一种多层机匣堵孔结构的制作方法

1.本技术属于航空发动机设计领域，特别涉及一种多层机匣堵孔结构。


背景技术：

2.为提升航空发动机维护性，满足六性设计要求，转子部件(如压气机)需设置有足够的检查窗口，具有良好的可达性与可视性，并具备一定的原位检修能力。
3.轴流式压气机机匣上常设置有孔探孔，堵孔结构,在压气机处于工作状态时，孔探孔处于封堵状态，在检修时，孔探孔处于开孔状态。
4.随着压气机技术的发展，近年来发展出了多涵道压气机，在转子外设置有三层(甚至更多层)机匣，这就需要在每级同一角向位置处且在每层机匣上均开设孔探孔，并能实现同时开关从第二层机匣到第一层机匣对应的多个孔探孔。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本技术提供了一种多层机匣堵孔结构，包括：
6.位于第一层机匣壁面的第一层机匣平台；第一层机匣平台具有a3孔、b3孔以及c3孔；第一层机匣平台上表面安装有第一盖板，第一盖板上具有与a3孔同轴的a1孔、与b3孔同轴的b1孔，与c3孔同轴的c1孔；第一层机匣平台与第一盖板之间形成第一内腔；所述第一内腔设置有第一封堵装置；
7.与第一层机匣平台对应并位于第二层机匣壁面的第二层机匣平台；第二层机匣平台具有与a3孔同轴的a4孔、与b3孔同轴的b4孔，与c3孔同轴的c4孔；第二层机匣平台上表面安装有第二盖板，第二盖板上具有与a4同轴的a2孔、与b4孔同轴的b2孔，与c4孔同轴的c2孔；
8.第二层机匣平台与第二盖板之间形成第二内腔；所述第二内腔设置有第二封堵装置；
9.长堵头，具有传扭柱，传扭柱通过所述b1孔与所述b3孔贯穿所述第一内腔，通过所述b2孔与所述b4孔贯穿所述第二内腔，第一封堵装置具有第一通孔，传扭柱在所述第一内腔中穿过所述第一通孔与第一封堵装置连接，传扭柱与第一封堵装置共同封堵b3孔；第二封堵装置具有第二通孔，传扭柱在所述第二内腔中与第二封堵装置连接；传扭柱与第二封堵装置共同封堵b4孔；
10.第一封堵装置具有第一a孔堵片与第二a孔堵片；第二封堵装置具有第一c孔堵片与第二c孔堵片；长堵头具有封堵状态、开口状态以及拔出状态；旋转长堵头至封堵状态，第一封堵装置通过长堵头的扭矩将第一a孔堵片移动至a1孔与a3孔的轴线上，封堵a1孔与a3孔；第一封堵装置通过长堵头的扭矩将第一c孔堵片移动至c1孔与c3孔的轴线上，封堵c1孔与c3孔；第二封堵装置通过长堵头的扭矩将第二a孔堵片移动至a2孔与a4孔的轴线上，封堵a2孔与a4孔；第二封堵装置通过长堵头的扭矩将第二c孔堵片移动至c2孔与c4孔的轴线上，封堵c2孔与c4孔；
11.旋转长堵头至封堵状态时，第一封堵装置通过长堵头的扭矩将第一a孔堵片移动至a1孔与a3孔的轴线外，打开a1孔与a3孔；第一封堵装置通过长堵头的扭矩将第一c孔堵片移动至c1孔与c3孔的轴线外，打开c1孔与c3孔；第二封堵装置通过长堵头的扭矩将第二a孔堵片移动至a2孔与a4孔的轴线外，打开a2孔与a4孔；第二封堵装置通过长堵头的扭矩将第二c孔堵片移动至c2孔与c4孔的轴线外，打开c2孔与c4孔；
12.将长堵头沿轴向拔出，长堵头处于拔出状态，b1孔、b2孔、b3孔以及b4孔打开，形成可视通道。
13.优选的是，第一封堵装置为第一曲柄型堵片，第一曲柄型堵片具有形成第一a孔堵片的第一柄以及形成第一c孔堵片的第二柄，第一柄与第二柄连接处具有所述第一通孔；第二封堵装置为第二曲柄型堵片，第二曲柄型堵片具有形成第二a孔堵片的第三柄以及形成第二c孔堵片的第四柄，第三柄与第四柄连接处具有所述第二通孔。
14.优选的是，第一曲柄型堵片的端面在所述第一通孔处形成环形的第一限位凸台，第一层机匣平台在b3孔处具有容纳第一限位凸台的第一沉头孔；
15.第二曲柄型堵片的端面在所述第二通孔处形成环形的第二限位凸台，第二层机匣平台在b4孔处具有容纳第二限位凸台的第二沉头孔。
16.优选的是，第一曲柄型堵片与第一沉头孔之间安装有第一扭簧，第一扭簧使第一曲柄型堵片复位至初始位置，第二曲柄型堵片与第二沉头孔之间安装有第二扭簧，第二扭簧使第二曲柄型堵片复位至初始位置。
17.优选的是，第一c孔堵片与第一a孔堵片分别具有第一齿条；两个第一齿条呈中心对称分布，并在中间啮合有第一齿轮，第一齿轮与长堵头连接；第二a孔堵片以及第二c孔堵片分别具有第二齿条，并在中间啮合有第二齿轮，第二齿轮与长堵头连接，第一齿条与第一盖板滑动连接，第二齿条与第二盖板滑动连接。
18.优选的是，长堵头具有传扭手柄，传扭手柄垂直安装在传扭柱的一端；第一盖板的上端面具有弹簧座，弹簧座具有轴线与第一盖板端面平行的圆柱空腔，圆柱空腔的腔口收窄，圆柱空腔内设置有弹簧与圆球，弹簧通过压缩将圆球顶在所述腔口，圆球的部分超出腔口；传扭手柄的端面具有容纳部分圆球的圆槽，传扭手柄在预设角度与弹簧座同轴。
19.优选的是，第一曲柄型堵片与第二曲柄型堵片的端面安装有多个小滚珠。
20.优选的是，传扭柱形状为多棱柱，所述第一通孔、所述第二通孔与传扭柱形状匹配，传扭柱与所述第一通孔、所述第二通间隙孔配合连接。
21.优选的是，传扭柱的顶端设置有顶丝孔，用于拆装长堵头。
22.优选的是，所述滑动连接方式具体为：第一盖板具有l型凸台，第一齿条在所述l型凸台的侧壁上滑动；第二盖板具有l型凸台，第二齿条在所述l型凸台的侧壁上滑动。
23.优选的是，将曲柄型堵片向下的限位凸台与主体部分进行分体式设计，将所述限位凸台形成传扭套筒，传扭套筒上设置有多个齿，每个齿相对应插入到曲柄型堵片设置的齿槽内。在相邻的齿中间设置有小弹簧，小弹簧一端与曲柄型堵片抵接，另外一端与传扭套筒抵接。传扭套筒不仅可以带动曲柄型堵片转动，两者之间的柔性连接使得两者之间有一定的活动虞度，在长堵头拆装过程中不易卡堵。
24.本技术的优点包括：
25.1)本发明采用模块化设计，扩展性强，首次解决了两层及以上机匣多级孔探孔同
时封堵的技术难题，结构简单，安装方便，可靠性高，维护性好。
26.2)本发明首次解决了不同角向位置的多级孔探孔同时封堵的技术难题，适应性强，且一次操作可以开多个孔探孔，大大提高了作业效率。
27.3)采用滑片封堵代替堵头插入式封堵，以及曲柄型堵片的分体柔性设计，显著减少卡堵风险，可靠性大幅提升。
28.4)省略传统堵头拔出、插入环节，从源头上避免堵头丢失、掉落等危险的发生。
附图说明
29.图1是本技术一优选实施方式多层机匣堵孔结构示意图；
30.图2是本技术一优选实施方式曲柄型堵片上表面示意图；
31.图3是本技术一优选实施方式曲柄型堵片下表面示意图；
32.图4是本技术一优选实施方式盖板示意图；
33.图5是本技术一优选实施方式长堵头示意图；
34.图6是本技术实施例2的封堵装置示意图。
具体实施方式
35.为使本技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式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。所描述的实施方式是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施方式，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方式，都属于本技术保护的范围。下面结合附图对本技术的实施方式进行详细说明。
36.实施例1：
37.如图1-图5所示，位于第一层机匣壁面的第一层机匣平台9；第一层机匣平台9具有a3孔、b3孔以及c3孔；第一层机匣平台9上表面安装有第一盖板2，第一盖板2上具有与a3孔同轴的a1孔、与b3孔同轴的b1孔，与c3孔同轴的c1孔；第一层机匣平台9与第一盖板2之间形成第一内腔；所述第一内腔设置有第一封堵装置；
38.与第一层机匣平台9对应并位于第二层机匣壁面的第二层机匣平台10；第二层机匣平台10具有与a3孔同轴的a4孔、与b3孔同轴的b4孔，与c3孔同轴的c4孔；第二层机匣平台10上表面安装有第二盖板3，第二盖板3上具有与a4同轴的a2、与b4同轴的b2，与c4同轴的c2；
39.第二层机匣平台10与第二盖板3之间形成第二内腔；所述第二内腔设置有第二封堵装置；
40.长堵头4，具有传扭柱，传扭柱通过所述b1孔与所述b3孔贯穿所述第一内腔，通过所述b2孔与所述b4孔贯穿所述第二内腔，第一封堵装置具有第一通孔，传扭柱在所述第一内腔中穿过所述第一通孔与第一封堵装置连接，传扭柱与第一封堵装置共同封堵b3孔；第二封堵装置具有第二通孔，传扭柱在所述第二内腔中与第二封堵装置连接；传扭柱与第二封堵装置共同封堵b4孔；
41.第一封堵装置具有第一a孔堵片与第二a孔堵片；第二封堵装置具有第一c孔堵片与第二c孔堵片；长堵头4具有封堵状态、开口状态以及拔出状态；旋转长堵头4至封堵状态，第一封堵装置通过长堵头4的扭矩将第一a孔堵片移动至a1孔与a3孔的轴线上，封堵a1孔与a3孔；第一封堵装置通过长堵头4的扭矩将第一c孔堵片移动至c1孔与c3孔的轴线上，封堵c1孔与c3孔；第二封堵装置通过长堵头4的扭矩将第二a孔堵片移动至a2孔与a4孔的轴线上，封堵a2孔与a4孔；第二封堵装置通过长堵头4的扭矩将第二c孔堵片移动至c2孔与c4孔的轴线上，封堵c2孔与c4孔；
42.旋转长堵头4至封堵状态时，第一封堵装置通过长堵头4的扭矩将第一a孔堵片移动至a1孔与a3孔的轴线外，打开a1孔与a3孔；第一封堵装置通过长堵头4的扭矩将第一c孔堵片移动至c1孔与c3孔的轴线外，打开c1孔与c3孔；第二封堵装置通过长堵头4的扭矩将第二a孔堵片移动至a2孔与a4孔的轴线外，打开a2孔与a4孔；第二封堵装置通过长堵头4的扭矩将第二c孔堵片移动至c2孔与c4孔的轴线外，打开c2孔与c4孔；
43.将长堵头4沿轴向拔出，长堵头4处于拔出状态，b1、b2、b3以及b4孔打开，传扭柱的顶端设置有顶丝孔，用于拆装长堵头4。
44.在一些可选实施方式中，第一封堵装置为第一曲柄型堵片，第一曲柄型堵片具有形成第一a孔堵片的第一柄以及形成第一c孔堵片的第二柄，第一柄与第二柄连接处具有所述第一通孔；第二封堵装置为第二曲柄型堵片，第二曲柄型堵片具有形成第二a孔堵片的第三柄以及形成第二c孔堵片的第四柄，第三柄与第四柄连接处具有所述第二通孔；
45.第一曲柄型堵片与第二曲柄型堵片都是的形状可以是曲柄状，蝶翼状，回旋镖状，其具体形状根据孔的位置决定，因为相邻的孔在角向位置上不相同，即孔的位置为不规则，因此可以曲柄型堵片可以对应孔的位置进行适应性设计，这是曲柄型堵片的优势之处，此外，当第一层机匣平台9与第二层机匣平台10的平面具有些许弧度时，曲柄型堵片也能够设计成与之贴合的曲面，实现更好地贴合与安装效果。
46.在一些可选实施方式中，第一曲柄型堵片的端面在所述第一通孔处形成环形的第一限位凸台，第一层机匣平台9在b3孔处具有容纳第一限位凸台的第一沉头孔；
47.第二曲柄型堵片的端面在所述第二通孔处形成环形的第二限位凸台，第二层机匣平台10在b4孔处具有容纳第二限位凸台的第二沉头孔。
48.在一些可选实施方式中，第一曲柄型堵片与第一沉头孔之间安装有第一扭簧，第一扭簧使第一曲柄型堵片复位至初始位置，第二曲柄型堵片与第二沉头孔之间安装有第二扭簧，第二扭簧使第二曲柄型堵片复位至初始位置。
49.在一些可选实施方式中，长堵头4具有传扭手柄，传扭手柄垂直安装在传扭柱的一端；第一盖板2的上端面具有弹簧座5，弹簧座5设置有两个，弹簧座5具有轴线与第一盖板2端面平行的圆柱空腔，圆柱空腔的腔口收窄，圆柱空腔内设置有弹簧与圆球，弹簧通过压缩将圆球顶在所述腔口，圆球的部分超出腔口；传扭手柄的端面具有容纳部分圆球的圆槽，传扭手柄在预设角度与弹簧座5同轴。
50.弹簧座5卧式安装，其内装有弹簧与伸缩球头，如图所示。弹簧一端与弹簧座抵接，另外一端与伸缩球头抵接，伸缩球头的球头在弹簧力的作用下伸出弹簧座，并与长堵头上的半球形球窝相接触，以对长堵头限位。模型中为装配状态，途中未剖视显示出弹簧。
51.在一些可选实施方式中，第一曲柄型堵片与第二曲柄型堵片的端面安装有多个小
滚珠。
52.在一些可选实施方式中，传扭柱形状为多棱柱，所述第一通孔、所述第二通孔与传扭柱形状匹配，传扭柱与所述第一通孔、所述第二通孔间隙配合连接,多棱柱状能够便于将扭矩传递给所述第一通孔、所述第二通孔。
53.优选的是，传扭柱的顶端设置有顶丝孔，用于拆装长堵头。
54.在一些可选实施方式中，为适应机匣的圆柱曲面，凸台与曲柄型堵片可相应的进行曲度设计，以更好的贴合机匣外圆柱面，作为本发明的进一步优化，为防止因工作中机匣热变形导致长堵头卡堵的风险发生，对曲柄型堵片作了进一步优化将曲柄型堵片向下的限位凸台与主体部分进行分体式设计，将所述限位凸台形成传扭套筒，传扭套筒上设置有多个齿，每个齿相对应插入到曲柄型堵片设置的齿槽内。在相邻的齿中间设置有小弹簧，小弹簧一端与曲柄型堵片抵接，另外一端与传扭套筒抵接。传扭套筒不仅可以带动曲柄型堵片转动，两者之间的柔性连接使得两者之间有一定的活动虞度，在长堵头拆装过程中不易卡堵。
55.本实施例具体的孔探孔封堵过程是：其中孔探孔为a孔,b孔,c孔,d孔，在封堵时，将顶丝工具旋入长堵头上的螺纹孔，将长堵头从第一层机匣向内依次穿过第一层机匣、穿入第二层机匣，直到曲型头接触到第一层机匣上的盖板，旋转长堵头，克服扭簧的弹簧力带动曲柄型堵片转动，直到堵头完全将孔探孔封堵，此时，长堵头上的半球形球窝恰好与弹簧座上的伸缩球头对准限位。与此同时，弹簧座上的小凸出恰好将曲型头盖住，将顶丝工具旋出，封堵作业完毕。
56.实施例2：
57.如图，位于第一层机匣壁面的第一层机匣平台9；第一层机匣平台9具有a3孔、b3孔以及c3孔；第一层机匣平台9上表面安装有第一盖板2，第一盖板2上具有与a3孔同轴的a1孔、与b3孔同轴的b1孔，与c3孔同轴的c1孔；第一层机匣平台9与第一盖板2之间形成第一内腔；所述第一内腔设置有第一封堵装置；
58.与第一层机匣平台9对应并位于第二层机匣壁面的第二层机匣平台10；第二层机匣平台10具有与a3孔同轴的a4孔、与b3孔同轴的b4孔，与c3孔同轴的c4孔；第二层机匣平台10上表面安装有第二盖板3，第二盖板3上具有与a4同轴的a2孔、与b4孔同轴的b2孔，与c4孔同轴的c2孔；
59.第二层机匣平台10与第二盖板3之间形成第二内腔；所述第二内腔设置有第二封堵装置；
60.长堵头4，具有传扭柱，传扭柱通过所述b1孔与所述b3孔贯穿所述第一内腔，通过所述b2孔与所述b4孔贯穿所述第二内腔，第一封堵装置具有第一通孔，传扭柱在所述第一内腔中穿过所述第一通孔与第一封堵装置连接，传扭柱与第一封堵装置共同封堵b3孔；第二封堵装置具有第二通孔，传扭柱在所述第二内腔中与第二封堵装置连接；传扭柱与第二封堵装置共同封堵b4孔；
61.第一封堵装置具有第一a孔堵片与第二a孔堵片；第二封堵装置具有第一c孔堵片与第二c孔堵片；长堵头4具有封堵状态、开口状态以及拔出状态；旋转长堵头4至封堵状态，第一封堵装置通过长堵头4的扭矩将第一a孔堵片移动至a1孔与a3孔的轴线上，封堵a1孔与a3孔；第一封堵装置通过长堵头4的扭矩将第一c孔堵片移动至c1孔与c3孔的轴线上，封堵
c1孔与c3孔；第二封堵装置通过长堵头4的扭矩将第二a孔堵片移动至a2孔与a4孔的轴线上，封堵a2孔与a4孔；第二封堵装置通过长堵头4的扭矩将第二c孔堵片移动至c2孔与c4孔的轴线上，封堵c2孔与c4孔；
62.旋转长堵头4至封堵状态时，第一封堵装置通过长堵头4的扭矩将第一a孔堵片移动至a1孔与a3孔的轴线外，打开a1孔与a3孔；第一封堵装置通过长堵头4的扭矩将第一c孔堵片移动至c1孔与c3孔的轴线外，打开c1孔与c3孔；第二封堵装置通过长堵头4的扭矩将第二a孔堵片移动至a2孔与a4孔的轴线外，打开a2孔与a4孔；第二封堵装置通过长堵头4的扭矩将第二c孔堵片移动至c2孔与c4孔的轴线外，打开c2孔与c4孔；
63.将长堵头4沿轴向拔出，长堵头4处于拔出状态，b1、b2、b3以及b4孔打开。
64.在一些可选实施方式中，第一c孔堵片与第一a孔堵片分别具有第一齿条；两个第一齿条呈中心对称分布，并在中间啮合有第一齿轮，第一齿轮与长堵头4连接；第二a孔堵片以及第二c孔堵片分别具有第二齿条，并在中间啮合有第二齿轮，第二齿轮与长堵头4连接，第一齿条与第一盖板2滑动连接，第二齿条与第二盖板3滑动连接，此外，还可以根据孔探孔的位置调整两个齿条之间的角度，和长度，适应性的封堵孔探孔。
65.在一些可选实施方式中，所述滑动连接方式具体为：第一盖板2具有l型凸台，第一齿条在所述l型凸台的侧壁上滑动；第二盖板3具有l型凸台，第二齿条在所述l型凸台的侧壁上滑动。
66.其中，中心齿轮齿面厚度至少为两个齿条部的厚度，以保证两个齿条滑片能够上下分布分别与中心齿轮啮合，且两齿条滑片之间不干涉。
67.基于以上技术方案，可通过长堵头驱动中心齿轮转动，进而驱动两个齿条滑动，以实现对孔探孔的开关。
68.在一些可选实施方式中，为减少滑动摩擦，在齿条上下两面上依然设计有小滚珠。
69.在一些可选实施方式中，齿条下表面设置有向下突出的突起，使得其可在凸台上的滑槽内往复运动。
70.实施例3：与实施例1与实施例2有区别的是，所述机匣还包括多层机匣，多层级机匣的开孔与封堵方式与第二层机匣相同；
71.具体的是，将封堵机构可模块化，每个模块包括，封堵装置，机匣平台，盖板，当机匣有多层时，将对应层的机匣设置一个所述模块，并通过长堵头进行连接；也就是说，本装置可将每层的封堵机构拆成一个功能模块，当机匣有多层时，模块进行适应性的拓展，实现多层的封堵。
72.本发明不仅适用于双层机匣的封堵，对于三层甚至更多层的机匣仍高度适用。对于多层机匣来说，可新增加一组曲柄型堵片、扭簧与盖板组件，采用与第二层机匣完全相同的安装方式安装，并将堵孔结构通过长堵头串联起来。这种模块化的设计，具有极强的扩展性与适应性。
73.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术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技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。