本发明专利技术公开了一种压气机静子叶片扇形段快拆机匣装置，包括：所述静子机匣上设置有扇形开口段及环绕扇形开口段布置的扇形段机匣安装座，且扇形段机匣内侧设置有与扇形开口段相适配的扇形段机匣内板，扇形段机匣与扇形段机匣安装座通过螺栓实现拆卸连接，且连接时扇形段机匣内板与静子机匣内壁光滑过渡，形成完整的机匣环面；所述常规轴颈静子叶片及加长轴颈静子叶片分别沿圆周均布于静子机匣及扇形段机匣内侧，两者构成完整的单排静子叶片。本发明专利技术结构简单，叶片更换方便快速，能够在不打开整环静子机匣的情况下，只更换扇形段内有限数目的静子叶片，便于开展不同叶片造型设计相对于原型静子的流场变化情况研究，缩短静子叶片改型设计周期。
【技术实现步骤摘要】
一种压气机静子叶片扇形段快拆机匣装置
本专利技术涉及压气机台架试验件机匣结构设计方案，尤其涉及一种快速更换静子叶片的扇形段机匣结构，属于叶轮机
的试验装置设计技术。
技术介绍
航空发动机在进行研制时，需要进行大量的基础性试验，对多组叶片进行性能测量试验，例如变安装角叶片、弯掠造型叶片、非轴对称端壁造型叶片等。目前，平面叶栅试验中可以快速更换一组叶片，但是平面叶栅试验不能准确模拟压气机多级环境下的复杂流动状态。压气机台架上可以对多级压气机的性能进行详细测量，但是加工及更换整环叶片时则需要耗费大量的时间，大大增加试验的周期，进而延长了压气机的设计周期。压气机台架上，传统的叶片更换方法是将整台压气机分解开，而压气机各级之间通常有两种连接形式：其一是通过纵向安装边连接的分半机匣，分解时要把分半机匣与前后段机匣的横向安装边的全部螺栓连接脱开，然后把纵向安装边螺栓脱开，取下分半机匣，接着更换某一排或者多排转子/静子叶片，最后把分半机匣纵向连接后与前后段机匣横向连接；其二是每级通过横向安装边连接，更换叶片时需要将欲更换静子叶片的那一级与前后级的横向螺栓全部脱开，更换完一排转子/静子叶片后再与前后级通过横向安装边用螺栓连接。无论是哪种连接方式，在拆卸和组装压气机的过程中均要考虑前后级之间的装配关系，避免转子叶排与静子叶排之间的剐蹭，以及转子传动轴的前后受力点要保持稳定。将整级外机匣拆卸及组装会造成试验准备周期长，更换整排叶片会造成加工周期长、试验成本高等问题，因而在压气机台架试验中，有必要针对快速换装叶片装置进行研究。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种压气机静子叶片扇形段快拆机匣装置，能够在不打开整环静子机匣的情况下，只更换扇形段内有限数目的静子叶片，即可进行压气机改型叶片流场测量试验，便于开展不同叶片造型设计相对于原型静子的流场变化情况的试验研究，缩短静子叶片改型设计周期。技术方案：为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种压气机静子叶片扇形段快拆机匣装置，包括静子机匣、扇形段机匣、测量槽堵盖、常规轴颈静子叶片、加长轴颈静子叶片；其中，所述呈环形布局的静子机匣上设置有扇形开口段及环绕扇形开口段布置的扇形段机匣安装座，且扇形段机匣内侧设置有与扇形开口段相适配的扇形段机匣内板；所述扇形段机匣与扇形段机匣安装座通过螺栓实现拆卸连接，且连接时扇形段机匣内板与静子机匣内壁光滑过渡，形成一个完整的机匣环面；所述常规轴颈静子叶片及加长轴颈静子叶片分别沿圆周均布于静子机匣及扇形段机匣内侧，两者构成完整的单排静子叶片；所述扇形段机匣外侧设置有位移机构安装座，且位移机构安装座上开设有连通扇形段机匣内板的测量槽，在静子叶片流场测量试验中，通过螺栓连接将位移机构(在某些领域也叫坐标架)安装在位移机构安装座上，位移机构带动探针穿过测量槽移动到静子叶片进、出口截面上一个个坐标点，探针测量静子叶片进、出口截面的详细流场数据，在不加装位移机构时测量槽堵盖与测量槽配合连接，测量槽堵盖底端与扇形段机匣内板光滑过渡。本专利技术中，所述加长轴颈静子叶片的轴颈比常规静子叶片的轴颈长度更大，是因为扇形段机匣及其安装座增加了机匣厚度，常规叶片的轴颈长度已经不满足装配关系，所以设计了加长轴颈静子叶片。其中，所述加长轴颈静子叶片的叶身与常规静子叶片的叶身可以相同，也可以不同。当进行基础型压气机试验时，加长轴颈静子叶片的叶身与常规静子叶片的叶身相同，当进行改型静子叶片试验时，加长轴颈静子叶片的叶身与常规静子叶片的叶身不同。而且扇形段两侧与常规静子叶片相邻的静子叶片叶身可以与常规叶片相同，也可以与常规叶片不同，视试验所研究的具体内容而定。进一步的，所述静子机匣、扇形段机匣外侧开设有同一圆周上的定位槽(包括扇形段机匣定位槽、静子机匣定位槽)，定位槽内均布有径向贯通的静子安装孔(包括扇形段机匣静子安装孔、静子机匣静子安装孔)，且静子安装孔的径向内端设置有静子定位孔；所述常规轴颈静子叶片的径向外端依次一体成型有常规静子叶片定位环、常规静子叶片轴颈及常规静子叶片安装轴，其径向内端连接有常规静子叶片底板；所述加长轴颈静子叶片的径向外端依次一体成型有加长轴颈静子叶片定位环、加长轴颈静子叶片轴颈及加长轴颈静子叶片安装轴，其径向内端连接有加长轴颈静子叶片底板；所述常规轴颈静子叶片通过常规静子叶片定位环与静子定位孔的配合实现常规轴颈静子叶片与静子机匣的径向及周向定位，加长轴颈静子叶片通过加长轴颈静子叶片定位环与静子定位孔的配合实现加长轴颈静子叶片与扇形段机匣内板的径向及周向定位；所述常规静子叶片轴颈及加长轴颈静子叶片轴颈贯穿静子安装孔的顶部分别设置有常规静子叶片定位面及加长轴颈静子叶片定位面，常规静子叶片定位面及加长轴颈静子叶片定位面外侧套接有与定位槽相适配的定位块，通过定位块内壁面与常规静子叶片定位面/加长轴颈静子叶片定位面的配合实现常规静子叶片及加长轴颈静子叶片的角向定位，进而通过螺母与常规静子叶片安装轴/加长轴颈静子叶片安装轴的螺纹连接实现常规静子叶片及加长轴颈静子叶片的紧固安装；当常规静子叶片及加长轴颈静子叶片完成安装且扇形段机匣安装于静子机匣上时，同一圆周上的所有加长轴颈静子叶片底板和常规静子叶片底板拼接成一个完整的内轮毂环面。进一步的，所述扇形段机匣及扇形段机匣安装座两端的定位槽处分别设置有扇形段机匣豁口和扇形段机匣安装座豁口，且安装于扇形段机匣豁口处的常规静子叶片轴颈改用与定位槽相适配的静子叶片偏心定位块实现该处常规静子叶片轴颈的角向定位。进一步的，所述位移机构安装座布置于扇形段机匣上定位槽两侧(其短边与压气机轴线平行安装即可)，不加装位移机构时测量槽堵盖通过螺栓实现与位移机构安装座的安装连接。进一步的，所述扇形段机匣上安装的加长轴颈静子叶片数目一般不超过该圆周上单排静子叶片数目的20％。有益效果：本专利技术提供的一种压气机静子叶片扇形段快拆机匣装置，相对于现有技术，具有以下优点：1、能够实现静子叶片快速换装到试验台上并测得其气动性能，保证扇形段静子叶排在换装前后的进口条件近似相同；2、显著降低了叶片三维气动性能测试的试验周期，减小了叶片加工数目和周期，更换叶片方法更为方便简单，对于变安装角叶片、端弯叶片、非轴对称端壁造型叶片等压气机静子叶片设计和三维流场具有显著意义。附图说明图1为本专利技术实施例中扇形段机匣的结构示意图；图2为本专利技术实施例中静子叶片及其安装附件的结构示意图；图3为本专利技术实施例中扇形段机匣与加长轴颈静子叶片的组装示意图；图4为本专利技术实施例中上扇形段机匣安装座的结构示意图；图5为本专利技术实施例中扇形段机匣和静子机匣内侧的结构示意图；图6为本专利技术实施例中扇形段机匣和静子机匣的组装示意图；图中包括：1、扇形段机匣(上板)，2、扇形段机匣静子安装孔，3、扇形段机匣螺纹孔(通孔)，4、扇形段机匣定位槽，5、扇形段机匣定位面，6、位移机构安装座，7、位移机构安装座螺纹孔(盲孔)，8、测量槽，9、扇形段机匣豁口，10、扇形段机匣内板，11、螺栓，12、测量槽堵盖，13、加长轴颈静子叶片(叶身)，14、加长轴颈静子叶片定位环，15、加长轴颈静子叶片定位面，16、加长轴颈静子叶片安装轴，17、加长轴颈静子叶片轴颈，18、加长轴颈静子叶片本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种压气机静子叶片扇形段快拆机匣装置，其特征在于，包括静子机匣(32)、扇形段机匣(1)、测量槽堵盖(12)、常规轴颈静子叶片(23)、加长轴颈静子叶片(13)；其中，所述静子机匣(32)上设置有扇形开口段及环绕扇形开口段布置的扇形段机匣安装座(36)，且扇形段机匣(1)内侧设置有与扇形开口段相适配的扇形段机匣内板(10)；所述扇形段机匣(1)与扇形段机匣安装座(36)通过螺栓(11)实现拆卸连接，且连接时扇形段机匣内板(10)与静子机匣(32)内壁光滑过渡；所述常规轴颈静子叶片(23)及加长轴颈静子叶片(13)分别沿圆周均布于静子机匣(32)及扇形段机匣(1)内侧，两者构成完整的单排静子叶片；所述扇形段机匣(1)外侧设置有位移机构安装座(6)，且位移机构安装座(6)上开设有连通扇形段机匣内板(10)的测量槽(8)，在不加装位移机构时测量槽堵盖(12)与测量槽(8)配合连接，测量槽堵盖(12)底端与扇形段机匣内板(10)光滑过渡。
【技术特征摘要】
1.一种压气机静子叶片扇形段快拆机匣装置，其特征在于，包括静子机匣(32)、扇形段机匣(1)、测量槽堵盖(12)、常规轴颈静子叶片(23)、加长轴颈静子叶片(13)；其中，所述静子机匣(32)上设置有扇形开口段及环绕扇形开口段布置的扇形段机匣安装座(36)，且扇形段机匣(1)内侧设置有与扇形开口段相适配的扇形段机匣内板(10)；所述扇形段机匣(1)与扇形段机匣安装座(36)通过螺栓(11)实现拆卸连接，且连接时扇形段机匣内板(10)与静子机匣(32)内壁光滑过渡；所述常规轴颈静子叶片(23)及加长轴颈静子叶片(13)分别沿圆周均布于静子机匣(32)及扇形段机匣(1)内侧，两者构成完整的单排静子叶片；所述扇形段机匣(1)外侧设置有位移机构安装座(6)，且位移机构安装座(6)上开设有连通扇形段机匣内板(10)的测量槽(8)，在不加装位移机构时测量槽堵盖(12)与测量槽(8)配合连接，测量槽堵盖(12)底端与扇形段机匣内板(10)光滑过渡。2.根据权利要求1所述的一种压气机静子叶片扇形段快拆机匣装置，其特征在于，所述静子机匣(32)、扇形段机匣(1)外侧开设有同一圆周上的定位槽，定位槽内均布有径向贯通的静子安装孔，且静子安装孔的径向内端设置有静子定位孔；所述常规轴颈静子叶片(23)的径向外端依次连接有常规静子叶片定位环(22)、常规静子叶片轴颈(21)及常规静子叶片安装轴(20)，且径向内端连接有常规静子叶片底板(24)；所述加长轴颈静子叶片(13)的径向外端依次连接有加长轴颈静子叶片定位环(14)、加长轴颈静子叶片轴颈(17)及加长轴颈静子叶片安装轴(16)，且径向内端连接有加长轴颈静子叶片底板(18)；所述常规轴颈静子叶片(23)通过常规静子叶片定位环(22)与静子定位孔的配合实现常规轴颈静子叶片(23)与静子机匣(32)的径向及周向定位，加长轴颈静子叶片(13)通过...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡骏，王佳宇，姜超，王志强，李骏，林显巧，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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