可能致使接头松弛，从而导致机油压力降低，甚至导致发动机空中停转(IFSD)。
发明内容
在一方面，提供了一种组装燃气涡轮发动机的方法。这种方法包括将维修工具与燃气涡轮发动机相连接，使得维修工具在非运行时段，可以选择性地转动燃气涡轮发动机，并且使得维修工具在正常运行时段，维修工具与燃气涡轮发动机相连接，并且可以选择性地操作维修工具，使得燃气涡轮发动机转动。
在另一方面，提供了一种用于燃气涡轮发动机的维修工具。维修工具包括与燃气涡轮发动机相连接的外壳，以及插入并且至少一部分穿过外壳的驱动部分。驱动部分设置为在非运行时段可以选择性地转动燃气涡轮发动机。更进一步，在正常运行时段，维修工具与燃气涡轮发动机相连接。
在进一步的方面，提供一种燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机包括压缩机，燃烧室，与压缩机相连接的涡轮机，至少与压缩机或涡轮机之一相连接的齿轮箱，以及与齿轮箱相连接的维修工具。维修工具包括与齿轮箱相连接的外壳，以及插入并且至少一部分穿过外壳的驱动部分，驱动部分设置为在非运行时段，使得可以选择性地转动燃气涡轮发动机，在正常运行时段，维修工具与燃气涡轮发动机相连接。
附图1是一架示例性的飞机，包括至少一台燃气涡轮发动机；附图2是附图1中的燃气涡轮发动机的示意图，包括示例性的维修工具；附图3是附图2中的维修工具处于第一操作状态的剖视图；以及附图4是附图2中的维修工具处于第二操作状态的剖视图。
具体实施例方式
图1示意性地描述了示例性的飞机8，包括至少一台燃气涡轮发动机10，以及在维修燃气涡轮发动机10的过程中可拆卸的维修孔盖板11。
图2描述了可以用于图1中的飞机的示例性的燃气涡轮发动机10。燃气涡轮发动机10包括低压压缩机12，高压压缩机14，以及燃烧室16。在一个实施例中，发动机10是由俄亥俄州辛辛那提的通用电气公司生产的CF34型商用燃气涡轮发动机。
在示例性的实施例中，燃气涡轮发动机10还包括许多附件设备，例如燃料泵，润滑泵，发电机和控制组件，这些附件设备由使用附件齿轮箱20的核心发动机进行驱动。更进一步，为了进行燃气涡轮发动机的维修，附件齿轮箱20包括至少一个驱动衬垫22，用于将维修工具100与燃气涡轮发动机相连接，使得例如在手动操作维修工具100时，燃气涡轮发动机转动，以便于对发动机进行管道镜检查。
图3是处于结合状态的维修工具100的剖视图，可以应用于图2中显示的示意性的燃气涡轮发动机。图4是处于脱离状态的维修工具100的剖视图。维修工具100是曲轴接头，用于在不同的维修作业中，操作人员以手动方式转动燃气涡轮发动机10。
在示例性的实施例中，曲轴接头总成100总成包括基本为圆筒形的驱动部分102，和一个限制驱动部分102的外壳104。驱动部分102包括一个基本为T形的横截面轮廓，并且包括头部120和主体部122，头部120用于操作驱动部分102，主体部122包括第一端部124和第二端部126，其中第一端部124与头部120相连接，以及第二端部126的尺寸大小能至少部分地插入齿轮箱20内。在示例性的实施例中，头部120与主体部122形成一体。
尤其是头部120包括台肩128，台肩128的第一直径130的尺寸大于头部120的直径132的尺寸，以便固持将在下文中进行说明的偏压机构。主体部122包括一个沿径向向外延伸，并且基本上垂直于主体部122的径向凸起134或移动止动件，并且其外径136的尺寸大于主体部122的直径138的尺寸。径向凸起的外径136限定了径向凸起134的基本为环形的剖面轮廓。主体部122还包括定位于径向凸起134与第二端部126之间的第一沟槽或凹槽140。凹槽140具有小于主体部直径138的尺寸的直径142，并且其尺寸适于在其内部容纳密封件144。主体部122还包括定位于第一凹槽140与第二端部126之间的第二沟槽或凹槽150。在示例性的实施例中，第二凹槽定位于第二端部126附近，具有小于主体部直径138的尺寸的直径152，并且其尺寸适于在其内部容纳止动装置。
主体部122还包括第二端部126，其尺寸适合结合于内衬套160，内衬套160与齿轮箱20相连接。尤其是，在示例性的实施例中，第二端部126具有正方形的剖面轮廓，并且衬套160具有开孔162，其尺寸适合于容纳第二端部126。
外壳104包括第一端部170和第二端部172，并且其内径174的尺寸适合于外接于驱动部分102的至少一部分。第二端部172还包括凹槽176或沟槽，凹槽176定位于第二端部172附近，并且其尺寸适合于在其内部容纳密封件178。
曲轴接头总成100还包括基本上为圆筒形的刮片180，该刮片180连接于外壳的第一端部170附近，并且基本上外接于主体部122。在示例性的实施例中，刮片180由诸如氟化橡胶之类的材料制成，以便阻止污垢或类似的沉积物进入主体部122与外壳104之间。为了便于将刮片180固定于外壳部分104，曲轴接头100还包括止动装置190，或者是位于外壳的第一端部170附近的与外壳104相连接的刮片外壳。尤其是，刮片外壳190包括容纳其内的凹槽192，其尺寸适合于容纳刮片180，从而以相对于外壳104基本上固定的方式固持刮片180。刮片外壳190还包括凹槽194，凹槽194形成于刮片外壳190的前端部196。在示例性的实施例中，凹槽194与台肩128相配合以固定位于曲轴接头总成100内的偏压机构198。
为了组装曲轴接头总成100，将密封件144插入驱动部分102的凹槽140内。此外，刮片180固定于采用刮片外壳190的外壳104。此后，弹簧198围绕驱动部分102进行定位以使得弹簧的第一端部200定位于台肩128附近。然后，驱动部分102的至少一部分插入并穿过外壳104，使得密封件144在驱动部分102与外壳104的内表面之间滑动接触，使得密封件180在驱动部分102之间滑动接触，使得偏压机构的第二端部202密封于形成于刮片外壳190内的凹槽194内。为了将驱动部分102固定于外壳104内，止动装置150与驱动部分102相连接。为了将曲轴接头总成100固定于齿轮箱20，将密封件178插入凹槽176内，曲轴接头总成的至少一部分定位于齿轮箱20上的开孔内。为了将曲轴接头总成100固定于齿轮箱20，使用了止动装置210。在一个实施例中，止动装置200是弹簧卡子，例如C形夹子。可选择的是，使用多个固定件将曲轴接头总成100固定于齿轮箱20。
在操作中，将工具连接于曲轴接头总成100以便于操作曲轴接头总成。尤其是，在一个示例性的实施例中，驱动部分的头部120实质上具有一个基本为六角形的形状，并且其尺寸适配于标准的套筒或扳手。为了操作曲轴接头总成100，将套筒或扳手连接于驱动部分的头部120，由操作人员施力于头部120，使驱动部分102在第一或结合方向220上移动。因此，驱动部分102的移动使驱动部分的第二端部进入齿轮箱衬套162，并与齿轮箱20相接合。然后，操作人员沿顺时针或逆时针方向转动驱动部分的头部120，以便于至少转动燃气涡轮发动机10的一部分。在示例性的实施例中，由于止动部件134会在预定的间距与密封件180相接触，因此，径向凸起134(即止动部件)利于限定驱动部分102在第一方向220上移动的距离。更进一步，如图3所示，因为外壳的内径174略呈锥形，因此当驱动部分102在第一方向220上移动或推入齿轮箱的衬套162中时，密封件144上的压力会减小以利于减少密封件144的磨损。然而，当操作人员施于头部120的力撤销时，由于外壳的内径174略呈锥形，使驱动部分102在第二或脱离方向222上移动，，当驱动部分102在第二方向222上移动或推入齿轮箱的衬套162中时，密封件144上的压力会增加以便于形成驱动部分102与外壳104之间的密封。
为停止燃气涡轮发动机10的转动，操作人员撤除施加于头部120的力，使得驱动部分102在第二方向或脱离方向222上移动。尤其是，偏压机构198(即弹簧198)反作用于驱动部分的台肩128和刮片外壳190，以便于当力从头部120上撤除时，驱动部分102在第二方向222上移动。因此，当未使用曲轴接头总成100时，偏压机构198有利于将驱动部分102保持在脱离或备用位置。
上文所述的曲轴接头总成包括外壳和密封的正方形驱动曲轴。曲轴套入外壳内，并与齿轮轴内的正方形驱动曲轴相结合。当发动机曲轴组装完毕时，弹簧将曲轴从结合位置推出。总成支承在发动机上，并且适合于在所有的运行状态下密封齿轮箱。
更进一步，尽管在示例性的实施例中，描述了与飞机上的燃气涡轮发动机相连接的曲轴接头，但是应当认识到曲轴接头可以用于任何环境中的燃气涡轮发动机，例如发电厂。
上文所述的曲轴接头总成的成本低，并且可靠性高。曲轴接头总成配置为可以在各种发动机运转状况下安装在燃气涡轮发动机。更进一步，如前文所说明的那样，一种已知的工具通过接头开孔安装在燃气涡轮发动机上。在检查完毕后，接头再装回原位。然而，如果在维修作业后，未能恰当地将接头放回原位，则有可能将接头松弛，从而导致机油压力降低，甚至导致发动机空中停转(IFSD)。
因此，在此描述的曲轴接头总成与燃气涡轮发动机相连接，并且在各种发动机运转状况下保留在燃气涡轮发动机上。尤其是，当发动机处于运转和在飞行的过程中，在此描述的曲轴接头总成仍保留在燃气涡轮发动机上。因此，在此描述的曲轴接头总成便于减少维修的时间，更进一步，在此描述的曲轴接头总成还便于消除机油压力降低，以及由于机油压力降低导致的发动机空中停转。
尽管本发明以多个特定的实施例的方式进行了说明，本领域的熟练技术人员应当认识到在权利要求的精神和范围内，本发明能够以变形的方式进行实施。
权利要求
1.一种用于燃气涡轮发动机(10)的维修工具，所述的维修工具包括与所述燃气涡轮发动机相连接的外壳(104)；以及至少一部分插入穿过所述外壳的驱动部分(102)，所述的驱动部分设置为在非运行时段，可以选择性地转动所述的燃气涡轮发动机，在正常运行时段，所述的维修工具与所述的燃气涡轮发动机相连接。
2.如权利要求1所述的维修工具，其特征在于所述的维修工具与燃气涡轮发动机的齿轮箱(20)相连接。
3.如权利要求1所述的维修工具，进一步包括外接于所述的驱动部分(102)的偏压机构。
4.如权利要求1所述的维修工具，进一步包括外接于所述的驱动部分(102)的刮片(180)；以及刮片外壳(190)，其设置为固持所述刮片于所述的外壳。
5.如权利要求4所述的维修工具，其特征在于所述的刮片外壳(190)包括凹槽(194)，以及所述的驱动部分(102)包括台肩(128)，所述的偏压机构(198)连接于所述的凹槽与所述的台肩之间。
6.如权利要求1所述的维修工具，其特征在于所述的驱动部分(102)包括六角形头部，所述的六角形头部的尺寸至少适合于匹配套筒或扳手之一。
7.如权利要求1所述的维修工具，其特征在于所述的驱动部分(102)包括止动部件(134)，以便限定所述的驱动部分在运行期间的移动。
8.如权利要求2所述的维修工具，其特征在于所述的驱动部分(102)包括基本上为正方形的第二端部(172)，所述的第二端部的尺寸适合与所述的齿轮箱(20)相结合。
9.一种燃气涡轮发动机(10)包括压缩机(12，14)；燃烧室(16)；与所述的压缩机相连接的涡轮机；至少与所述的压缩机或所述的涡轮机之一相连接的齿轮箱(20)；以及与所述的齿轮箱相连接的维修工具，所述的维修工具包括与所述的齿轮箱相连接的外壳(104)，以及至少一部分插入穿过所述的外壳的驱动部分(102)，所述的驱动部分设置为在非运行时段，可以选择性地转动所述的燃气涡轮发动机，在正常运行时段，所述的维修工具与所述的燃气涡轮发动机相连接。
10.如权利要求9所述的燃气涡轮发动机(10)，其特征在于所述的维修工具进一步包括外接于所述的驱动部分(102)的偏压机构(198)；外接于所述的驱动部分(102)的刮片(180)；以及刮片外壳(190)，其设置为固持所述的刮片于所述的外壳(104)。
全文摘要
一种用于燃气涡轮发动机(10)的维修工具包括与燃气涡轮发动机相连接的外壳(104)，至少一部分插入穿过外壳的驱动部分(102)。驱动部分设置为在非运行时段，可以选择性地转动燃气涡轮发动机。更进一步，在正常运行时段，维修工具与燃气涡轮发动机相连接。
文档编号F01D25/34GK101025095SQ200610064060
公开日2007年8月29日 申请日期2006年12月12日 优先权日2005年12月12日
发明者F·W·麦库伊, J·J·哈达克 申请人:通用电气公司