CN109312844B

CN109312844B - 用于将行星架拆卸成两部分的设备和相关的行星架

Info

Publication number: CN109312844B
Application number: CN201780035635.7A
Authority: CN
Inventors: 亚力克西斯·东贝克; 朱莉·莱蒙
Original assignee: Safran Transmission Systems SAS
Current assignee: Safran Transmission Systems SAS
Priority date: 2016-06-07
Filing date: 2017-06-06
Publication date: 2021-05-04
Anticipated expiration: 2037-06-06
Also published as: EP3464954B1; EP3464954A2; CN109312844A; US10801584B2; WO2017212165A2; FR3052211A1; FR3052211B1; US20190264778A1; WO2017212165A3

Abstract

本发明涉及用于拆卸行星架(14)的设备(40)，所述行星架(14)包括：笼(20)，该笼包括内桥接部(24)和外桥接部(26)；笼架(30)，该笼架包括至少一个指状杆(31)，指状杆插入到内桥接部(24)和外桥接部(26)之间；连接轴(14)，连接轴容纳在形成于桥接部(24，26)和指状杆(31)中的通孔(25，27，33)中，以便将笼(20)保持在笼架(30)上。该设备包括：千斤顶(41)，千斤顶包括本体和活塞(42)，所述活塞(42)被设计成对连接轴(14)施加力；和支撑件(43)，该支撑件被设计成当活塞(42)对连接轴(14)施加力时支撑在指状杆(31)上。

Description

用于将行星架拆卸成两部分的设备和相关的行星架

技术领域

本发明涉及涡轮机的领域，更具体地涉及涡轮风扇发动机的减速机构，该减速机构被构造成引入风扇的速度与低压涡轮的速度之间的减速比。

背景技术

涡轮风扇发动机通常沿气体流动方向从上游到下游包括容纳在风扇壳体中的管道式风扇、环形主流动空间和环形次级流动空间。因此，由风扇吸入的空气的质量被分成在主流动空间中流通的主流和与主流同心并且在次级流动空间中流通的次级流。

主流动空间穿过主体，该主体包括一个或多个例如低压压缩机和高压压缩机的压缩机级、燃烧室、一个或多个例如高压涡轮和低压涡轮的涡轮级、和气体排放喷管。

通常，高压涡轮借助于称为高压轴的第一轴驱动高压压缩机旋转，而低压涡轮借助于称为低压轴的第二轴驱动低压压缩机和风扇旋转。低压轴通常容纳在高压轴内。

为了提高涡轮风扇发动机的推进效率并降低其燃料消耗率以及降低由风扇发出的噪音，涡轮风扇发动机具有高的涵道比，该涵道比对应于主流(高，穿过主体)的流量与次级(冷)流的流量之间的比值。高的涵道比在此是指大于10、例如介于12到18之间的涵道比。

为了获得这样的涵道比，在风扇2的速度和低压涡轮5b的速度之间引入减速比，从而允许它们各自的旋转速度被独立地优化。这尤其可以借助于诸如周转减速机构或行星减速机构的减速机构来实现，该减速机构放置在低压轴的上游端部(相对于涡轮风扇发动机中的气体流动方向)和风扇之间。然后，借助于减速机构和称为风扇轴的附加轴由低压轴驱动风扇，该附加轴被附接在减速机构和风扇盘之间。

因此，旋转速度和风扇2的压力比减小，这允许增加由低压涡轮5b提取的动力。

减速机构通常包括：

-定中心于减速机构的主轴线上的太阳齿轮，该太阳齿轮由低压轴(输入轴)驱动，

-定中心于主轴线上的齿圈，

-放置在太阳齿轮和齿圈之间的行星齿轮，该行星齿轮的齿与太阳齿轮的齿和齿圈的齿配合，以及

-行星架，行星齿轮通常借助于减摩轴承安装在行星架上。

行星架可以是一体式的，或者作为变型是两部分式的并且包括借助于连接轴杆连接在一起的笼和笼架，该连接轴杆收缩配合在笼上。为此，笼包括一系列支柱(通常为五个)，这些支柱围绕笼的回转轴线周向分布，并且每个支柱包括内鞍形部和外鞍形部。内鞍形部和外鞍形部被适于接纳笼架的相关指状件的容纳部分开。内鞍形部、外鞍形部和指状件各自包括同轴的贯通开口，当笼安装在笼架上时，所述贯通开口相对地延伸。为了将笼附接在笼架上，连接轴杆通过被收缩配合在笼的内鞍形部和外鞍形部上而被引入穿过这些开口。球形接头也插在连接轴杆和形成在指状件中的开口的壁之间，以便与笼架和笼的变形分离。

两部分式行星架具有的优点是允许行星齿轮的轴线不对准小到足以保证啮合的正确操作。然而，看起来难以在没有损坏这些元件中的至少一个的风险的情况下实现笼与笼架的拆卸。实际上，为了将笼和笼架分开，连接轴杆的抽出需要大于18吨的抽出力，这具有损坏行星架的风险。此外，行星架的尺寸，尤其是笼和笼架之间可用的空间也非常小，可能不足以将能够施加这种抽出力的传统工具放置在该空间。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提出一种用于拆卸涡轮风扇发动机的减速机构的两部分式行星架的工具组和方法，其允许在不损坏行星架的情况下简单且有效地拆卸该两部分式行星架。

为了允许拆卸下述用于涡轮机的减速机构的行星架，其中该行星架包括：

笼，该笼包括通过至少一个内鞍形部和一个外鞍形部连接在一起的第一平台和第二平台，所述内鞍形部和所述外鞍形部被容纳部分开，第一贯通开口形成在内鞍形部中，并且第二贯通开口形成在外鞍形部中，第一贯通开口和第二贯通开口是同轴的，

笼架，该笼架包括至少一个指状件，该指状件被构造成引入到限定在内鞍形部和外鞍形部之间的容纳部中，第三贯通开口形成在指状件中，使得当笼安装在笼架上时，第一贯通开口、第二贯通开口和第三贯通开口是同轴的，和

连接轴杆，该连接轴杆被容纳在第一贯通开口、第二贯通开口和第三贯通开口中，以便将笼保持在笼架上，本发明提出了一种工具组，该工具组包括

缸体，该缸体包括本体和活塞，该活塞被构造成将力施加到连接轴杆上，和

支撑件，该支撑件被构造成在活塞对连接轴杆施加力时支撑在指状件上。

工具组的某些优选但非限制性的、被单独或组合采用特征如下：

支撑件包括第一垫片和第二垫片，第一垫片被构造成放置在外鞍形部和指状件之间同时抵接所述指状件，第二垫片被构造成放置在内鞍形部和指状件之间同时抵接所述指状件，

第一垫片包括大致平坦的板，该大致平坦的板被构造成与指状件发生接触，

第二垫片包括L形板，该L形板包括被构造成与指状件发生接触的大致平坦的第一壁和垂直于第一壁并且当活塞对连接轴杆施加力时沿着连接轴杆延伸的第二壁，

第二垫片还包括底板，该底板具有被构造成在活塞对连接轴杆施加力时有间隙地接纳内鞍形部的容纳部，L形板的第一壁附接在底板上，

缸体被构造成使活塞从外鞍形部运动到内鞍形部，工具组还包括至少两个锚固件，该锚固件在活塞的两侧上延伸并且将缸体连接到支撑件，和

每个锚固件包括杆，该杆包括附接到缸体的第一端部和借助于框架附接到支撑件的第二端部，以便承受在连接轴杆的抽出期间由缸体的活塞对支撑件施加的力。

根据第二方面，本发明该提出了一种尤其用于涡轮机的减速机构的行星架，所述行星架包括：

连接轴杆，该连接轴杆被容纳在第一贯通开口、第二贯通开口和第三贯通开口中，以便将笼保持在笼架上，

笼架的指状件还包括第一平面，该第一平面围绕指状件的第三开口延伸并被构造成当活塞对行星架的连接轴杆施加力时与上文所述的工具组的支撑件配合。

可选地，行星架还包括第二平面，该第二平面围绕外鞍形部的第二开口延伸并且被构造成当活塞对所述行星架的连接轴杆施加力时与工具组的支撑件配合。

附图说明

通过阅读下面的详细描述并参考通过非限制性示例给出的附图，本发明的其他特征、目的和优点将更清楚地显现，在附图中：

图1是用于拆卸根据本发明的行星架的工具组的示例性实施例的透视图，该工具组附接到行星架并准备好抽出所述行星架的连接轴杆，

图2a是图1的工具组和行星架的透视图，其中已省略了行星架的笼，

图2b是图1的工具组和行星架的截面图，

图3是图1的工具组的透视图，

图4a是根据本发明的行星架的指状件的示例性实施例的透视图，

图4b是根据本发明的行星架的笼的外鞍形部的示例性实施例的透视图，和

图5是说明借助于根据本发明一个实施例的工具组抽出行星架的连接轴杆的不同步骤的流程图。

具体实施方式

接下来，将在周转减速机构的组装的上下文中更具体地描述本发明，该周转减速机构包括：

定中心于减速机构的回转轴线上的太阳齿轮，

定中心于减速机构的回转轴线上的齿圈，

至少三个行星齿轮，该行星齿轮被构造成与太阳齿轮和齿圈配合，该至少三个行星齿轮例如为五个行星齿轮，和

行星架10，行星齿轮围绕固定轴线旋转地安装在该行星架中，该固定轴线大致平行于减速机构10的主轴线X。

太阳齿轮被构造成接纳输入轴，输入轴通常是涡轮风扇发动机的低压轴。

行星架10是两部分式的，并且为此包括借助于连接轴杆14安装在笼架30上的笼20，连接轴杆14收缩配合在笼上。

笼包括第一平台21和第二平台22，第一平台和第二平台是平坦的且大致平行，在它们之间限定内部空间，该内部空间被构造成接纳太阳齿轮和行星齿轮。

如之前所述的，第一平台21和第二平台22借助于一系列支柱23(通常与行星齿轮一样多，例如五个)连接在一起，每个支柱包括内鞍形部24和外鞍形部26，内鞍形部和外鞍形部被容纳部分开，该容纳部适于接纳笼架30的相关指状件31。内鞍形部24、外鞍形部26和指状件31各自分别包括贯通开口25、27和32，所述贯通开口25、27、32在笼20安装在笼架30上时相对地延伸并且被构造成接纳连接轴杆14中的一个连接轴杆。为了将笼20附接到笼架30，连接轴杆14通过收缩配合在内鞍形部24和外鞍形部26上而被引入到三个开口25、27、32中。球形接头16也附接在形成于指状件31中的贯通开口32中，通过滑动调节连接轴杆14穿过该球形接头，以便与笼架30和笼20的变形分离。

每个连接轴杆14包括被构造成容纳在贯通开口25、27和32中的杆，以及被构造成支撑在内鞍形部24的内部面上的头部15。轴杆14的杆的外径大致等于形成在鞍形部24、26中的贯通开口25、27的内径，以保证其在内鞍形部24和外鞍形部26上的收缩配合。另一方面，形成于指状件31中的开口32的直径较大，以便能够插入球形接头16。

如果需要，行星架10还可以包括止动环，该止动环被构造成在连接轴杆的收缩配合有缺陷的情况下保持连接轴杆14。

为了允许拆卸这种行星架10，本发明提出了一种工具组40，该工具组使得能够在不损坏行星架10的情况下连续抽出连接轴杆14，并且该工具组包括：

缸体41，缸体包括本体和活塞42，活塞42被构造成对连接轴杆14施加力，和

支撑件43，支撑件被构造成在活塞42对连接轴杆14施加力时支撑在指状件31上。

支撑件43允许减小在连接轴杆14的抽出期间指状件31、内鞍形部24和外鞍形部26的运动并且承受相当大的施加到连接轴杆14的力。这是收缩配合，实际上，缸体41必须对连接轴杆施加大于18吨的力。此外，通过直接支撑在行星架10上(更确切地说，支撑在笼架30的指状件31上和笼上)，工具组40的体积被极大地限制并且可以集成到具有很小的可用空间的组件中。

缸体41被构造成沿着与笼20和笼架30的开口25、27和32大致同轴的方向从外部向内部(即，从外鞍形部26到内鞍形部24)将力施加到连接轴杆14上，连接轴杆14包括抵接内鞍形部24的内部面的头部。

工具组40还包括至少两个锚固件50，该锚固件在活塞42的两侧上延伸并将缸体41连接到支撑件43。例如，每个锚固件50可包括杆51，杆51包括附接到缸体的第一端部和借助于框架52附接到支撑件43上的第二端部，以便承受在连接轴杆14的抽出期间由缸体41的活塞42施加在支撑件43上的力。可以通过将框架52移近或将框架移远来调节缸体41和锚固件50的框架52之间的距离。例如，框架52可包括两个通孔，锚固件50的杆51穿过这两个通孔被引入，而杆51可以是带螺纹的并且在其第二端部包括螺母53。以这种方式，拧紧或拧松螺母53具有使框架52运动得更靠近或更远离杆51的第一端部的效果。

工具组40尤其可以包括底部，该底部被构造成附接到拆卸框架。有利地，行星架10的笼20和笼架30然后也附接到拆卸框架。

支撑件43可以包括第一垫片44和第二垫片46，第一垫片44被构造成放置在外鞍形部26和指状件31之间同时抵接所述指状件31，第二垫片46被构造成放置在内鞍形部24和指状件31之间同时抵接所述指状件31(参见图2a和图2b)。

第一垫片44尤其可以包括大致平坦的板，该板被构造成与指状件31的面向外鞍形部26延伸的外部面发生接触(参见图2a和图3)。板44可以例如由金属制成。在一个实施例中，板44附接到形成工具组40的锚固件50的杆51中的一个杆51。在本文中，板44相对于该杆51固定。

板44可以包括槽45，槽45被构造成有间隙地接纳连接轴杆14和缸体41的活塞42，以便不干扰轴杆的抽出。优选地，在轴杆的整个外围上提供至少一厘米的间隙。

类似地，第二垫片46还可以包括大致平坦的刚性板，该刚性板被附接到形成工具组40的锚固件50的杆51中的一个杆。

作为变型，如图2a、图2b和图3所示，第二垫片46可以包括刚性的L形板和底板48。更确切地说，L形板可以是金属的并且包括构造成与指状件31发生接触的第一壁47a和垂直于第一壁47a并沿着连接轴杆14延伸的第二壁47b。

就其本身而言，底板48包括被构造成支撑L形板47的第一壁47a的平坦面和至少一个被构造成支撑L形板47的第二壁47b的侧壁。于是，L形板47和底板48一体地运动。被构造成当活塞42对连接轴杆14施加力时有间隙地接纳内鞍形部24的容纳部49也限定在平坦面和侧壁之间。然后施加L形板的第一壁47a，以便在内鞍形部24和指状件31之间形成支撑。

在一个实施例中，底板48附接到锚固件50的框架52。因此，框架52的运动(为了使框架运动靠近或远离缸体41)具有使底板48和第二垫片46的L形板47运动的效果。

在本文中，底板48具有大致矩形的底部和两个大致平行且相对的侧壁。与底部相对的侧壁的端部是大致平坦的，并形成被构造成支撑L形板47的第一壁47a的平坦面。侧壁各自具有限定容纳部49的内部面。在一个实施例中，内部面的形状可以与被设计成接纳在底板48的容纳部中的内鞍形部24的形状互补。例如，当内鞍形部24是大致截头圆锥形的时，内部面限定互补的截头圆锥形容纳部49。然而，要注意的是，底板48被构造成使得这些内部面在连接轴杆14的抽出期间不与内鞍形部24发生接触，从而不会在笼20中产生附加应力。

为了降低在连接轴杆14的抽出期间损坏笼架30和笼20的风险，笼架30和/或笼20可以被局部加强以更好地承受由工具组40传递的力。

尤其是，如图4a中可见的，笼架30可以包括第一平面33，第一平面33围绕指状件31的开口32延伸并且被构造成在活塞对行星架10的连接轴杆14施加力时与工具组40的支撑件43配合。平面33在本文中是指围绕开口32形成的大致平坦的表面。平面33因此形成能够更好地分配由工具组40经由第一垫片44施加的力的表面支撑部。

笼20还可以包括第二平面28，第二平面28围绕形成在外鞍形部26中的开口27延伸并且被构造成在活塞42对行星架10的连接轴杆14施加力时与工具组40的支撑件43配合。在此同样的是，如在图4b中可看到的，平面28包括围绕开口27形成的大致平坦的表面。平面28因此形成能够更好地分配由工具组40经由第二垫片46施加的力的表面支撑部。

这种平面33、28尤其可以通过铣削指状件31的外表面和/或外鞍形部26的外表面来制造。

要注意的是，除了改善由工具组40施加在笼架30和/或笼20上的力的表面分布之外，平面33、28还具有局部清理(dégager)用于将工具组40引入行星架10中的可用的空间的优点。

现在将描述借助于根据本发明的工具组40拆卸行星架10的方法的一个示例。

在第一步骤S1期间，行星架10首先可以通过任何合适的装置附接到拆卸框架。如果需要，当行星架10包括止动环时，可以撤除这些止动环以对连接轴杆14解除锁定。作为变型，止动环也可以在步骤S2之后撤除。

在第二步骤S2期间，工具组40可以被带到行星架10并且在拆卸框架上附接在抽出位置。为此，工具组40可用被附接成使得：

支撑件43放置成抵接行星架10的笼架30的指状件31中的一个，并且

缸体41的活塞42与形成在外鞍形部26中的开口27同轴(该开口27本身与形成在内鞍形部24和指状件31中的开口25和31同轴)。

因此，在图中所示的示例性实施例中，支撑件43的第一垫片44插入到外鞍形部26的平面28和指状件31的平面33之间，以便与平面28、33的整个表面发生接触，由此确保由工具组40施加的力的良好分布。

然后，第二，通过使框架52更靠近锚固件50(例如通过拧紧螺母53)，将第二垫片46在内鞍形部24的一侧带向指状件31，直到内鞍形部24被接纳在第二垫片46的底板48的容纳部49中和L形板47的第一壁47a抵接指状件31。在这种构型中，工具组40然后通过凸缘连接到行星架10并准备好抽出连接轴杆14。尤其是可以参考图2a和图2b，其示出了处于凸缘连接构型的工具组40。在图2b中(如图3所示)，缸体以分解图示出：当然应理解的是，活塞42实际上与缸体41成一体。

在第三步骤S3期间，然后致动缸体41以便将连接轴杆14从行星架10的外部推向内部，从而从分别形成在内鞍形部24、外鞍形部25和指状件31中的开口25、27和33抽出轴杆14。

可选地，开口25、27和33可以在抽出连接轴杆14之前被润滑，以便于拆卸并减小在步骤S3期间由工具组40施加的力。

在第四步骤S4期间，然后可以拆卸工具组40。为此，例如可以拧下螺母53，以便将第二垫片46移开并释放内鞍形部24、外鞍形部26和指状件31。

之后可以对行星架10的所有支柱23重复第二步骤S2、第三步骤S3和第四步骤S4，以便连续地抽出所有的连接轴杆14。

当所有的连接轴杆14被抽出时，则可以将笼20和笼架30分开。

Claims

1.一种用于拆卸行星架的工具组(40)，所述行星架包括：

-笼(20)，所述笼包括通过至少一个内鞍形部(24)和一个外鞍形部(26)连接在一起的第一平台(21)和第二平台(22)，所述内鞍形部(24)和所述外鞍形部(26)被容纳部分开，第一贯通开口(25)形成在所述内鞍形部(24)中，并且第二贯通开口(27)形成在所述外鞍形部(26)中，所述第一贯通开口(25)和所述第二贯通开口(27)是同轴的，

-笼架(30)，所述笼架包括至少一个指状件(31)，所述指状件被构造成引入到限定在所述内鞍形部(24)和所述外鞍形部(26)之间的所述容纳部中，第三贯通开口(32)形成在所述指状件(31)中，使得当所述笼(20)安装在所述笼架(30)上时，所述第一贯通开口(25)、所述第二贯通开口(27)和所述第三贯通开口(32)是同轴的，和

-连接轴杆(14)，所述连接轴杆被容纳在所述第一贯通开口、所述第二贯通开口和所述第三贯通开口(32)中，以便将所述笼(20)保持在所述笼架(30)上，

所述工具组(40)的特征在于，所述工具组包括：

-缸体(41)，所述缸体包括本体和活塞(42)，所述活塞(42)被构造成对所述连接轴杆(14)施加力，和

-支撑件(43)，所述支撑件被构造成在所述活塞(42)对所述连接轴杆(14)施加力时支撑在所述指状件(31)上。

2.根据权利要求1所述的工具组(40)，其中，所述支撑件(43)包括：

-第一垫片(44)，所述第一垫片被构造成放置在所述外鞍形部(26)和所述指状件(31)之间同时抵接所述指状件(31)，和

-第二垫片(46)，所述第二垫片被构造成放置在所述内鞍形部(24)和所述指状件(31)之间同时抵接所述指状件(31)。

3.根据权利要求2所述的工具组(40)，其中，所述第一垫片(44)包括大致平坦的板，所述大致平坦的板被构造成与所述指状件(31)发生接触。

4.根据权利要求2或3所述的工具组(40)，其中，所述第二垫片(46)包括L形板(47)，所述L形板包括被构造成与所述指状件(31)发生接触的大致平坦的第一壁(47a)和垂直于所述第一壁(47a)并且当所述活塞(42)对所述连接轴杆(14)施加力时沿着所述连接轴杆(14)延伸的第二壁(47b)。

5.根据权利要求4所述的工具组(40)，其中，所述第二垫片(46)还包括底板(48)，所述底板具有被构造成在所述活塞(42)对所述连接轴杆(14)施加力时有间隙地接纳所述内鞍形部(24)的容纳部(49)，所述L形板(47)的第一壁(47a)附接在所述底板(48)上。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的工具组(40)，其中，所述缸体(41)被构造成使所述活塞(42)从所述外鞍形部(26)运动到所述内鞍形部(24)。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的工具组(40)，还包括至少两个锚固件(50)，所述锚固件在所述活塞(42)的两侧上延伸并且将所述缸体(41)连接到所述支撑件(43)。

8.根据权利要求7所述的工具组(40)，其中，每个锚固件(50)包括杆(51)，所述杆包括附接到所述缸体(41)的第一端部和借助于框架(52)附接到所述支撑件(43)的第二端部，以便承受在所述连接轴杆(14)的抽出期间由所述缸体(41)的所述活塞(42)对所述支撑件(43)施加的力。

9.一种行星架，所述行星架包括：

-笼架(30)，所述笼架包括至少一个指状件(31)，所述指状件被构造成引入到限定在所述内鞍形部(24)和所述外鞍形部(26)之间的所述容纳部中，第三贯通开口(32)形成在所述指状件(31)中，使得当所述笼(20)安装在所述笼架(30)上时，所述第一贯通开口、所述第二贯通开口和所述第三贯通开口(32)是同轴的，和

所述行星架的特征在于，所述笼架(30)的指状件(31)还包括第一平面(33)，所述第一平面围绕所述指状件(31)的所述第三贯通开口(32)延伸并且被构造成当活塞(42)对所述行星架的所述连接轴杆(14)施加力时与根据权利要求1至8中任一项所述的工具组(40)的支撑件(43)配合。

10.根据权利要求9所述的行星架，所述行星架还包括第二平面(28)，所述第二平面围绕所述外鞍形部(26)的所述第二贯通开口(27)延伸并且被构造成当所述活塞(42)对所述行星架的所述连接轴杆(14)施加力时与所述工具组(40)的所述支撑件(43)配合。

11.根据权利要求9所述的行星架，其中，所述行星架用于涡轮机的减速机构。