专利名称：一种压气机-透平转子组件动平衡夹具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种动平衡试验夹具，特别是关于压气机一透平转子组件检验动平衡试验用 的夹具。
技术背景压气机-透平转子组件检验其动平衡是生产中一道关键工序，现有技术是使用一种长体假 轴夹具，套装在压气机前轴颈支点处，套装在透平转子后轴颈支点处，同在一台高速动平衡 机上运转，检验压气机-透平转子组件动平衡，试验中发现，长体假轴夹具内孔同心度难以保 证，使试验产生跳动，所得试验数据真实性、可靠性、稳定性，可制造性受到质疑，严重影 响压气机-透平转子组件可信度和投入实践中使用。 发明内容针对现有技术的不足之处，本发明的目的是要提供一种加工制作方便，动平衡试验不发 生跳动，尤其适用于低速平衡机上使用，与被试件连接方便，与动平衡试验机装卸容易，自 身平衡度高，通用性强的压气机-透平转子组件动平衡夹具。本发明解决其技术问题所釆用的技术方案是采用分解式结构包括套装在压气机前轴颈上的转子组件动平衡前支点夹具，套装在透平机后轴颈上的转子组件动平衡后支点夹具和 纠正转子组件动平衡径向偏心机构。其中套装在压气机前轴颈上的转子组件动平衡前支点夹 具是由驱动盘、连接轴、定位轴、依次机械连接组成。驱动盘上设有与低速动平衡试验机相 连的工艺孔，连接轴一端为法兰环，法兰环上设有螺钉孔，螺钉孔内螺钉与压气机前轴颈轴 向定位连接，定位轴为一管形，其内壁中部设有花键槽与压气机前轴花键啮合；套装在透平 后轴颈上的转子组件动平衡后支点夹具为一管形的工艺后轴套，其内壁中部设有环形内法兰， 环形内法兰上，从圆心沿半径方向在法兰平面上依次设有花瓣槽，与透平篦齿管筒相连的小 孔，与透平后轴颈相连的大孔，该夹具有一端为一圆环形法兰式平面，在该平面上等距设有 安装孔；纠正转子组件动平衡径向偏心机构，包括一支平衡芯轴，该芯轴外表面上设有限位 凸环和螺纹，在凸环和螺丝段之间安装有定位盘和固定定位盘用的锁定螺母，定位盘在一侧 有一凸起圆环，凸起圆环环形面与被纠偏的压气机级盘相接，凸起圆环侧平面等弧矩交替设 有燕尾导向槽和压勾固定孔，其中燕尾导向槽内从上至下依次设有顶块和斜块，两块相邻处 为斜面，该面与水平线组成顶块上滑角，上滑角度^10°，对应顶块处在定位盘上设有盖板， 压钩固定孔旁设有锁位销钉孔，在定位盘上对应斜块处设有光孔，在定位盘上对应顶块处设 有定位梯形孔，光孔内双头螺栓一端与斜块通过螺钉连接，另一露出定位盘面端与螺母相连， 螺母锁紧力推动斜块沿垂直定位盘工作方向移动，产生向上分力，推动顶块上移，顶块和定 位盘相通的定位梯形孔内设有销钉用来限制顶块移动量，定位盘上的压钩固定孔内设有压钩， 在定位盘上压钩钩头的旁侧设有限位销，并与压钩钩头相邻。压气机一透平转子组件动平衡夹具使用方法是首先取纠正转子组件动平衡径向偏心机 构，装设在压气机1-3级盘或4-17级盘或5-10级盘或11 17级盘空间内，使定位盘工作面与 级盘壳面相接，并用压钩将两者紧紧固定，调节双头螺栓上的螺母，使斜块推动顶块移动， 改变级盘壳之偏心量，直至达到技术要求后停止螺母转动。级盘动平衡调整合格后，撤除纠 正转子组件动平衡径向偏心机构，再对组装后的压气机一透平机转子组件作整机动平衡。取定位轴套入压气机前轴颈支点处，定位轴花键槽与压气机前轴颈上的花键啮合连接， 取连接轴插入定位轴内，用螺钉将其紧固在压气机前轴颈端面上，连接轴与定位轴机械连接， 取驱动盘插入连接轴上，用螺栓将其固定在连接轴上，待试验时与低速平衡实验机连接。取转子组件动平衡后支点夹具，套入透平后轴颈上，螺钉穿过大孔将转子组件动平衡后 支点夹具与透平后轴颈相连紧固，螺钉穿过小孔将透平篦齿管筒与转子组件动平衡后支点夹 具相连紧固。试验时转子组件动平衡后支点夹具座在低速动平衡试验机支座上。纠正转子组件动平衡径向偏心机构合计质量为被测试压气机一透平转子组件合计质量的 二分之一，且正负差为1—1.5%。本发明的积极效果是动平衡试验不发生跳动，夹具自身平衡度高，加工制作方便，试 验后装夹拆卸方便，适用于超大形压气机一透平转子组件动平衡试验，所得数据具有真实可 靠性，为发展超大型压气机一透平转子组件产品，提供了试验性保证。
图1是转子组件前支点夹具结构及安装示意图图2是图1中定位轴与压气机前轴颈花键齿连接示意图；图3是图1中连接轴结构示意图；图4是转子组件后支点夹具结构及安装示意图；图5是图4左视结构示意图；图6是纠正转子组件动平衡径向偏心机构及安装示意图； 图7是图6左视结构示意图8是图6至7中定位盘结构断面示意图； 图9是图8左视结构示意图；图10是图6中顶块剖视图； 图11是图10右视图；图中l驱动盘，2螺栓，3连接轴，4螺钉，5定位轴，6压气机前轴颈，7透平后轴颈， 8工艺后轴套，9螺钉，IO螺栓，ll安装孔，12透平篦齿管筒，13花瓣槽，14平衡芯 轴，15斜块，16销钉，17顶块，18压气机级盘，19螺纹销，20定位盘，21双头螺栓， 22螺母，23锁定螺母，24限位销，25压钩，26盖板，27销孔，28光孔，29限位销孔， 30压钩安装孔，31盖板安装孔，32螺纹孔。
具体实施方式
由图1—9可知，本发明其技术方案采用的夹具结构是分解式结构，它包括套装在压气 机前轴颈6上的转子组件动平衡前支点夹具，套装在透平机后轴颈7上的转子组件动平衡后 支点夹具和纠正转子组件动平衡径向偏心机构。其中套装在压气机前轴颈6上的转子组件动 平衡前支点夹具是由驱动盘l、连接轴3、定位轴5、依次机械连接组成。驱动盘l上设有与 低速动平衡试验机相连的工艺孔，连接轴一端为法兰环，法兰环上设有螺钉孔，螺钉孔内螺 钉4与压气机前轴颈6轴向定位连接，定位轴5为一管形，其内壁中部设有花键槽与压气机 前轴花键啮合；套装在透平后轴颈7上的转子组件动平衡后支点夹具为一管形的工艺后轴套 8，其内壁中部设有环形内法兰，环形内法兰上，从圆心沿半径方向在法兰平面上依次设有花 瓣槽13，与透平篦齿管筒12相连的小孔，与透平后轴颈7相连的大孔，该夹具有一端为一 圆环形法兰式平面，在该平面上等距设有与低速动平衡试验机相连的安装孔ll;纠正转子组 件动平衡径向偏心机构，包括一支平衡芯轴14，该芯轴外表面上设有限位凸环和螺纹，在凸 环和螺丝段之间安装有定位盘20和固定定位盘用的锁定螺母23，定位盘20向一侧有一凸起 圆环，凸起圆环环形面与被纠偏的压气机级盘18相接，凸起圆环侧平面等弧矩交替设有燕尾 导向槽和压勾安装孔30，其中燕尾导向槽内从上至下依次设有顶块17和斜块15，两块相邻 处为斜面，该面与水平线组成顶块上滑角，上滑角度2 10。，对应顶块17处在定位盘20上设 有盖板26，压钩安装孔30旁设有限位销孔29,在定位盘20上对应斜块15处设有光孔28， 在定位盘20上对应顶块17处设有销孔27，光孔28内双头螺栓21 —端与斜块15通过销钉 16连接，另一露出定位盘面端与螺母22相连，螺母22锁紧力推动斜块15沿垂直定位盘20 工作方向移动，产生向上分力，推动顶块17上移，顶块17和定位盘20相通的销孔27内设
有螺纹销19用来限制顶块17移动量，定位盘20上的压钩安装孔30内设有压钩25，在定位 盘20上压钩25钩头的旁侧设有限位销24。并与压钩25钩头相邻。压气机一透平转子组件动平衡夹具使用方法是整机试验时取定位轴5套入压气机前轴 颈6支点处，定位轴5花键槽与压气机前轴颈6上的花键啮合连接，取连接轴3插入定位轴 5内，用螺钉将其紧固在压气机前轴颈6端面上，连接轴3与定位轴5机械连接，取驱动盘1 插入连接轴3上，用螺栓2将其固定在连接轴3上，待试验时与低速平衡实验机连接。取转子组件动平衡后支点夹具，套入透平后轴颈7上螺钉9穿过大孔，将转子组件动平 衡后支点夹具与透平后轴颈7相连紧固，螺钉10穿过小孔将透平篦齿管简12与转子组件动 平衡后支点夹具相连紧固。试验时转子组件动平衡后支点夹具上的圆环形法兰与低速动平衡 试验机通过安装孔11中的螺栓连接。各级级盘动平衡试验时取纠正转子组件动平衡径向偏心机构，装设在压气机1-3级盘 或4-7级盘或5-10级盘或11~17级盘空间内，使定位盘20工作面与级盘壳面相接，并用压 钩25将两者紧紧固定，调节双头螺栓21上的螺母22，使斜块15推动顶块17移动，改变级 盘壳之偏心量，直至达到技术要求后停止螺母22转动。纠正转子组件动平衡径向偏心机构合计质量为被测试压气机一透平转子组件合计质量的 二分之一，且正负差为1一1.5%。
权利要求
1、一种压气机-透平转子组件动平衡夹具，其特征是利用分解式结构，包括套装在压气机前轴颈上的转子组件动平衡前支点夹具套装在透平后轴颈上的转子组件动平衡后支点夹具和纠正转子组件动平衡径向偏心机构组成。
2、 根据权利要求1叙述的一种压气机-透平转子组件动平衡夹具，其特征在于所说的转 子组件动平衡前支点夹具转子组件动平衡前支点夹具是由驱动盘、连接轴、定位轴、依次机 械连接组成，驱动盘上设有与低速动平衡试验机相连的工艺孔，连接轴一端为法兰环，法兰 环上设有螺钉孔，螺钉孔内螺钉与压气机前轴颈轴向定位连接，定位轴为一管形，其内壁中 部设有花键槽与压气机前轴花键啮合，定位轴与压气机前轴件有两段过盈连接。
3、根据权利要求1叙述的一种压气机-透平转子组件动平衡夹具，其特征在于所说的转子 组件动平衡后支点夹具为一管形的工艺后轴套，其内壁中部设有环形内法兰，环形内法兰上， 从圆心沿半径方向在法兰平面上依次设有花瓣槽，与透平篦齿管筒相连的小孔，与透平后轴 颈相连的大孔，该夹具有一端为一圆环形法兰式平面，在该平面上等距设有与低速动平衡试 验机相连的安装孔；
4、 根据权利要求1叙述的一种压气机-透平转子组件动平衡夹具，其特征在于所说的纠 正转子组件动平衡径向偏心机构，包括一支平衡芯轴，该芯轴外表面上设有限位凸环和螺纹， 在凸环和螺丝段之间安装有定位盘和固定定位盘用的锁定螺母，定位盘在一侧有一凸起圆环， 凸起圆环环形面与被纠偏的压气机级盘配合，凸起圆环侧平面等弧矩交替设有燕尾导向槽和 压钩安装孔，其中燕尾导向槽内从上至下依次设有顶块和斜块，两处贴合面为斜面，该面与 水平线组成顶块上滑角，上滑角度2 10。，对应顶块处在定位盘上设有盖板，压钩安装孔旁设 有限位销孔，在定位盘上对应斜块处设有光孔，在定位盘上对应顶块处设有销孔，光孔内双 头螺栓一端与斜块通过销钉连接，另一露出定位盘面端与螺母相连，定位盘上的压钩安装孔 内设有压钩，在定位盘上压钩钩头的旁侧设有限位销，并与压钩钩头相邻。
5、 根据权利要求1叙述的一种压气机-透平转子组件动平衡夹具，其特征在于所说的纠 正转子组件动平衡径向偏心机构合计质量为被测试压气机一透平转子组件合计质量的二分之 一，且正负差为1一1.5L
全文摘要
一种压气机-透平转子组件动平衡夹具，涉及一种夹具技术，它针对现有夹具在试验中产生跳动的弊病，公开一种分解式结构夹具，它包括套装在压气机前轴颈上的转子组件动平衡前支点夹具，套装在透平后轴颈上的转子组件动平衡后支点夹具和纠正转子组件动平衡径向偏心机构组成。其中转子组件动平衡前支点夹具是由驱动盘、连接轴、定位轴、依次机械连接组成。转子组件动平衡后支点夹具为一管形的工艺后轴套，其内壁中部设有用于连接的环形内法兰。纠正转子组件动平衡径向偏心机构，包括一支平衡芯轴，芯轴上设有定位盘。盘上设有调偏心的顶块和斜块。该夹具总质量是被试物体质量的二分之一。本夹具在试验工程中不产生跳动，装卸方便成本低。
文档编号G01M1/02GK101126669SQ20071015723
公开日2008年2月20日 申请日期2007年9月30日 优先权日2007年9月30日
发明者刘建伟, 娟 张, 彭会文, 敏 罗, 赵运航 申请人:沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司