一种支承机匣的打压夹具及打压方法与流程

1.本发明涉及航空发动机零部件密封性能试验技术领域，尤其涉及一种支承机匣的打压夹具及打压方法。


背景技术：

2.本发明需要进行打压试验的零件为航空发动机的支承机匣100，其结构具体如图1、图2所示，该支承机匣100由十个支板101、内机匣103、外机匣104等焊接组成，在内机匣103外设置有内机匣支撑壳体外环105，零件属于钣焊组合焊接件，存在大量氩弧焊，焊接后内机匣103和支板101会形成一个内腔以及十个支板腔，支板101上存在管子连接零件的横孔102，该支承机匣100属于发动机承力部件，焊接后对于焊缝的性能要求较高，需要对这些腔体的焊缝进行打压试验检查焊缝的密封性能。
3.虽然申请号为cn202011140309.2的专利公开了一种航空发动机支承机匣气密性检测夹具及检测方法，通过下端面密封组件、上端面密封组件、压紧带肩长螺栓及转接管密封组件密封实现s腔和转接管内腔的密封检测，然后再针对支板逐一通气检测支板内腔的气密性。
4.但是，本发明由于本发明需要进行打压试验的支承机匣中，由于存在内腔和支板腔存、以及支板上存在管子，难于进行打压试验，采用上述现有技术专利的夹具并不适用于图1、图2所示的支承机匣。因此，亟需提供一种支承机匣的打压夹具及打压方法。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的是提出一种支承机匣的打压夹具及打压方法，旨在解决上述技术问题。
6.为实现上述目的，一方面，本发明提出一种支承机匣的打压夹具，包括底座、顶盖板、环形盖板以及堵头组件；在底座与顶盖板之间设置有第一紧固结构，在底座环形盖板之间设置有第二紧固结构；在环形盖板的内孔中设置有两端敞口状的中空筒体；在环形盖板的下表面设置有第三橡胶圈，用于对内机匣支撑壳体外环顶面进行密封；在底座的上表面设置有第一橡胶圈和第二橡胶圈，第一橡胶圈用于对内机匣的下端面进行密封，第二橡胶圈用于对内机匣支撑壳体外环下端面进行密封；顶盖板具备下端敞口状内腔，在该内腔底壁上设置有第四橡胶圈用于对内机匣的顶端面进行密封；中空筒体的顶部插入至顶盖板的内腔中，且中空筒体的外柱面与顶盖板的内壁之间设置有第五橡胶圈；在中空筒体和顶盖板上分别设置有接气嘴；堵头组件用于安装在支承机匣的支板的横孔中，用于对位于外机匣处的横孔孔口进行封堵。
7.优选的，在所述底座的上表面设置有两个同心的环形槽用于镶嵌所述第一橡胶圈和第二橡胶圈。
8.优选的，所述环形槽槽底的平面度0.01-0.06mm。
9.优选的，底座与顶盖板的第一紧固结构为中心轴，所述中心轴的下端固接在底座
的中心，中心轴的顶端设置有连接盘并通过螺栓与顶盖板连接。
10.优选的，中心轴的下端设置有法兰盘，该法兰盘与底座通过定位销及螺钉进行固接。
11.优选的，在底座环形盖板之间的第二紧固结构为多根立柱，多根立柱呈环形均布，立柱的下端固接在底座上，立柱的顶端穿过所述环形盖板后安装有锁紧螺母。
12.优选的，在中空筒体的外柱面上设置有环形凹槽用于镶嵌所述第五橡胶圈；所述第五橡胶圈凸出环形凹槽1-3mm；中空筒体的外周面与顶盖板内壁面之间的配合间隙为0.02-0.1mm；且第五橡胶圈距顶盖板内腔下端面的轴线距离≥3mm。
13.优选的，第一橡胶圈的内径、外径均超出内机匣的下端面5-10mm；第二橡胶圈的内径、外径均超出内机匣支撑壳体外环下端面5-10mm；第三橡胶圈的内径、外径均超出内机匣支撑壳体外环顶面5-10mm；第四橡胶圈的内径、外径均超出内机匣的顶端面5-10mm。
14.优选的，所述堵头组件包括拉杆和密封垫；拉杆的一端一体成型有外堵头，另一端设置有内堵头，内堵头与拉杆采用螺纹连接；密封垫安装在外堵头的内侧；拉杆的杆体直径小于支承机匣的支板的横孔直径；内堵头与内机匣内部相接触的端面开设有槽体，装配时不密封位于内机匣内部处的横孔孔口。
15.另一方面，本发明还提供一种支承机匣的打压方法，采用上述打压夹具，包括以下步骤：
16.步骤s1：将堵头组件安装在支承机匣的支板的横孔中，用于对位于外机匣处的横孔孔口进行封堵；
17.步骤s2：将支承机匣装入底座，使得内机匣的下端面、内机匣支撑壳体外环下端面分别与第一橡胶圈、第二橡胶圈相贴合；
18.步骤s3：将环形盖板搭在支承机匣的内机匣支撑壳体外环的顶部，通过第二紧固结构与底座连接并锁紧，并使得第三橡胶圈贴合在内机匣支撑壳体外环的顶面上；
19.步骤s4：将顶盖板扣接在中空筒体上，并使得第四橡胶圈与内机匣的顶端面相贴合，通过第一紧固结构将顶盖板与底座连接并锁紧；
20.步骤s5：将装夹好的支承机匣连同打压夹具一并放入水槽中，对中空筒体上的接气嘴连接气管并通气，通气压力0.2-0.3mpa，持时20min，检查有无气泡冒出；
21.步骤s6：将装夹好的支承机匣连同打压夹具取出后，并松开环形盖板，解除第三橡胶圈的密封，再将支承机匣连同打压夹具放入水槽中，对顶盖板上的接气嘴连接气管并通气，通气压力0.2-0.3mpa，持时20min，检查有无气泡冒出；
22.步骤s7：打压试验完毕，取出并拆卸零件。
23.由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果如下：
24.(1)通过采用本发明所提供的打压夹具，可以对支承机匣进行快速装夹定位加工，大大缩短了零件的加工周期；
25.(2)通过采用本发明所提供的打压夹具及打压方法，可以对支承机匣的内腔和支板腔单独打压，便于快速检测处焊缝缺陷位置。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
27.图1为本发明需要进行打压试验的支承机匣的俯视图；
28.图2为图1中沿着ac-ac的剖视图；
29.图3为支承机匣安装在本发明所提供的打压夹具时的结构示意图；
30.图4为本发明中堵头组件安装在支承机匣时的结构示意图；
31.图5为本发明中堵头组件的结构示意图。
32.附图标号说明：1、底座；2、顶盖板；3、环形盖板；4、第一橡胶圈；5、第二橡胶圈；6、第三橡胶圈；7、第四橡胶圈；8、第五橡胶圈；9、堵头组件；10、立柱；11、中心轴；12、中空筒体；13、环形槽；14、接气嘴；15、拉杆；16、密封垫；17、外堵头；18、内堵头；100、支承机匣；101、支板；102、横孔；103、内机匣；104、外机匣；105、内机匣支撑壳体外环。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。
34.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
35.另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
36.结合图1、图2所示，为本发明需要进行打压试验的支承机匣100的结构示意图，该支承机匣100由十个支板101、内机匣103、外机匣104等焊接组成，在内机匣103外设置有内机匣支撑壳体外环105，零件属于钣焊组合焊接件，存在大量氩弧焊，焊接后内机匣103和支板101会形成一个内腔以及十个支板腔，支板101上存在管子连接零件的横孔102，该支承机匣100属于发动机承力部件，焊接后对于焊缝的性能要求较高，需要对这些腔体的焊缝进行打压试验检查焊缝的密封性能。
37.结合图3至图5所示，一种支承机匣的打压夹具，包括底座1、顶盖板2、环形盖板3以及堵头组件9；在底座1与顶盖板2之间设置有第一紧固结构，在底座1环形盖板3之间设置有第二紧固结构；在环形盖板3的内孔中设置有两端敞口状的中空筒体12；在环形盖板3的下表面设置有第三橡胶圈6，用于对内机匣支撑壳体外环105顶面进行密封；在底座1的上表面设置有第一橡胶圈4和第二橡胶圈5，第一橡胶圈4用于对内机匣的下端面进行密封，第二橡胶圈5用于对内机匣支撑壳体外环105下端面进行密封；顶盖板2具备下端敞口状内腔，在该
内腔底壁上设置有第四橡胶圈7用于对内机匣103的顶端面进行密封；中空筒体12的顶部插入至顶盖板2的内腔中，且中空筒体12的外柱面与顶盖板2的内壁之间设置有第五橡胶圈8；在中空筒体12和顶盖板2上分别设置有接气嘴14；堵头组件9用于安装在支承机匣100的支板101的横孔102中，用于对位于外机匣104处的横孔102孔口进行封堵，在顶盖板2上设置有多个吊环以便于装夹零件后进行起吊。
38.在本实施例中，在所述底座1的上表面设置有两个同心的环形槽13用于镶嵌所述第一橡胶圈4和第二橡胶圈5。通过设置环形槽13便于安装第一橡胶圈4和第二橡胶圈5，以免装夹压紧时第一橡胶圈4和第二橡胶圈5发生移位，进而保证密封的可靠性。所述环形槽13槽底的平面度0.01-0.06mm。通过保证平面度要求，使得压紧时第一橡胶圈4和第二橡胶圈5的平整性，保证密封效果。
39.结合图3所示，底座1与顶盖板2的第一紧固结构为中心轴11，所述中心轴11的下端固接在底座1的中心，中心轴11的顶端设置有连接盘并通过螺栓与顶盖板2连接。具体地，中心轴11的下端设置有法兰盘，该法兰盘与底座1通过定位销及螺钉进行固接。采用中心轴11的方式连接底座1与顶盖板2，中心轴11可以穿过内机匣103的通孔与顶盖板2，结构简单，安装方便。
40.结合图3所示，在底座1环形盖板3之间的第二紧固结构为多根立柱10，多根立柱10呈环形均布，立柱10的下端固接在底座1上，立柱10的顶端穿过所述环形盖板3后安装有锁紧螺母。具体地，立柱10的数量为六根。采用立柱10进行连接的方式，可以使得环形盖板3受力均匀，更好地对对内机匣支撑壳体外环105顶面进行密封。
41.结合图3所示，在中空筒体12的外柱面上设置有环形凹槽用于镶嵌所述第五橡胶圈8；所述第五橡胶圈8凸出环形凹槽1-3mm；中空筒体12的外周面与顶盖板2内壁面之间的配合间隙为0.02-0.1mm；且第五橡胶圈8距顶盖板2内腔下端面的轴线距离≥3mm，通过设置环形凹槽便于安装第五橡胶圈8，同时对第五橡胶圈8形成限位作用，避免在打压时第五橡胶圈8发生移位脱落。同时结合中空筒体12的外周面与顶盖板2内壁面之间的配合间隙，进一步保证第五橡胶圈8在打压时的稳定性，避免发生位移脱落。同时利用中空筒体12的外周面与顶盖板2内壁面之间的配合间隙，当顶盖板2固定时，可以对中空筒体12起到定位作用，进而对环形盖板3进行定位，保证第三橡胶圈(6)对准内机匣支撑壳体外环105的顶面。
42.第一橡胶圈4的内径、外径均超出内机匣的下端面5-10mm；第二橡胶圈5的内径、外径均超出内机匣支撑壳体外环105下端面5-10mm；第三橡胶圈6的内径、外径均超出内机匣支撑壳体外环105顶面5-10mm；第四橡胶圈7的内径、外径均超出内机匣的顶端面5-10mm。通过上述结构，保证各个橡胶圈的密封效果。
43.结合图5所示，所述堵头组件9包括拉杆15和密封垫16；拉杆15的一端一体成型有外堵头16，另一端设置有内堵头17，内堵头17与拉杆15采用螺纹连接；密封垫16安装在外堵头16的内侧；拉杆15的杆体直径小于支承机匣的支板101的横孔102直径；内堵头17与内机匣内部相接触的端面开设有槽体，装配时不密封位于内机匣内部处的横孔102孔口，打压时气流可以进入横孔102的内部，以便于对横孔102内部进行压力试验。
44.另一方面，本实施例还提供一种支承机匣的打压方法，采用上述打压夹具，包括以下步骤：
45.步骤s1：将堵头组件9安装在支承机匣100的支板101的横孔102中，用于对位于外
机匣104处的横孔102孔口进行封堵；
46.步骤s2：将支承机匣100装入底座1，使得内机匣103的下端面、内机匣支撑壳体外环105下端面分别与第一橡胶圈4、第二橡胶圈5相贴合；
47.步骤s3：将环形盖板3搭在支承机匣100的内机匣支撑壳体外环105的顶部，通过第二紧固结构与底座1连接并锁紧，并使得第三橡胶圈6贴合在内机匣支撑壳体外环105的顶面上；
48.步骤s4：将顶盖板2扣接在中空筒体12上，并使得第四橡胶圈7与内机匣103的顶端面相贴合，通过第一紧固结构将顶盖板2与底座1连接并锁紧；
49.步骤s5：将装夹好的支承机匣100连同打压夹具一并放入水槽中，对中空筒体2上的接气嘴14连接气管并通气，通气压力0.2-0.3mpa，持时20min，检查有无气泡冒出；
50.步骤s6：将装夹好的支承机匣100连同打压夹具取出后，并松开环形盖板3，解除第三橡胶圈6的密封，再将支承机匣100连同打压夹具放入水槽中，对顶盖板2上的接气嘴14连接气管并通气，通气压力0.2-0.3mpa，持时20min，检查有无气泡冒出；
51.步骤s7：打压试验完毕，取出并拆卸零件。
52.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。