CN115519315B - 前挡板的温差法拆装装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种前挡板的温差法拆装装置，用于在涡轮盘上拆装前挡板，包括底座、冷却机构和加温拆装机构，底座用于支撑固定涡轮盘，冷却机构包括制冷机和与制冷机连接的冷却轴，冷却轴用于穿设在涡轮盘的轴孔，冷却轴的外周布设有分别朝向涡轮盘的不同位置的多个冷却孔，加温拆装机构包括加热器和加温扳手，加温扳手包括热气分配器和与热气分配器连接的手柄，热气分配器与加热器连接并用于环绕前挡板的外周设置，热气分配器沿其周向布设有多个加热孔，手柄用于带动前挡板相对涡轮盘移动。本发明提供的前挡板的温差法拆装装置能够确保拆装安全，保证拆装顺畅，提升装配精度，避免零件之间产生挤压变形甚至出现磨损，从而确保零件的性能稳定。

Description

前挡板的温差法拆装装置

技术领域

本发明涉及航空发动机的装配技术领域，特别地，涉及一种前挡板的温差法拆装装置。

背景技术

目前，由于航空发动机对零件的加工精度要求极高，针对过盈配合的两个零件，拆装阻力较大，通常采用温差法进行装配。例如航空发动机的涡轮盘和前挡板，在装配时需要将前挡板放在加温箱中加热，待前挡板的装配部位加热膨胀开之后再装配至涡轮盘中，而在分解时则需要将涡轮盘和前挡板整体放置在冷却箱中用干冰或液氮进行冷却，待二者之间的配合结构充分冷却之后再进行分解。

然而，传统的拆装方法并未考虑零件在搬运、装夹和装配的过程中会与外界环境持续进行热量交换，特别是对于较大质量和直径的涡轮盘，在搬运、装夹和装配的过程都需用到大量的辅助工具，导致耗费较多时间，待实际开始拆装时的零件温度已偏离预设值，从而导致装配间隙缩小或者已经过盈，此时强行拆装零件容易导致零件被挤压变形甚至磨损。对此，在实际应用中，为了保证零件的温度符合拆装需求，需要预先将零件加热至更高温度或者冷却至更低温度，会给拆装操作埋下烫伤、冻伤的安全隐患。

发明内容

本发明提供了一种前挡板的温差法拆装装置，以解决现有航空发动机的前挡板难以相对涡轮盘拆装的技术问题。

一种前挡板的温差法拆装装置，用于在涡轮盘上拆装前挡板，所述前挡板的温差法拆装装置包括底座、分别设于所述底座上的冷却机构和加温拆装机构；

所述底座上用于支撑固定涡轮盘；

所述冷却机构包括制冷机和冷却轴，所述冷却轴安装于所述底座上并用于穿设在所述涡轮盘的轴孔中，所述冷却轴的内部设有与所述制冷机连接的冷却通道，所述冷却轴的外周布设有分别朝向所述涡轮盘的不同位置并均与所述冷却通道连通的多个冷却孔；

所述加温拆装机构包括加热器和加温扳手，所述加温扳手包括热气分配器和与所述热气分配器连接的手柄，所述热气分配器与所述加热器连接并用于环绕所述前挡板的外周设置，所述热气分配器沿其周向布设有多个加热孔，所述手柄用于抵靠所述前挡板并带动所述前挡板相对所述涡轮盘移动。

优选地，所述冷却轴包括第一节段和第二节段，所述第一节段用于穿设在所述涡轮盘的轴孔内，所述第二节段用于穿出至所述涡轮盘朝向所述前挡板的一端之外；

所述冷却孔包括布设于所述第一节段上的第一冷却孔和布设于所述第二节段上的第二冷却孔，所述第一冷却孔朝向所述涡轮盘的轴孔的内壁设置，所述第二冷却孔朝向所述涡轮盘上的用于与所述前挡板配合的装配结构设置。

更优地，所述第一节段沿其轴向间隔布设有多排冷却孔组，所述冷却孔组包括沿所述第一节段的周向布设的多个第一冷却孔，相邻两排冷却孔组中的第一冷却孔沿所述第一节段的轴向错位设置。

更优地，多排冷却孔组中的第一冷却孔沿所述第一节段的轴向呈螺旋状排布。

优选地，所述加温拆装机构还包括与所述加热器连接的环形管和沿所述环形管的周向间隔布设于所述环形管上的多个管接嘴，所述管接嘴与所述热气分配器连接并用于将所述环形管内的热气导入所述热气分配器中。

优选地，所述加温拆装机构还包括引气管，所述引气管的第一端与所述制冷机的散热口连接，所述引气管的第二端与所述加热器的进气口连接。

优选地，所述加温扳手还包括套设于所述手柄上并用于沿所述手柄移动的拔卸爪，所述拔卸爪用于沿靠近或远离所述前挡板的方向移动，并在移动至所述前挡板的下方时钩拉所述前挡板。

进一步地，所述加温扳手还包括与所述拔卸爪连接并用于将所述拔卸爪相对所述手柄锁紧固定的锁紧组件。

进一步地，所述前挡板的温差法拆装装置还包括弹性支撑机构，所述底座上设有用于支撑固定所述涡轮盘的卡位，所述底座上朝向所述卡位的一侧开设有安装孔，所述弹性支撑机构包括设于所述安装孔内的支撑弹簧和抵接所述支撑弹簧并与所述安装孔可转动连接的支撑架，所述支撑架包括沿水平方向延伸的水平支撑臂，所述支撑架用于相对所述安装孔转动至所述前挡板的下方或者脱离所述前挡板，并在转动至所述前挡板的下方时通过所述支撑弹簧弹性支撑所述前挡板。

进一步地，所述前挡板的温差法拆装装置还包括压套，所述冷却轴的顶端设有导杆，所述压套套设于所述导杆上，所述压套用于抵靠所述前挡板的顶面并在外力作用下沿所述导杆移动下压所述前挡板。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的前挡板的温差法拆装装置中，先由底座支撑固定涡轮盘，再通过冷却轴持续从涡轮盘的轴孔位置对涡轮盘进行冷却，并通过加温扳手持续对前挡板进行加温，使涡轮盘的外径冷却缩小的同时使前挡板的内径加热胀开，相比仅加热或冷却其中一个零件的方式，无需将零件加热至更高温度或者冷却至更低温度便可有效增大前挡板相对涡轮盘的装配间隙，确保拆装作业的安全，避免操作人员出现烫伤、冻伤等问题，并且冷却轴和加温扳手独立设置，冷却过程和加热过程不会互相干扰。其次，由于加温扳手的手柄和热气分配器连接，手柄在带动前挡板移动的过程中可带动热气分配器同步移动，使热气分配器能够持续对前挡板的装配位置进行加热及保温，并且冷却轴也能够持续对涡轮盘进行冷却，从而使前挡板和涡轮盘在整个拆装过程中都能维持预设温度，保证拆装顺畅，有效提升装配精度，避免零件之间产生挤压变形甚至出现磨损，从而确保零件的性能稳定。

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为本发明实施例提供的前挡板的温差法拆装装置的俯视图；

图2为图1所示的前挡板的温差法拆装装置沿A-A向的剖视图。

图例说明：

1、底座；11、卡位；12、安装孔；2、冷却机构；21、制冷机；22、冷却轴；221、冷却通道连通；222、冷却孔；2221、第一冷却孔；2222、第二冷却孔；23、导杆；24、第一鼓风机；3、加温拆装机构；31、加热器；32、加温扳手；321、热气分配器；322、手柄；323、拔卸爪；324、锁紧组件；33、环形管；34、管接嘴；35、引气管；36、第二鼓风机；4、弹性支撑机构；41、支撑弹簧；42、支撑架；421、水平支撑臂；5、压套；6、定位销；7、定位块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1和图2共同示出了本发明实施例提供的前挡板的温差法拆装装置，其用于航空发动机的装配作业中，具体用于在涡轮盘上拆装前挡板，能够在拆装作业时使涡轮盘和前挡板都维持在预设温度，从而实现温差法装配，保证装配顺畅，确保安全并提升装配精度。

请结合图1和图2，所述前挡板的温差法拆装装置包括底座1、冷却机构2和加温拆装机构3，所述冷却机构2和所述加温拆装机构3分别设于所述底座1上。所述底座1上设有用于支撑固定涡轮盘100的卡位11。所述冷却机构2包括制冷机21和冷却轴22，所述冷却轴22安装于所述底座1上并用于穿设在所述涡轮盘100的中心轴孔中，所述冷却轴22的内部设有与所述制冷机21连接的冷却通道221，所述冷却轴22的外周布设有多个冷却孔222，多个冷却孔222分别朝向所述涡轮盘100的不同位置设置并均与所述冷却通道221连通。所述加温拆装机构3包括加热器31和加温扳手32，所述加温扳手32包括热气分配器321和与所述热气分配器321连接的手柄322，所述热气分配器321与所述加热器31连接并用于环绕所述前挡板200的外周设置，所述热气分配器321沿其周向布设有多个加热孔，所述手柄322用于抵靠所述前挡板200并带动所述前挡板200相对所述涡轮盘100移动。

具体地，所述制冷机21用于制备冷气并将冷气输送至所述冷却轴22的冷却通道221中，从而通过多个冷却孔222分别朝向所述涡轮盘100的不同位置喷射冷气，使所述涡轮盘100的整体温度降低。所述加热器31用于制备热气并将热气输送至所述热气分配器321中，从而通过所述热气分配器321上的多个热气孔分别朝向所述前挡板200的不同位置喷射热气，使所述前挡板200的整体温度升高。因此，所述前挡板的温差法拆装装置中，先由所述底座1支撑固定所述涡轮盘100，再通过所述冷却轴22持续从所述涡轮盘100的轴孔位置对所述涡轮盘100进行冷却，并通过所述加温扳手32持续对所述前挡板200进行加温，使所述涡轮盘100的外径冷却缩小的同时使所述前挡板200的内径加热胀开，相比仅加热或冷却其中一个零件的方式，无需将零件加热至更高温度或者冷却至更低温度便可有效增大所述前挡板200相对所述涡轮盘100的装配间隙，确保拆装作业的安全，避免操作人员出现烫伤、冻伤等问题，并且所述冷却轴22和所述加温扳手32独立设置，冷却过程和加热过程不会互相干扰。其次，由于所述加温扳手32的手柄322和热气分配器321连接，所述手柄322在带动所述前挡板200移动的过程中可带动所述热气分配器321同步移动，使所述热气分配器321相对所述前挡板200保持相对静止，从而能够持续对所述前挡板200的装配位置进行加热及保温，并且所述冷却轴22也能够持续对所述涡轮盘100进行冷却，进而使所述前挡板200和所述涡轮盘100在整个拆装过程中都能维持预设温度，保证拆装顺畅，有效提升装配精度，避免所述前挡板200和所述涡轮盘100之间产生挤压变形甚至出现磨损，确保零件的性能稳定。

如图2所示，所述冷却轴22包括第一节段和与所述第一节段同轴设置的第二节段，所述第一节段用于穿设在所述涡轮盘100的轴孔内，所述第二节段用于穿出至所述涡轮盘100朝向所述前挡板200的一端之外，所述冷却通道221沿所述第一节段延伸至所述第二节段。

优选地，所述冷却孔222包括多个第一冷却孔2221和多个第二冷却孔2222，多个第一冷却孔2221布设于所述第一节段上并环绕所述第一节段的外周排布，多个第二冷却孔2222布设于所述第二节段上并环绕所述第二节段的外周排布，所述第一冷却孔2221朝向所述涡轮盘100的轴孔的内壁设置，所述第二冷却孔2222朝向所述涡轮盘100上的用于与所述前挡板200配合的装配结构设置。所述冷却轴22先通过所述第一冷却孔2221从所述涡轮盘100的内部为所述涡轮盘100进行冷却降温，使所述涡轮盘100的整体温度能够稳定下降，再通过所述第二冷却孔2222对所述涡轮盘100的装配结构进行冷却，使所述涡轮盘100的装配结构能够维持在满足装配要求的低温状态，保证装配顺畅，通过优化所述冷却孔222的排布方式，有效提升所述涡轮盘100的冷却效果。

更优地，所述第一节段沿其轴向间隔布设有多排冷却孔组，单排冷却孔组包括沿所述第一节段的周向布设的多个第一冷却孔2221，相邻两排冷却孔组中的第一冷却孔2221沿所述第一节段的轴向错位设置，以避免冷气集中于所述涡轮盘100中的同一方向上，实现均匀冷却。

更优地，多排冷却孔组中的第一冷却孔2221沿所述第一节段的轴向呈螺旋状排布，即沿第一节段的轴向，每排所述冷却孔组中的第一冷却孔2221均相对上一排冷却孔组中的第一冷却孔2221沿所述第一节段的周向转动一定角度。该结构能够使多排冷却孔组中的第一冷却孔2221吹出的冷却气体汇合后呈螺旋状流动，使冷却气体能够均匀附着在所述涡轮盘100上，还能提高冷却气体的流速，有效提升冷却效果。

在图1中示出，所述加温拆装机构3还包括环形管33和管接嘴34，所述环形管33用于环绕所述前挡板200设置并所述加热器31连接，所述管接嘴34设有多个，多个管接嘴34沿所述环形管33的周向等距排布于所述环形管33上，所述管接嘴34与所述热气分配器321连接并用于将所述环形管33内的热气导入所述热气分配器321中。所述加热器31输出的高温气体先进入所述环形管33内均匀填充所述环形管33，再从所述环形管33的周向不同位置同时导入所述热气分配器321内，使所述热气分配器321的热气均匀分布，从而使所述热气分配器321上的多个加热孔能够同时且稳定地喷出高温气体，保证加热均匀。

优选地，所述加温拆装机构3还包括引气管35，所述引气管35的第一端与所述制冷机21的散热口连接，所述引气管35的第二端与所述加热器31的进气口连接。利用所述引气管35将所述制冷机21散热时排出的高温气体导入所述加热器31中，使所述制冷机21和所述加热器31协同配合作业，更有利于所述加热器31的加热处理，降低所述加热器31的负载，保证加温温度能够达到设计要求。

进一步地，所述冷却机构2还包括与所述制冷机21的进气口连接的第一鼓风机24，所述加温拆装机构3还包括设于所述引气管35上的第二鼓风机36，所述制冷机21通过所述第一鼓风机24输送气体，所述加温拆装机构3通过所述第二鼓风机36输送气体，保证进气充足。

如图2所示，所述加温扳手32还包括拔卸爪323，所述拔卸爪323套设于所述手柄322上并用于沿所述手柄322移动，所述手柄322沿所述前挡板200的径向延伸设置，以使所述拔卸爪323能够沿靠近或远离所述前挡板200的方向移动，所述拔卸爪323用于移动至所述前挡板200的下方并钩拉所述前挡板200，从而在上提所述手柄322时能够利用所述拔卸爪323将所述前挡板200向上拉出，实现所述前挡板200的拆卸作业。其次，由于所述拔卸爪323相对所述手柄322可移动设置，能够移动避开所述前挡板200，避免对所述加温扳手32的移动动作产生干涉。

进一步地，所述加温扳手32还包括与所述拔卸爪323连接的锁紧组件324，所述锁紧组件324用于将所述拔卸爪323相对所述手柄322锁紧固定。

进一步地，所述手柄322的至少部分节段设有外螺纹，并且在所述手柄322上设有限位凸缘。所述锁紧组件324包括套设于所述手柄322上并与所述手柄322螺纹连接的锁紧螺母，所述限位凸缘用于挡止所述拔卸爪323的第一端，所述锁紧螺母用于挡止所述拔卸爪323的第二端，通过螺旋调整所述锁紧螺母的位置能够将所述拔卸爪323夹持固定于所述限位凸缘上，实现所述拔卸爪323的定位固定。

进一步地，所述前挡板的温差法拆装装置还包括弹性支撑机构4，所述底座1上朝向所述卡位11的一侧开设有安装孔12，所述弹性支撑机构4包括支撑弹簧41和支撑架42，所述支撑弹簧41设于所述安装孔12内，所述支撑架42抵接所述支撑弹簧41靠近所述安装孔12开口的一端并与所述安装孔12可转动连接，所述支撑架42包括沿水平方向延伸的水平支撑臂431，所述支撑架42用于相对所述安装孔12转动至所述前挡板200的下方或者脱离所述前挡板200，并在转动至所述前挡板200的下方时通过所述支撑弹簧41弹性支撑所述前挡板200。以在装配所述前挡板200之前通过所述弹性支撑机构4对所述前挡板200进行临时支撑，并可在所述加温扳手32撤销下压力时通过所述支撑弹簧41驱使所述前挡板200向上移位复位，方便对所述前挡板200进行安装定位。

进一步地，所述前挡板的温差法拆装装置还包括压套5，所述冷却轴22的顶端设有导杆23，所述压套5套设于所述导杆23上，所述压套5用于抵靠所述前挡板200的顶面并在外力作用下沿所述导杆23移动下压所述前挡板200。

所述前挡板的温差法拆装装置的拆装过程为：先通过所述弹性支撑机构4临时支撑所述前挡板200，再通过所述加温扳手32下压所述前挡板200使所述前挡板200贴合于所述涡轮盘100上，然后旋转所述前挡板200使所述前挡板200和所述涡轮盘100的装配结构正对设置，再缓慢撤销所述加温扳手32的轴向作用力，使所述前挡板200在所述弹性支撑机构4的弹力作用下上升，最后采用油泵等驱动装置下压所述压套5，通过所述压套5将所述前挡板200压装到位，完成装配作业，定位和装配过程都方便快捷。

进一步地，所述前挡板的温差法拆装装置还包括定位销6和定位块7，所述定位销6用于依次插接在所述前挡板200和所述涡轮盘100预设的销孔中，实现所述前挡板200相对所述涡轮盘100的定位连接。所述定位块7用于垫设在所述前挡板200和所述涡轮盘100之间，以使所述前挡板200和所述涡轮盘100在装配之间保持固定间隙，方便对所述前挡板200进行安装定位。

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 (9)

1.一种前挡板的温差法拆装装置，用于在涡轮盘(100)上拆装前挡板(200)，其特征在于，包括底座(1)、分别设于所述底座(1)上的冷却机构(2)和加温拆装机构(3)；

所述底座(1)用于支撑固定涡轮盘(100)；

所述冷却机构(2)包括制冷机(21)和冷却轴(22)，所述冷却轴(22)安装于所述底座(1)上并用于穿设在所述涡轮盘(100)的轴孔中，所述冷却轴(22)的内部设有与所述制冷机(21)连接的冷却通道(221)，所述冷却轴(22)的外周布设有分别朝向所述涡轮盘(100)的不同位置并均与所述冷却通道(221)连通的多个冷却孔(222)；

所述加温拆装机构(3)包括加热器(31)和加温扳手(32)，所述加温扳手(32)包括热气分配器(321)和与所述热气分配器(321)连接的手柄(322)，所述热气分配器(321)与所述加热器(31)连接并用于环绕所述前挡板(200)的外周设置，所述热气分配器(321)沿其周向布设有多个加热孔，所述手柄(322)用于抵靠所述前挡板(200)并带动所述前挡板(200)相对所述涡轮盘(100)移动；

所述冷却轴(22)包括第一节段和第二节段，所述第一节段用于穿设在所述涡轮盘(100)的轴孔内，所述第二节段用于穿出至所述涡轮盘(100)朝向所述前挡板(200)的一端之外；

所述冷却孔(222)包括布设于所述第一节段上的第一冷却孔(2221)和布设于所述第二节段上的第二冷却孔(2222)，所述第一冷却孔(2221)朝向所述涡轮盘(100)的轴孔的内壁设置，所述第二冷却孔(2222)朝向所述涡轮盘(100)上的用于与所述前挡板(200)配合的装配结构设置。

2.根据权利要求1所述的前挡板的温差法拆装装置，其特征在于，所述第一节段沿其轴向间隔布设有多排冷却孔组，所述冷却孔组包括沿所述第一节段的周向布设的多个第一冷却孔(2221)，相邻两排冷却孔组中的第一冷却孔(2221)沿所述第一节段的轴向错位设置。

3.根据权利要求2所述的前挡板的温差法拆装装置，其特征在于，多排冷却孔组中的第一冷却孔(2221)沿所述第一节段的轴向呈螺旋状排布。

4.根据权利要求1所述的前挡板的温差法拆装装置，其特征在于，所述加温拆装机构(3)还包括与所述加热器(31)连接的环形管(33)和沿所述环形管(33)的周向间隔布设于所述环形管(33)上的多个管接嘴(34)，所述管接嘴(34)与所述热气分配器(321)连接并用于将所述环形管(33)内的热气导入所述热气分配器(321)中。

5.根据权利要求1所述的前挡板的温差法拆装装置，其特征在于，所述加温拆装机构(3)还包括引气管(35)，所述引气管(35)的第一端与所述制冷机(21)的散热口连接，所述引气管(35)的第二端与所述加热器(31)的进气口连接。

6.根据权利要求1所述的前挡板的温差法拆装装置，其特征在于，所述加温扳手(32)还包括套设于所述手柄(322)上并用于沿所述手柄(322)移动的拔卸爪(323)，所述拔卸爪(323)用于沿靠近或远离所述前挡板(200)的方向移动，并在移动至所述前挡板(200)的下方时钩拉所述前挡板(200)。

7.根据权利要求6所述的前挡板的温差法拆装装置，其特征在于，所述加温扳手(32)还包括与所述拔卸爪(323)连接并用于将所述拔卸爪(323)相对所述手柄(322)锁紧固定的锁紧组件(324)。

8.根据权利要求1所述的前挡板的温差法拆装装置，其特征在于，所述前挡板的温差法拆装装置还包括弹性支撑机构(4)，所述底座(1)上设有用于支撑固定所述涡轮盘(100)的卡位(11)，所述底座(1)上朝向所述卡位(11)的一侧开设有安装孔(12)，所述弹性支撑机构(4)包括设于所述安装孔(12)内的支撑弹簧(41)和抵接所述支撑弹簧(41)并与所述安装孔(12)可转动连接的支撑架(42)，所述支撑架(42)包括沿水平方向延伸的水平支撑臂(421)，所述支撑架(42)用于相对所述安装孔(12)转动至所述前挡板(200)的下方或者脱离所述前挡板(200)，并在转动至所述前挡板(200)的下方时通过所述支撑弹簧(41)弹性支撑所述前挡板(200)。

9.根据权利要求1所述的前挡板的温差法拆装装置，其特征在于，所述前挡板的温差法拆装装置还包括压套(5)，所述冷却轴(22)的顶端设有导杆(23)，所述压套(5)套设于所述导杆(23)上，所述压套(5)用于抵靠所述前挡板(200)的顶面并在外力作用下沿所述导杆(23)移动下压所述前挡板(200)。