CN109357595B - 离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙的测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙的测量方法，包括以下步骤：a、将转子装配至进气机匣和后支承机匣上使转子定心，并在离心叶轮和叶轮外罩之间形成轴向间隙；b、测量转子和后支承机匣之间的距离，得到H1；c、解除转子与进气机匣之间的装配关系，轴向移动转子以消除离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙；d、测量转子和后支承机匣之间的距离，得到H2；e、将H2减去H1，得到离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙值。本发明的测量方法可以在转子完全定心的情况下，准确测出离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙值，既解决了因转子不定心导致的测量误差大的问题，又解决了由于后支承机匣的影响导致无法测量的问题。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机装配技术领域，特别地，涉及一种离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙的测量方法。
背景技术
航空发动机的转子主要包括离心叶轮、中心拉杆、燃气涡轮等部件，航空发动机的静子主要包括进气机匣、后支承机匣、叶轮外罩等部件。航空发动机在总装配时需要测量离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙。该处轴向间隙是航空发动机装配过程中的关键尺寸，若轴向间隙大于要求值，则会导致航空发动机性能不合格；若轴向间隙小于要求值，转子和静子之间的距离会小于安全距离，给飞行器带来安全隐患。
若将转子装配至进气机匣上后，不将转子装配至后支承机匣上，直接进行轴向间隙的测量，此时转子不定心，测量误差很大。若将转子装配至后支承机匣上，则会由于后支承机匣的影响，导致轴向间隙无法测量。
发明内容
本发明提供了一种离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙的测量方法，以解决如何在保证转子定心的情况下测量离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙的问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙的测量方法，包括以下步骤：a、将转子装配至进气机匣和后支承机匣上使转子定心，并在离心叶轮和叶轮外罩之间形成轴向间隙；b、测量转子和后支承机匣之间的距离，得到H1；c、解除转子和进气机匣之间的装配关系，轴向移动转子以消除离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙；d、测量转子和后支承机匣之间的距离，得到H2；e、将H2减去H1，得到离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙值。
进一步地，步骤a中的在离心叶轮和叶轮外罩之间形成轴向间隙具体为：选择合适厚度的调整垫垫起叶轮外罩并和叶轮外罩一起装配至进气机匣上，以调整离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙值。
进一步地，步骤a中的将转子装配至进气机匣和后支承机匣上使转子定心具体为：将转子装配至进气机匣的前支承上，将转子装配至后支承机匣的后支承上。
进一步地，前支承包括用于承受转子的轴向载荷和径向载荷的滚子轴承和用于将转子装配至进气机匣上的弹性支承，后支承采用用于承受转子的径向载荷的滚棒轴承。
进一步地，弹性支承和进气机匣之间采用间隙配合，滚棒轴承和转子之间采用间隙配合，以使转子能够轴向移动。
进一步地，步骤b之前还包括使转子处于竖直状态以消除滚子轴承的游隙的步骤；步骤d之前还包括使转子处于竖直状态以消除滚子轴承的游隙的步骤。
进一步地，步骤c中的解除转子和进气机匣之间的装配关系，轴向移动转子具体为：将弹性支承上的螺栓从螺母上松开1扣～1.5扣，利用重力使转子下沉。
进一步地，步骤c之前还包括使转子处于水平状态以便于将弹性支承上的螺栓从螺母上松开的步骤。
进一步地，步骤b中的测量转子和后支承机匣之间的距离具体为：采用深度尺测量转子的中心拉杆的后端面和后支承机匣的后端面之间的距离；步骤d中的测量转子和后支承机匣之间的距离具体为：采用深度尺测量转子的中心拉杆的后端面和后支承机匣的后端面之间的距离。
进一步地，离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙值为0.5mm～0.6mm。
本发明具有以下有益效果：
本发明的离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙的测量方法，在航空发动机的总装配过程中，先将转子装配至进气机匣和后支承机匣上使转子定心，并在离心叶轮和叶轮外罩之间形成待测量的轴向间隙。此时，测量转子和后支承机匣之间的距离，得到H1。解除转子和进气机匣之间的装配关系，轴向移动转子使离心叶轮和叶轮外罩贴合以消除离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙，转子轴向移动的最大距离即为离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙值。此时，测量转子和后支承机匣之间的距离，得到H2。将H2减去H1，即可得到离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙值。通过分别在离心叶轮和叶轮外罩之间有轴向间隙和贴合两种状态下测量转子和后支承机匣之间的距离并计算其差值，即可在转子完全定心的情况下，准确测出离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙值，既解决了因转子不定心导致的测量误差大的问题，又解决了由于后支承机匣的影响导致无法测量的问题。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙的测量方法的流程示意图；
图2是本发明优选实施例的转子处于竖直状态以测量轴向间隙的示意图；
图3是本发明优选实施例的离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙的示意图。
附图标记说明：
1、进气机匣；2、后支承机匣；3、离心叶轮；4、叶轮外罩；5、调整垫；6、滚子轴承；7、弹性支承；8、滚棒轴承；9、中心拉杆。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图1是本发明优选实施例的离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙的测量方法的流程示意图；图2是本发明优选实施例的转子处于竖直状态以测量轴向间隙的示意图；图3是本发明优选实施例的离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙的示意图。
如图1所示，本实施例的离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙的测量方法，包括以下步骤：a、将转子装配至进气机匣1和后支承机匣2上使转子定心，并在离心叶轮3和叶轮外罩4之间形成轴向间隙；b、测量转子和后支承机匣2之间的距离，得到H1；c、解除转子与进气机匣1之间的装配关系，轴向移动转子以消除离心叶轮3和叶轮外罩4之间的轴向间隙；d、测量转子和后支承机匣2之间的距离，得到H2；e、将H2减去H1，得到离心叶轮3和叶轮外罩4之间的轴向间隙值。本发明的离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙的测量方法，在航空发动机的总装配过程中，先将转子装配至进气机匣1和后支承机匣2上使转子定心，并在离心叶轮3和叶轮外罩4之间形成待测量的轴向间隙。此时，测量转子和后支承机匣2之间的距离，得到H1。解除转子和进气机匣1之间的装配关系，轴向移动转子使离心叶轮3和叶轮外罩4贴合以消除离心叶轮3和叶轮外罩4之间的轴向间隙，转子轴向移动的最大距离即为离心叶轮3和叶轮外罩4之间的轴向间隙值。此时，测量转子和后支承机匣2之间的距离，得到H2。将H2减去H1，即可得到离心叶轮3和叶轮外罩4之间的轴向间隙值。通过分别在离心叶轮3和叶轮外罩4之间有轴向间隙和贴合两种状态下测量转子和后支承机匣2之间的距离并计算其差值，即可在转子完全定心的情况下，准确测出离心叶轮3和叶轮外罩4之间的轴向间隙值，既解决了因转子不定心导致的测量误差大的问题，又解决了由于后支承机匣2的影响导致无法测量的问题。
如图3所示，本实施例中，步骤a中的在离心叶轮3和叶轮外罩4之间形成轴向间隙具体为：选择合适厚度的调整垫5垫起叶轮外罩4并和叶轮外罩4一起装配至进气机匣1上，以调整离心叶轮3和叶轮外罩4之间的轴向间隙值。用调整垫5垫起叶轮外罩4，将调整垫5上的装配孔对准叶轮外罩4上的装配孔，再将调整垫5和叶轮外罩4一起装配至进气机匣1上。通过计算各个部件的轴向尺寸，选择合适厚度的调整垫5以调整叶轮外罩4的位置，进而调整离心叶轮3和叶轮外罩4之间的轴向间隙值至合适的范围。
如图2所示，本实施例中，步骤a中的将转子装配至进气机匣1和后支承机匣2上使转子定心具体为：将转子装配至进气机匣1的前支承上，将转子装配至后支承机匣2的后支承上。转子采用1-0-1支承结构，即转子的前端装配在位于进气机匣1内部的前支承上，转子的后端装配在位于后支承机匣2内部的后支承上，从而使转子定心。
如图2所示，本实施例中，前支承包括用于承受转子的轴向载荷和径向载荷的滚子轴承6和用于将转子装配至进气机匣1上的弹性支承7，后支承采用用于承受转子的径向载荷的滚棒轴承8。前支承包括滚子轴承6和弹性支承7，滚子轴承6将转子的轴向载荷和径向载荷传递至进气机匣1，弹性支承7通过螺栓和螺母固定在进气机匣1上。后支承采用滚棒轴承8，滚棒轴承8只承受转子的径向载荷。
如图2所示，本实施例中，弹性支承7和进气机匣1之间采用间隙配合，滚棒轴承8和转子之间采用间隙配合，以使转子能够轴向移动。
如图2所示，本实施例中，步骤b之前还包括使转子处于竖直状态以消除滚子轴承6的游隙的步骤；步骤d之前还包括使转子处于竖直状态以消除滚子轴承6的游隙的步骤。转子处于竖直状态(即转子的前端朝向下方)，转子向前受力，滚子轴承6定心并轴向受力，可以消除滚子轴承6的游隙，模拟航空发动机工作状态时的受力情况。此时测出的离心叶轮3和叶轮外罩4之间的轴向间隙值，即为航空发动机工作状态时离心叶轮3和叶轮外罩4之间的轴向间隙值，可以保证测出的轴向间隙值的准确性。
如图2所示，本实施例中，步骤c中的解除转子和进气机匣1之间的装配关系，轴向移动转子具体为：将弹性支承7上的螺栓从螺母上松开1扣～1.5扣，利用重力使转子下沉。将弹性支承7上的螺栓从螺母上松开后，转子和进气机匣1之间的装配关系被解除，转子在重力的作用下下沉，直至离心叶轮3和叶轮外罩4贴合，离心叶轮3和叶轮外罩4之间的轴向间隙被消除。1扣表示螺栓和螺母上的螺纹的一个螺距，略微松开螺栓和螺母，便于测量结束后进行航空发动机的装配。
如图2所示，本实施例中，步骤c之前还包括使转子处于水平状态以便于将弹性支承7上的螺栓从螺母上松开的步骤。使转子处于水平状态可以方便操作者将弹性支承7上的螺栓从螺母上松开。如果转子处于竖直状态，操作者必须躺在转子的下方，不便于操作。
如图2所示，本实施例中，步骤b中的测量转子和后支承机匣2之间的距离具体为：采用深度尺测量转子的中心拉杆9的后端面和后支承机匣2的后端面之间的距离；步骤d中的测量转子和后支承机匣2之间的距离具体为：采用深度尺测量转子的中心拉杆9的后端面和后支承机匣2的后端面之间的距离。转子的中心拉杆9的后端面和后支承机匣2的后端面之间的距离可以通过深度尺方便地进行测量。
如图3所示，本实施例中，离心叶轮3和叶轮外罩4之间的轴向间隙值为0.5mm～0.6mm。轴向间隙值为0.5mm～0.6mm，可以保证航空发动机的性能合格，保证转子和静子之间的距离大于安全距离，不会给飞行器带来安全隐患。
具体实施时，提供一种离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙的测量方法。
将转子装配至进气机匣1和后支承机匣2上使转子定心。使转子处于竖直状态，消除滚子轴承6的游隙，在离心叶轮3和叶轮外罩4之间形成待测量的轴向间隙。通过测量中心拉杆9的后端面和后支承机匣2的后端面之间的距离，得到H1。使转子处于水平状态，松开弹性支承7上的螺栓和螺母1扣～1.5扣，再使转子处于竖直状态，这时转子在重力作用下会下沉，使离心叶轮3和叶轮外罩4贴合。此时，测量中心拉杆9的后端面和后支承机匣2的后端面之间的距离，得到H2。计算ΔH＝H2-H1，即为离心叶轮3和叶轮外罩4之间的轴向间隙值。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将转子装配至进气机匣(1)和后支承机匣(2)上使所述转子定心，并在离心叶轮(3)和叶轮外罩(4)之间形成轴向间隙；
b、测量所述转子和所述后支承机匣(2)之间的距离，得到H1，采用深度尺测量转子的中心拉杆9的后端面和后支承机匣2的后端面之间的距离；
c、解除所述转子和所述进气机匣(1)之间的装配关系，轴向移动所述转子使所述离心叶轮(3)和所述叶轮外罩(4)贴合以消除所述离心叶轮(3)和所述叶轮外罩(4)之间的轴向间隙；
d、测量所述转子和所述后支承机匣(2)之间的距离，得到H2，采用深度尺测量转子的中心拉杆9的后端面和后支承机匣2的后端面之间的距离；
e、将H2减去H1，得到所述离心叶轮(3)和所述叶轮外罩(4)之间的轴向间隙值。
2.根据权利要求1所述的离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙的测量方法，其特征在于，
所述步骤a中的在离心叶轮(3)和叶轮外罩(4)之间形成轴向间隙具体为：选择合适厚度的调整垫(5)垫起所述叶轮外罩(4)并和所述叶轮外罩(4)一起装配至所述进气机匣(1)上，以调整所述离心叶轮(3)和所述叶轮外罩(4)之间的轴向间隙值。
3.根据权利要求1所述的离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙的测量方法，其特征在于，
所述步骤a中的将转子装配至进气机匣(1)和后支承机匣(2)上使所述转子定心具体为：将所述转子装配至所述进气机匣(1)的前支承上，将所述转子装配至所述后支承机匣(2)的后支承上。
4.根据权利要求3所述的离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙的测量方法，其特征在于，
所述前支承包括用于承受所述转子的轴向载荷和径向载荷的滚子轴承(6)和用于将所述转子装配至所述进气机匣(1)上的弹性支承(7)，所述后支承采用用于承受所述转子的径向载荷的滚棒轴承(8)。
5.根据权利要求4所述的离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙的测量方法，其特征在于，
所述弹性支承(7)和所述进气机匣(1)之间采用间隙配合，所述滚棒支承(8)和所述转子之间采用间隙配合，以使所述转子能够轴向移动。
6.根据权利要求5所述的离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙的测量方法，其特征在于，
所述步骤b之前还包括使所述转子处于竖直状态以消除所述滚子轴承(6)的游隙的步骤；
所述步骤d之前还包括使所述转子处于竖直状态以消除所述滚子轴承(6)的游隙的步骤。
7.根据权利要求6所述的离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙的测量方法，其特征在于，
所述步骤c中的解除所述转子和所述进气机匣(1)之间的装配关系，轴向移动所述转子具体为：将所述弹性支承(7)上的螺栓从螺母上松开1扣～1.5扣，利用重力使所述转子下沉。
8.根据权利要求7所述的离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙的测量方法，其特征在于，
所述步骤c之前还包括使所述转子处于水平状态以便于松开所述弹性支承(7)上的螺栓和螺母的步骤。
9.根据权利要求1所述的离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙的测量方法，其特征在于，
所述步骤b中的测量所述转子和所述后支承机匣(2)之间的距离具体为：采用深度尺测量所述转子的中心拉杆(9)的后端面和所述后支承机匣(2)的后端面之间的距离；
所述步骤d中的测量所述转子和所述后支承机匣(2)之间的距离具体为：采用深度尺测量所述转子的中心拉杆(9)的后端面和所述后支承机匣(2)的后端面之间的距离。
10.根据权利要求1所述的离心叶轮和叶轮外罩之间的轴向间隙的测量方法，其特征在于，
所述离心叶轮(3)和所述叶轮外罩(4)之间的轴向间隙值为0.5mm～0.6mm。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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