一种航空发动机低压涡轮转子装配的工艺方法技术

本发明专利技术公开一种航空发动机低压涡轮转子装配的工艺方法，包括低压一级涡轮盘、低压二级涡轮盘、封严环以及低压涡轮轴，通过控制封严环的不平衡量、封严环与低压一级涡轮盘的配合量以及低压一、二级涡轮盘形位公差测量并研磨维修、装配位置拟合，在安装底座上，逐层装配低压二级涡轮盘、低压涡轮轴,并逐层检查装配后的形位公差是否合格，如果合格，则装配低压一级涡轮盘以及封严环，借助转接器和定位工装，通过连接螺栓拧紧，并检查装配后的低压一级涡轮盘形位公差合格。本发明专利技术方法解决低压涡轮转子形位公差超差和不平衡量超差、转子装配过程不可控、装配质量无法保证、装配不稳定的问题，使装配过程可控，保证低压涡轮转子装配质量和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种航空发动机低压涡轮转子装配的工艺方法
本专利技术涉及一种航空发动机低压涡轮转子装配技术，具体为一种航空发动机低压涡轮转子装配的工艺方法。
技术介绍
航空发动机低压涡轮转子由低压一级涡轮盘、低压二级涡轮盘、封严环、低压涡轮轴等组成。组件的形位公差和不平衡状态是评价低压涡轮转子组件的重要指标。目前，航空发动机低压涡轮转子装配在木制底座上进行，逐层装配低压二级涡轮盘、低压涡轮轴、低压一级涡轮盘以及封严环组件，最后拧紧连接螺栓。但是，低压涡轮转子在组件平衡检查时发现，常出现低压涡轮转子形位公差超差、低压涡轮转子不平衡量超差，装配质量不能保证，需要分解低压涡轮转子重新装配，直至装配合格，费时费力。并且低压涡轮转子经过试车后，转子的形位公差和不平衡状态经常出现较大变化，是装配质量不佳的体现。
技术实现思路
针对现有技术中航空发动机低压涡轮转子在装配过程中存在不可控、装配质量无法保证、装配不稳定等不足，本专利技术要解决的问题是提供一种实现低压涡轮转子装配过程可控、保证低压涡轮转子装配的质量和稳定性航空发动机低压涡轮转子装配的工艺方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：本专利技术一种航空发动机低压涡轮转子装配的工艺方法，低压涡轮转子包括低压一级涡轮盘、低压二级涡轮盘、封严环以及低压涡轮轴，通过控制封严环的不平衡量、封严环与低压一级涡轮盘的配合量以及低压一、二级涡轮盘形位公差测量并研磨维修、装配位置拟合，借助转接器和定位工装，在安装底座上，逐层装配低压二级涡轮盘、低压涡轮轴、低压一级涡轮盘以及封严环，并逐层检查装配后的形位公差是否合格，如果合格，则通过连接螺栓拧紧。封严环1的不平衡量控制在(50～2500)g·mm；封严环与低压一级涡轮盘的配合量控制在0～过盈0.045mm；测量低压一、二级涡轮盘形位公差不大于0.02mm，超差时研磨维修，直至合格。按照形位公差拟合最佳装配位置，按照拟合结果，借助转接器和定位工装，在安装底座上，逐层装配低压二级涡轮盘、低压涡轮轴、低压一级涡轮盘以及封严环，并逐层检查装配后的形位公差是否合格，具体操作如下：将安装底座安装到气浮转台的转盘上，测量安装底座与低压涡轮二级盘配合端面A和柱面B的形位公差不大于0.01mm；在安装底座上装配低压二级涡轮盘，检查低压二级涡轮盘与安装座配合端面A，0.03mm的塞尺不能通过为合格；测量低压二级涡轮盘与涡轮轴配合止口端面C与柱面D的形位公差不大于0.03mm；在低压二级涡轮盘上装配低压涡轮轴，用44～45N·m力矩均布固紧各螺母，恢复室温后，拧松螺母，测量低压涡轮轴法兰盘端面G的形位公差不大于0.03mm，低压涡轮轴法兰盘径向H面的形位公差不大于0.03mm，轴承配合面K的形位公差不大于0.04mm；在低压涡轮轴上安装低压一级涡轮盘及封严环，使用定位工装和转接器通过多个螺母以“十”字交叉法用扭矩扳手渐进拧紧至力矩40～42N·m，并用40～42N·m力矩顺时针依次校验，测量低压涡轮轴K面的形位公差不大于0.04mm，测量低压一级涡轮盘的N、Q面形位公差不大于0.04mm。C为低压二级涡轮盘与低压涡轮轴配合端面，D为低压二级涡轮盘与与低压涡轮轴配合止口柱面，G为低压涡轮轴与低压一级涡轮盘配合端面，H为低压涡轮轴与低压一级涡轮盘配合止口柱面，K为低压涡轮轴轴承装配柱面，N为低压一级涡轮盘轮毂内径柱面，Q为低压一级涡轮盘轮毂端面。定位工装包括第一定位环、第二定位环以及轴向支撑，第一定位环和第二定位环为不同直径的圆环，通过轴向支撑同轴连接，其中，第一定位环上均布多个定位孔，与低压一级涡轮盘的相应多个拧紧螺栓孔相位相同；第二定位环均布多个螺孔，与低压一级涡轮盘的多个挡板拧紧螺栓孔相应螺栓孔同心。转接器包括C形架和定位头，其中，C形架下端与一级涡轮盘拧紧螺母链接，上端设有定位头孔，定位头部分竖直插入定位头孔内并与定位头孔固接在一起；定位头下端露出部分插入定位工装的定位孔中；定位头孔上部空余部分设有力矩扳手连接孔，力矩扳手连接孔与定位头孔轴向垂直。安装底座为总体空心圆柱形，底部为与转台安装的底脚，上部具有安装凸台，该安装凸台与空心圆柱外圆形成的环形直角面与低压二级涡轮盘底圆配合。空心圆柱形上端设有双圆环形成的液氮槽。本专利技术具有以下有益效果及优点：1.本专利技术低压涡轮转子装配工艺方法解决了低压涡轮转子形位公差超差和不平衡量超差、低压涡轮转子装配过程不可控、装配质量无法保证、装配不稳定的问题，实现低压涡轮转子装配过程可控，保证低压涡轮转子装配的质量和稳定性。2.本专利技术方法有效提高了涡轮转子的装配质量，保证了低压涡轮转子的稳定性，有效降低压涡轮转子的分解率和整机振动率；按照每年转子分解率降低20％，整机振动率降低10％计算，以及工厂前低压涡轮转子因装配质量不合格大分率降低到0，每年保守估计节约近800万。3.本专利技术方法还可广泛的应用于航空、航天以及民品等各行各业多级盘轴类零组件的装配，特别是飞机发动机、燃气轮机、航天转子部件等装配质量要求较高的转子多级盘轴类件的装配。应用前景十分广泛。附图说明图1为本专利技术中的封严环结构示意图；图2为封严环与低压一级涡轮盘配合的结构示意图；图3为低压一级涡轮盘结构示意图；图4为低压二级涡轮盘结构示意图；图5为低压二级涡轮盘的安装底座结构示意图；图6为在安装底座装配低压二级涡轮盘后的结构示意图；图7为在安装底座和低压二级涡轮盘上安装低压涡轮轴后的结构示意图；图8为本专利技术方法中使用的定位工装和转接器；图9为在低压二级涡轮盘和低压涡轮轴上安装低压一级涡轮盘后的结构示意图。其中，1为封严环，2为低压一级涡轮盘，3为低压二级涡轮盘，4为安装底座，401为底脚，402为凸台，403为液氮槽，5为低压涡轮轴，601为第一定位环，602为第二定位环，603为轴向支撑，604为定位孔，701为C形架，702为定位头，703为定位头孔，704为矩扳手连接孔，8为连接螺栓，9为转台。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术作进一步阐述。本专利技术一种航空发动机低压涡轮转子装配的工艺方法，低压涡轮转子包括低压一级涡轮盘2、低压二级涡轮盘3、封严环1以及低压涡轮轴5，通过控制封严环1的不平衡量、封严环1与低压一级涡轮盘2的配合量以及低压一、二级涡轮盘2、3形位公差测量并研磨维修、装配位置拟合，借助转接器和定位工装，在安装底座4上，逐层装配低压二级涡轮盘3、低压涡轮轴5，如果合格，则装配低压一级涡轮盘2以及封严环1，借助转接器和定位工装，通过连接螺栓拧紧，并检查装配后的低压一级涡轮盘形位公差合格。如图2所示，封严环1(如图1所示)封装于低压一级涡轮盘2(如图3所示)与低压二级涡轮盘3(如图4所示)之间，封严环1的不平衡量控制在(50～2500)g·mm；封严环1与低压一级涡轮盘的2配合量控制在0～过盈0.045mm；测量低压一、二级涡轮盘2、3形位公差不大于0.02mm，超差时研磨维修，直至合格。按照形位公差拟合最佳装配位置，按照拟合结果，借助转接器和定位工装，在安装底座4上，逐层装配低压二级涡轮盘3、低压涡轮轴5、低压一级涡轮盘2以及封严环1，并逐层检查装配后的形位公差是否合格，具体操作如下：如图9所示，将安装底座4安装到气浮转台9的转盘上，测量安装底座4与低压涡本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种航空发动机低压涡轮转子装配的工艺方法，低压涡轮转子包括低压一级涡轮盘、低压二级涡轮盘、封严环以及低压涡轮轴，其特征在于：通过控制封严环的不平衡量、封严环与低压一级涡轮盘的配合量以及低压一、二级涡轮盘形位公差测量并研磨维修、装配位置拟合，在安装底座上，逐层装配低压二级涡轮盘、低压涡轮轴,并逐层检查装配后的形位公差是否合格，如果合格，则装配低压一级涡轮盘以及封严环，借助转接器和定位工装，通过连接螺栓拧紧，并检查装配后的低压一级涡轮盘形位公差合格。

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机低压涡轮转子装配的工艺方法，低压涡轮转子包括低压一级涡轮盘、低压二级涡轮盘、封严环以及低压涡轮轴，其特征在于：通过控制封严环的不平衡量、封严环与低压一级涡轮盘的配合量以及低压一、二级涡轮盘形位公差测量并研磨维修、装配位置拟合，在安装底座上，逐层装配低压二级涡轮盘、低压涡轮轴,并逐层检查装配后的形位公差是否合格，如果合格，则装配低压一级涡轮盘以及封严环，借助转接器和定位工装，通过连接螺栓拧紧，并检查装配后的低压一级涡轮盘形位公差合格。2.根据权利要求1所述的航空发动机低压涡轮转子装配的工艺方法，其特征在于：封严环1的不平衡量控制在(50～2500)g·mm；封严环与低压一级涡轮盘的配合量控制在0～过盈0.045mm；测量低压一、二级涡轮盘形位公差不大于0.02mm，超差时研磨维修，直至合格。3.根据权利要求1所述的航空发动机低压涡轮转子装配的工艺方法，其特征在于：按照形位公差拟合最佳装配位置，按照拟合结果，借助转接器和定位工装，在安装底座上，逐层装配低压二级涡轮盘、低压涡轮轴、低压一级涡轮盘以及封严环，并逐层检查装配后的形位公差是否合格，具体操作如下：将安装底座安装到气浮转台的转盘上，测量安装底座与低压涡轮二级盘配合端面A和柱面B的形位公差不大于0.01mm；在安装底座上装配低压二级涡轮盘，检查低压二级涡轮盘与安装座配合端面A，0.03mm的塞尺不能通过为合格；测量低压二级涡轮盘与涡轮轴配合止口端面C与柱面D的形位公差不大于0.03mm；在低压二级涡轮盘上装配低压涡轮轴，用44～45N·m力矩均布固紧各螺母，恢复室温后，拧松螺母，测量低压涡轮轴法兰盘端面G的形位公差不大于0.03mm，低压涡轮轴法兰盘径向H面的形位公差不大于0.03mm，轴承配合面K的形位公差不大于0.04mm；在低压涡轮轴上安装低压一级涡轮盘及封严...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪明，孙汕民，李希顺，于萍，邓会霞，
申请(专利权)人：中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21