一种鼓筒式内腔悬臂高转速转子平衡工装和平衡方法技术

本发明专利技术公开了一种鼓筒式内腔悬臂高转速转子平衡工装和平衡方法，属于航空发动机装配领域，包括传动轴组件、静子机匣支撑组件、转接环、轴承座组件；所述静子机匣支撑组件与轴承座组件连接定位；静子机匣支撑组件前安装边处装配转接环，转接环的前止口用于连接静子机匣进行定位；所述传动轴组件进行风扇盘上后安装边止口的轴向定位夹紧和径向定位夹紧；解决某型航空发动机鼓筒式内腔悬臂高转速压气机转子平衡问题。本发明专利技术根据实际生产需要及发动机部件的特性提供了平衡工装和平衡方法，利用工装方法设计制造了压气机转子动平衡专用工装。装方法设计制造了压气机转子动平衡专用工装。装方法设计制造了压气机转子动平衡专用工装。

【技术实现步骤摘要】
一种鼓筒式内腔悬臂高转速转子平衡工装和平衡方法


[0001]本专利技术属于航空发动机装配领域，具体属于一种鼓筒式内腔悬臂高转速转子平衡工装和平衡方法。

技术介绍

[0002]在工程实际中，由于转子零组件材质不均匀、材料缺陷、加工误差、不均匀变形、磨损掉块、装配误差等原因，转子总是存在不平衡。
[0003]对于机械转子件，不平衡量过大容易引起转子振动，引发轴承、轴封等零部件的损伤，降低转子的机械寿命，增加转子的工作风险。对于航空发动机等高安全性、高可靠性、高精度、高转速工作转子，不平衡量的要求更加严格。对于结构复杂的转子，平衡时的工艺实现难度进一步增加。
[0004]一般通过在转子上去除材料或增加配重的方法来改变转子的质量分布，使得离心力、质心偏心引起的转子振动减小到要求的范围内，从而使发动机平稳工作。转子平衡时，一般需要通过装配待平衡转子、平衡用工装、连接模拟转子等过程共同进行平衡工作。为确保平衡结果精确可靠，平衡工装和待平衡转子等的连接和装配结合面要严格按照航空发动机图纸设计要求(基准、尺寸、公差等)进行设计和装配，尽可能模拟发动机转子工作状态。
[0005]某型航空发动机压气机转子组件为鼓筒式内腔悬臂结构(如图1)，主要由风扇盘、鼓筒、转子叶片组成。该压气机转子为单元体结构形式，外部为压气机静子，主要由静子叶片40和静子机匣组成。压气机转子通过风扇盘后安装边止口(基准A、基准B)与其他转子装配连接，静子机匣和发动机中介机匣安装边连接固定。
[0006]压气机转子鼓筒与风扇盘连接后形成内腔结构，风扇盘后安装边止口与其他转子连接形成悬臂结构。压气机静子机匣和中介连机匣安装边接，使得鼓筒与风扇盘构成的内腔变为封闭腔体。
[0007]压气机转子组件动平衡模拟发动机装配结构和工作状态，具有较高工作转速。结合压气机转静子形成封闭内腔结构、转子悬臂连接、风扇盘后安装边止口处连接面积较小且安装精度高、转静子需分别连接固定、转子装配连接基准传递困难的特点，再加上压气机转子动平衡要求高，平衡工艺实现难度大。

技术实现思路

[0008]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种鼓筒式内腔悬臂高转速转子平衡工装和平衡方法，解决某型航空发动机鼓筒式内腔悬臂高转速压气机转子平衡问题(转静子封闭内腔结构、转子悬臂连接、风扇盘安装边连接面积小且安装精度高、转静子分别固定、转子装配连接基准传递困难、转子转速高、动平衡要求严且精度高)。本专利技术根据实际生产需要及发动机部件的特性提供了平衡工装和平衡方法，利用工装方法设计制造了压气机转子动平衡专用工装。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0010]一种鼓筒式内腔悬臂高转速转子平衡工装，包括传动轴组件、静子机匣支撑组件、转接环、轴承座组件；
[0011]所述静子机匣支撑组件与轴承座组件连接定位；静子机匣支撑组件前安装边处装配转接环，转接环的前止口用于连接静子机匣进行定位；
[0012]所述传动轴组件进行风扇盘上后安装边止口的轴向定位夹紧和径向定位夹紧；所述传动轴组件包括传动轴、涨芯盘、压盖、定位环、驱动螺钉；
[0013]所述传动轴与轴承座组件通过轴承支承传力进行径向定位和轴向定位，所述传动轴通过转接段与涨芯盘安装座连接，所述涨芯盘安装座上安装涨芯盘，所述涨芯盘上安装定位环；涨芯盘上的风扇盘夹紧止口和定位环的前端面夹持风扇盘后安装边；
[0014]所述压盖安装在涨芯盘安装座的中部轴头上，所述涨芯盘安装座的中部轴头外侧套设有拉筒，所述拉筒上开设有拉筒引导槽，拉筒引导槽内安装有拉筒引导螺钉，拉筒引导螺钉用于对拉筒进行周向限位；
[0015]所述拉筒的前端面设置有内凸台结构，压紧螺钉穿过压盖和拉筒连接涨芯盘安装座的中部轴头；所述驱动螺钉穿过拉筒连接涨芯盘安装座的中部轴头。
[0016]优选的，所述轴承座组件上设置有后吊耳，所述静子机匣支撑组件上设置有前吊耳。
[0017]优选的，所述驱动螺钉外侧安装有挡圈进行限位，挡圈通过限位销固定在驱动螺钉上。
[0018]优选的，所述传动轴的前端对装有第一圆锥滚子轴承和第二圆锥滚子轴承；第一圆锥滚子轴承和第二圆锥滚子轴承内外圈间安装有内环隔圈和外环隔圈；
[0019]所述传动轴的前端上安装有第一轴承压盖，所述第一轴承压盖上设置有凸台结构，与第一圆锥滚子轴承的外圈贴合定位；
[0020]所述传动轴前端安装有螺母，螺母通过螺纹段拧紧，固定对装的第一圆锥滚子轴承和第二圆锥滚子轴承。
[0021]优选的，所述传动轴的前端安装有前轴瓦连接台，前轴瓦连接台用于与平衡机支撑轴瓦连接。
[0022]优选的，所述传动轴的后端安装有圆柱滚子轴承；圆柱滚子轴承的外侧安装有后轴瓦连接台，后轴瓦连接台用于与平衡机支撑轴瓦连接。
[0023]所述轴承座组件的后端安装有第二轴承压盖，第二轴承压盖的前端面上设置有凸台结构，与圆柱滚子轴承的外圈贴合定位。
[0024]优选的，所述传动轴的后端安装有法兰盘，法兰盘通过第五螺栓连接至传动轴的后端面，法兰盘上设置有平衡机联轴节安装接口。
[0025]优选的，所述静子机匣支撑组件的前端面上均布有观察孔。
[0026]优选的，所述传动轴组件、静子机匣支撑组件、转接环、轴承座组件之间的装配端面满足形位公差要求。
[0027]一种鼓筒式内腔悬臂高转速转子平衡方法，基于上述任意一项所述的一种鼓筒式内腔悬臂高转速转子平衡工装，包括以下过程，
[0028]逆航向逆时针拧驱动螺钉，驱动螺钉带动拉筒向前滑动，涨芯盘盘心受拉力向前移动，风扇盘夹紧止口涨大伸开；此时装入风扇盘后安装边，通过压盖压紧，使得风扇盘后
安装边后端面与定位环前端面贴合定位；逆航向顺时针拧驱动螺钉，驱动螺钉向后移动，涨芯盘盘心形变状态逐步恢复，进一步风扇盘夹紧止口形变状态逐步恢复，从而夹紧风扇盘后安装边止口，进行径向夹紧定位；当涨芯盘盘心后端面与拉筒后端外凸台脱离接触时，此时驱动螺钉不受力，能自由拧动，即自由状态，认为涨芯盘恢复至自由状态，即风扇盘夹紧止口夹紧到位；
[0029]使得涨芯盘盘心受力时，即驱动螺钉拉动状态，风扇盘夹紧止口涨大伸开，装入风扇盘，并用压盖压紧；当涨芯盘盘心不受力时，即驱动螺钉自由状态，风扇盘夹紧止口处于自然状态，夹紧风扇盘。
[0030]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0031]本专利技术提供一种鼓筒式内腔悬臂高转速转子平衡工装，通过驱动螺钉调整涨芯盘状态，压紧螺钉调整压盖压紧，进而控制风扇盘后安装边定位夹紧的结构，定位精度高，操作简便，不同人员操作基本上无差异，实现了平衡工装的标准化操作。经过长期验证使用，该平衡工装定位效果好，平衡精度高，极大的提升了转子平衡效果。本专利技术平衡工装转静子连接固定结构实现了压气机转静子组件的精确定位，模拟了发动机装配连接状态，完成了鼓筒式内腔悬臂转子装配基准的向外传递，满足了平衡机支承条件和技术要求，解决了鼓筒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种鼓筒式内腔悬臂高转速转子平衡工装，其特征在于，包括传动轴组件、静子机匣支撑组件(10)、转接环(5)、轴承座组件(12)；所述静子机匣支撑组件(10)与轴承座组件(12)连接定位；静子机匣支撑组件(10)前安装边处装配转接环(5)，转接环(5)的前止口用于连接静子机匣(39)进行定位；所述传动轴组件进行风扇盘(42)上后安装边止口的轴向定位夹紧和径向定位夹紧；所述传动轴组件包括传动轴(19)、涨芯盘(25)、压盖(28)、定位环(26)、驱动螺钉(30)；所述传动轴(19)与轴承座组件(12)通过轴承支承传力进行径向定位和轴向定位，所述传动轴(19)通过转接段(22)与涨芯盘安装座(24)连接，所述涨芯盘安装座(24)上安装涨芯盘(25)，所述涨芯盘(25)上安装定位环(26)；涨芯盘(25)上的风扇盘夹紧止口和定位环(26)的前端面夹持风扇盘后安装边；所述压盖(28)安装在涨芯盘安装座(24)的中部轴头上，所述涨芯盘安装座(24)的中部轴头外侧套设有拉筒(33)，所述拉筒(33)上开设有拉筒引导槽，拉筒引导槽内安装有拉筒引导螺钉(34)，拉筒引导螺钉(34)用于对拉筒(33)进行周向限位；所述拉筒(33)的前端面设置有内凸台结构，压紧螺钉(29)穿过压盖(28)和拉筒(33)连接涨芯盘安装座(24)的中部轴头；所述驱动螺钉(30)穿过拉筒(33)连接涨芯盘安装座(24)的中部轴头。2.根据权利要求1所述的一种鼓筒式内腔悬臂高转速转子平衡工装，其特征在于，所述轴承座组件(12)上设置有后吊耳(1)，所述静子机匣支撑组件(10)上设置有前吊耳(3)。3.根据权利要求1所述的一种鼓筒式内腔悬臂高转速转子平衡工装，其特征在于，所述驱动螺钉(30)外侧安装有挡圈(32)进行限位，挡圈(32)通过限位销(31)固定在驱动螺钉(30)上。4.根据权利要求1所述的一种鼓筒式内腔悬臂高转速转子平衡工装，其特征在于，所述传动轴(19)的前端对装有第一圆锥滚子轴承(20)和第二圆锥滚子轴承(37)；第一圆锥滚子轴承(20)和第二圆锥滚子轴承(37)内外圈间安装有内环隔圈(36)和外环隔圈(35)；所述传动轴(19)的前端上安装有第一轴承压盖(8)，所述第一轴承压盖(8)上设置有凸台结构，与第一圆锥滚子轴承(20)的外圈贴合定位；所述传动轴(19)前端安装有螺母(9)，螺母(9)通过螺纹段拧紧，固定对装的第一圆锥滚子轴承(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡鹏虎，刘宗轩，宋树林，黄健，崔宝锋，白哲，王瑀，吴生让，
申请(专利权)人：中国航发动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：