CN111678646B - 一种发动机过渡轴承腔密封性检查装置 - Google Patents

Abstract

本申请一种发动机过渡轴承腔密封性检查装置，其包括：由前挡板与前密封盖通过连接件连接形成的前挡板组件、由后挡板与后端盖固定连接形成的后挡板组件以及拉杆；拉杆穿过低涡盘轴将前挡板组件和后挡板组件固定在低涡转子组件上，实现第一端面和第五端面位置密封；前密封盖具有水平纵向安装边，水平纵向安装边内设有前密封垫，水平纵向安装边形成与前挡板连接用的螺栓压紧结构，螺栓压紧结构叠加前密封盖与前密封垫间的过盈配合，实现对低涡轮轴的第二端面位置柱面压紧密封；低涡轮轴的第二端面位置处通气孔和收油环后第四端面位置设有过盈配合的堵塞；后挡板上设有放气孔、进油孔及放油孔，用于空气流出提供通道、提供供油接口及滑油排放与回收。

Description

一种发动机过渡轴承腔密封性检查装置

技术领域

本申请属于航空发动机技术领域，特别涉及一种发动机过渡轴承腔密封性检查装置。

背景技术

如图1所示，航空发动机中某支点轴承为过渡轴承2，过渡轴承2内环支撑在高压涡轮转子(未示出)上，过渡轴承2外环支撑在低压涡轮转子上，过渡轴承2所在的轴承腔(即前轴承腔11)由旋转的低压涡轮转子与高压涡轮转子间的封严结构组成，其与后轴承腔12相通。

受结构限制，过渡轴承腔的密封性检查位置多，其包括低压涡轮转子组件前端的第一端面K1、低压涡轮轴1轴体端柱面K2、低压涡轮轴轴体通气孔台阶端面K3、低压涡轮转子组件中的收油环后端面K4及后支点跑道13的后端面K5，密封位置结构多为薄壁件(以轴线3回转)，受力后易产生变形，且存在密封性检查操作性差等问题，这就导致过渡轴承腔密封性好坏一直缺乏检查控制手段，使得发动机实际工作过程中，存在低压涡轮轴承腔漏油较大、滑油消耗量大的问题。

现有发动机密封检查工艺多是用于进行静子组件的密封性检查，且由于静子组件密封腔设计结构一般较为简单、开敞，因此相应密封检查工艺多采用简单的端盖设计，无法适用于上述的过渡轴承腔密封位置，而其余少数环状密封工艺多为整体结构，若用于低压涡轮轴头距离密封腔位置较远的这种工况，就需从远端轴头套入，将存在安装困难、工艺过程复杂等问题。

发明内容

本申请的目的是提供了一种发动机过渡轴承腔密封性检查装置，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。

本申请的技术方案是：一种发动机过渡轴承腔密封性检查装置，所述密封性检查装置包括：

由前挡板与前密封盖通过连接件连接形成的前挡板组件、由后挡板与后端盖固定连接形成的后挡板组件以及拉杆；

其中，所述拉杆穿过低涡盘轴连接螺栓孔并通过压紧螺母将前挡板组件和后挡板组件固定在低涡转子组件上，实现第一端面和第五端面位置密封；

前密封盖具有水平纵向安装边，所述水平纵向安装边内设有前密封垫，所述水平纵向安装边形成与前挡板连接用的螺栓压紧结构，所述螺栓压紧结构叠加前密封盖与前密封垫间的楔形过盈配合，实现对低涡轮轴的第二端面位置柱面压紧密封；

低涡轮轴的第二端面位置处通气孔和收油环后第四端面位置设有过盈配合的堵塞；

后挡板上设有放气孔、进油孔及放油孔，所述放气孔用于密封腔注油过程中的空气流出提供通道，所述进油孔用于为流量密封试验器提供供油接口，放油孔用于实现密封检查完成后腔内的滑油排放与回收。

在本申请一优选实施方案中，所述堵塞设置在密封腔内，通过腔内压力使所述堵塞产生压紧力。

在本申请一优选实施方案中，所述放气孔沿垂向设置在所述后挡板的上方，所述放油孔沿垂向设置在所述后挡板的下方，所述进油孔以所述放气孔偏转预定角度。

在本申请一优选实施方案中，所述前密封盖包括对开的第一半圆和第二半圆，所述第一半圆和第二半圆通过连接件固定连接。

在本申请一优选实施方案中，所述后挡板与所述后端盖通过螺栓连接固定一体。

在本申请一优选实施方案中，所述密封性检查装置还包括把手，所述把手固定设置在后挡板上。

在本申请一优选实施方案中，所述前密封盖与所述前密封垫之间为楔形过盈配合。

在本申请一优选实施方案中，所述拉杆上设有轴向定位结构，通过控制轴向定位结构的轴向尺寸限定前后端盖间最小轴向距离，从而保证薄壁件不受压变形。

本申请的发动机过渡轴承腔密封性检查装置可以满足轴承腔的气密性密封要求，且不会对低压涡轮转子组件中的薄壁件产生损伤。

附图说明

为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。

图1为过渡轴承密封腔形成示意图。

图2a为本申请的密封检查装置前端侧视图。

图2b为本申请的密封检查装置后端侧视图。

图3为本申请的密封检查装置安装示意图。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

为了克服现有技术中存在如下的技术问题：

1)前支点密封腔为环形腔，外环柱面为蜂窝孔状结构，且端面宽度较窄，而内环为平滑外弧面，存在较大密封难度，需要确保密封可靠性；

2)后支点跑道13的端面为更加窄小的小端面结构(宽度不到1mm)，同样面临密封难度高的问题；

3)密封位置处结构多为薄壁件，受力后易产生变形；

4)密封装置需具有操作性，以确保实际使用过程方便简单，工作效率高。

为此，本申请提供了一种发动机过渡轴承腔密封性检查装置。如图2a和图2b所示，本申请的密封性检查装置4主要包括前挡板41、前密封盖42、前挡板密封垫451、前密封垫452、后挡板43、后端盖48以及拉杆44和堵塞47等组成，通过采用法兰连接垫片密封原理在低涡转子组件上建立起密封腔。

如图3所示，前挡板41与前密封盖42通过螺栓连接可形成前挡板组件，后挡板43与后端盖48通过螺栓连接固定可形成后挡板组件，拉杆44穿过低涡盘轴1上设置的连接螺栓孔，其两端设有压紧螺母，通过拧紧螺母可将前挡板组件和后挡板组件固定在低涡转子组件上，并通过前挡板密封垫451从而实现第一端面K1和后支点跑道后端面K5位置的密封。前密封盖42依靠螺栓固定在前挡板41上，其具有水平纵向安装边421，前密封垫452设置在水平纵向安装边421内，水平纵向安装边421构成前密封盖42与前挡板41连接的螺栓压紧结构，螺栓压紧结构叠加前密封盖42与前密封垫452之间的过盈配合可使前密封垫452对低压涡轮轴体柱面K2位置的压紧密封。低压涡轮轴上通气孔台阶端面K3位置处的通气孔和收油环后端面K4位置处设有小过盈配合的堵塞47。后挡板43上设有放气孔461、进油孔462及放油孔463，所述放气孔461用于密封腔注油过程中的空气流出提供通道，所述进油孔462用于为流量密封试验器提供供油接口，放油孔463用于实现密封检查完成后腔内的滑油排放与回收。

在本申请中，堵塞47设置在密封性检查装置形成的密封腔内，密封腔内的压力对相应位置处的堵塞47产生压紧力，将使堵塞发挥更好的密封效果。

在本申请中，放气孔461位于后挡板43上沿垂向位置的正上方，进油孔462自正上方的放气孔461周向偏转一定角度位置，而放油孔463则位于后挡板43上的正下方，可以实现滑油的干净排放。

参见图2a所示，若前密封盖42采用常规的整环结构，安装时需要将其从低压涡轮轴1的前轴头套进，再轴向移动较远距离左右到达装配位置，期间需要将前密封盖42与低压涡轮轴1的同心度控制非常好，否则就会出现移动困难、磕碰机件等情况，因此出于对机件安全考虑，在本申请中将前密封盖42做成对开的两半圆形结构，使用前，将两半圆形结构分别安装在前挡板41上，之后再利用水平纵向安装边的螺栓将其固定压紧于低压涡轮轴1上。两半圆形结构具有大压紧面，压紧面通过螺纹件配合使用，将对半纵向安装边固定，增大有效压紧面积，保证对接面密封状态。

参见图3所示，本申请中前密封垫452与前密封盖42之间为楔形过盈配合的装配结构。随着前密封盖42上的紧固螺栓拧紧，根据楔形作用原理，由此会不断增加前密封垫452在低压涡轮轴柱面K2的压紧作用。与此同时，前密封盖42与前密封垫451之间的止口为大过盈配合所产生的变形力通过弹性密封垫传递作用至低压涡轮轴柱面K2，进一步加强密封效果，确保密封性。

后挡板43的相应位置设有凹槽，凹槽内设有后密封垫431，后密封垫431通过与支点跑道后端面K5压紧实现密封，由于五支点跑道后端面宽度较窄，在密封性检查装置安装过程中，很容易切入后密封垫431，当五支点跑道后端面切入后密封垫431过深时，其顶至后挡板易引起结构损伤；此外当拧紧拉杆44两端的压紧螺母时，装置前后挡板将对盘心封严组件和五支点跑道产生压力，由于两件都是薄壁件，存在受压变形可能性。因此，需要对前后挡板间轴向距离进行最小值控制，而本申请中通过在拉杆上设计轴向定位机构，通过构建考虑密封垫压缩量条件下的装配尺寸链，严格规定机构定位轴向尺寸，并配备不同组别调整垫适应机件加工偏差、变形等因素，最终确保实际应用工况下前后挡板的可靠轴向定位。

最后，本申请的密封性检查装置还包括把手49，把手49固定设置在后挡板43上，可方便操作人员对后挡板组件进行安装。

本申请的发动机过渡轴承腔密封性检查装置具有如下优点：

1)为防止轴向拉紧密封四支点轴承座和五支点跑道端面过程中，发生五支点跑道切入密封垫顶至后挡板损伤，及其与四支点轴承座受压变形等情况，构建装配尺寸链，获取考虑密封垫压缩量条件下的前后挡板间轴向距离，通过在拉杆上设计轴向定位段，根据计算距离严格规定其轴向尺寸，并为确保能适应机件实际偏差影响设置组别调整垫，最终达到工装轴向有效、安全压紧及定位的目的；

2)受结构限制，低压涡轮轴柱面位置必须设立密封面。低压涡轮轴柱面形状密封困难，规划在水平纵向安装边处采用螺栓结构将前密封垫紧压在低压涡轮轴柱面上，并将前密封盖与前密封垫间止口设计为较大过盈配合，过盈配合产生的变形力将传递作用至低压涡轮轴柱面，加强密封垫的压紧密封效果，确保整体密封性；

3)由于低压涡轮轴前端距离密封腔位置较远，采用常规的整环端盖设计需从轴头套入，存在安装困难、易磕伤机件问题，因此将前密封盖设计为对开两半结构，提高操作性和机件安全性；同时设计大压紧面螺纹件作为两半纵向安装边固紧件，增大有效压紧面积，保证对接面密封状态。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种发动机过渡轴承腔密封性检查装置，其特征在于，所述密封性检查装置（4）包括：

由前挡板（41）与前密封盖（42）通过连接件连接形成的前挡板组件、由后挡板（43）与后端盖（48）固定连接形成的后挡板组件以及拉杆（44）；

其中，所述拉杆（44）穿过低涡盘轴（1）连接螺栓孔并通过压紧螺母将前挡板组件和后挡板组件固定在低涡转子组件上，实现低压涡轮转子组件前端端面（K1）和后支点跑道后端面（K5）位置密封；

前密封盖（42）具有水平纵向安装边（421），所述水平纵向安装边（421）内设有前密封垫（452），所述水平纵向安装边（421）形成与前挡板（41）连接用的螺栓压紧结构，所述螺栓压紧结构叠加前密封盖（42）与前密封垫（452）间的楔形过盈配合，实现对低涡轮轴的第二端面（K2）位置柱面压紧密封；

低涡轮轴的轴体通气孔台阶端面（K3）位置处通气孔和收油环后端面（K4）位置设有过盈配合的堵塞（47）；

后挡板（43）上设有放气孔（461）、进油孔（462）及放油孔（463），所述放气孔（461）用于密封腔注油过程中的空气流出提供通道，所述进油孔（462）用于为流量密封试验器提供供油接口，放油孔（463）用于实现密封检查完成后腔内的滑油排放与回收。

2.如权利要求1所述的发动机过渡轴承腔密封性检查装置，其特征在于，所述堵塞（47）设置在密封腔内，通过腔内压力使所述堵塞产生压紧力。

3.权利要求1所述的发动机过渡轴承腔密封性检查装置，其特征在于，所述放气孔（461）沿垂向设置在所述后挡板（43）的上方，所述放油孔（463）沿垂向设置在所述后挡板（43）的下方，所述进油孔（462）以所述放气孔（461）偏转预定角度。

4.如权利要求1所述的发动机过渡轴承腔密封性检查装置，其特征在于，所述前密封盖（42）包括对开的第一半圆和第二半圆，所述第一半圆和第二半圆通过连接件固定连接。

5.如权利要求1所述的发动机过渡轴承腔密封性检查装置，其特征在于，所述后挡板（43）与所述后端盖（48）通过螺栓固定为一体。

6.如权利要求1所述的发动机过渡轴承腔密封性检查装置，其特征在于，所述密封性检查装置还包括把手（49），所述把手（49）固定设置在后挡板（43）上。

7.如权利要求1所述的发动机过渡轴承腔密封性检查装置，其特征在于，所述前密封盖（42）与所述前密封垫（452）之间为楔形过盈配合。

8.如权利要求1所述的发动机过渡轴承腔密封性检查装置，其特征在于，所述拉杆（44）上设有轴向定位结构，通过控制轴向定位结构的轴向尺寸限定前后端盖间最小轴向距离，从而保证薄壁件不受压变形。

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