一种两用静刚性自由传递推力加载装置的制作方法

本发明涉及航空发动机转子拉伸推力加载，具体涉及一种两用静刚性自由传递推力加载装置。

背景技术：

1、航空发动机核心机转子一般采用短止口过盈装配结构，止口装配后通过螺栓连接紧固。螺栓连接的刚性、周向的一致性以及连接后的转子各项受力均匀度难以检测和控制。转子装配后冷态静止时由于压紧力及连接螺栓的作用，转子连接后为稳定理想状态，工作状态时受工作拉力的作用，整个转子处于拉伸状态，其短止口过盈配合以及周向螺栓连接的均匀程度会使转子偏离理想状态，造成倾斜乃至弯曲。所以基于转子静止与工作状态的差异，提出采用轴向推拉加载的方式实现转子施力，使转子在冷态静止状态模拟至工作推拉状态的受力，在装配完成后即监测转子受力均匀性以及拉力下的倾斜弯曲程度，同时根据加载后参数测量结果对短止口过盈装配及螺栓紧固的有效性进行分析评估。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种两用静刚性自由传递推力加载装置；具体技术方案如下：

2、一种两用静刚性自由传递推力加载装置，承力底座、压紧螺栓、底座压块、中承力块、中承力螺栓、吊环、主承力座、自由承力凹块、自由推力块、承力上盖、施力扳手或千斤顶和施力杆；

3、所述承力底座为中空环形底座，两端设有向外延伸的安装槽，且安装槽内设有螺孔，所述承力底座下端设有用于设备接口连接的安装座；

4、所述安装槽与高压涡轮止口及连接孔相配合，中空的承力底座作为施力后的转子状态测量留出支承空间；

5、所述压紧螺栓将底座压块、高涡转子前安装边与承力底座的安装槽连接，并周向压紧，作为前端主施力点；

6、所述主承力座下端设置在承力底座中心的凹槽内，通过螺栓连接固定，所述主承力座上端设置止口，中承力块设置在主承力座的止口内，所述主承力座作为主传递受力机构；

7、所述自由承力凹块设置在中承力块的凹槽口内；

8、所述中承力块为转接承力机构，通过中承力螺栓连接中承力块和自由承力凹块，实现推力由机构传递转换为自由适应传递；

9、所述承力上盖分为两部分，上部为筒状，内有螺纹，与施力扳手或千斤顶相配合进行施力；

10、所述承力上盖下部为圆环状法兰，外法兰边与高压涡轮上安装边止口相配合，作为施力点，其自由推力块设置在内引导孔中，作为施力引导定心，自由推力块能够在引导孔内自由移动；

11、所述自由承力凹块与自由推力块相接触；

12、所述吊环设置在承力上盖侧面，为承力上盖吊起并安装用。

13、所述的一种两用静刚性自由传递推力加载装置，其优选方案为，所述施力扳手或千斤顶为两用施力机构，施力扳手为手动机械旋转施力，千斤顶为液压施力；

14、所述施力杆为手动机械旋转施力扳手；

15、通过千斤顶对承力上盖施加规定推力，推力由千斤顶推动自由推力块，顶住自由承力凹块及中承力块，通过球面传递主承力座及承力底座实现推力传递；

16、对组件进行测量检测后，将千斤顶更换为施力扳手，采用人工施力。

17、所述的一种两用静刚性自由传递推力加载装置，其优选方案为，所述自由承力凹块上端为内球面结构，所述自由推力块下端为外球面结构，其自由推力块的外球面与自由承力凹块内球面配合；将轴向固定推力传递转换为球接触自由推力传递，受力后可实现两端推力自由传递，避免结构形位公差带来的内力偏斜。

18、一种两用静刚性自由传递推力加载装置的具体操作步骤如下：

19、步骤一、将承力底座放在平台上，安装主承力座7至承力底座上，安装时以止口定位，安装到位，将高涡转子吊装至承力底座安装槽的止口上；

20、步骤二、安装底座压块至高压涡轮前安装边止口上，采用压紧螺栓连接底座压块，并拧紧至承力底座1上，周向均匀安装；

21、步骤三、将中承力块4安装至主承力座上部止口内；

22、步骤四、将自由承力凹块安装在中承力块内，内有定位止口连接，用中承力螺栓连接紧固；

23、步骤五、安装承力上盖至高涡转子后安装边上，止口到位后拧紧连接螺栓并紧固；

24、步骤六、将自由推力块安装至承力上盖下部的引导孔内，自由推力块的外球面向下自由顶住自由承力凹块的内球面；

25、步骤七、在承力上盖上部装入千斤顶，并旋扭到位；

26、步骤八、连接完成后，按规定要求对千斤顶14施加推力，施加同时按规定要求检测高涡转子变化数据并记录；

27、步骤九、完成施力后分解千斤顶，并换装施力扳手，采用搬动施力杆的方式旋扭施力扳手，检测高压涡轮变化数据至采用千斤顶时的数据同位点；

28、步骤十、分下施力杆，将施加推力的高涡转子连同施力装置整体吊装至高涡测量设备上进行施加推力状态下的参数测量；

29、步骤十一、测量完成分下高涡转子及施力装置，卸载推力后按装配时的步骤，逆序分解施力装置，分下高涡转子；

30、步骤十二、完成高涡转子周向施力加载工作。

31、有益效果：

32、本发明的专用施力装置采用自由推力块进行推力传递，降低施力内力影响，采用球面接触自由施力结构，取代刚性连接推力传递，减少推力传递偏差带来的倾斜问题，实用性高，施力后能够准确反映高涡转子自由施力的变形状态，操作效率高，同时使用方便易于操作。该工艺装备的采用，将多方式推力加载和推力刚性自由传递两项装置实现一体化设计，降低了专用工装及非标设备的制造成本，同时降低了装配周期，提高了质量及效率，节约了发动机生产成本。

技术特征：

1.一种两用静刚性自由传递推力加载装置，其特征在于：承力底座、压紧螺栓、底座压块、中承力块、中承力螺栓、吊环、主承力座、自由承力凹块、自由推力块、承力上盖、施力扳手、千斤顶和施力杆；

2.根据权利要求1所述的一种两用静刚性自由传递推力加载装置，其特征在于：所述施力扳手或千斤顶为两用施力机构，施力扳手为手动机械旋转施力，千斤顶为液压施力；

3.根据权利要求1所述的一种两用静刚性自由传递推力加载装置，其特征在于：所述自由承力凹块上端为内球面结构，所述自由推力块下端为外球面结构，其自由推力块的外球面与自由承力凹块内球面配合；将轴向固定推力传递转换为球接触自由推力传递，受力后可实现两端推力自由传递，避免结构形位公差带来的内力偏斜。

技术总结
本发明涉及一种两用静刚性自由传递推力加载装置，承力底座中空环形底座，与高压涡轮止口及连接孔相配合；压紧螺栓将底座压块、高涡转子前安装边、承力底座连接并周向压紧；通过中承力螺栓连接中承力块和自由承力凹块；主承力座连接承力底座和中承力块；自由承力凹块将轴向固定推力传递转换为球接触自由推力传递，与自由推力块相接触；承力上盖上部与施力扳手或千斤顶相配合进行施力，下部与高压涡轮上安装边止口相配合，内引导孔与自由推力块过渡配合，作为施力引导定心，自由推力块在引导孔内自由移动；本发明通过设计弧面加载传力机构，实现推力传递的自动定位定心效果，通过设计两用静态结构，实现自动手动加载的双方式切换。

技术研发人员：杜立峰,李青阳,马斯博,赵海翔
受保护的技术使用者：中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21