[發明專利]一種用于轉子榫連接鎖銷裝配的工裝結構

有效

• 申請號: 201710253011.4
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN107030244B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 王沛;杜強;劉軍;黃恩亮;柳光;朱俊強;胡嘉麟;高金海;胡春艷;劉紅蕊;徐慶宗;楊曉潔;郭寶亭
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: B21J15/14
• 分類號: B21J15/14;B21J15/30;B21J15/38
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本發明公開了一種用于轉子榫連接鎖銷裝配的工裝結構，包括裝配工裝底座、裝配工裝蓋板、沖鉚銷、調節螺栓等。裝配工裝底座、裝配工裝蓋板與轉子結構相匹配，實現榫結構軸向、徑向的定位；沖鉚銷和調節螺栓基于裝配工裝底座的定位，可調節與鎖銷同軸并頂緊鎖銷沉頭，實現鎖銷沖鉚底座功能。借助本發明的工裝可以實現輪盤定心和軸向定位，減少葉片與輪盤裝配過程中的調試、測量工作量；只需旋轉轉子輪盤，單自由度調整輪盤在工裝上的位置，實現沖鉚底座與鎖銷的對正，調節簡單易行；微調調節螺栓可實現沖鉚底座緊頂住鎖銷，適于轉子多葉片結構鎖緊；本發明的工裝結構簡單，易于實現。

技術領域

本發明涉及一種用于地面燃氣輪機、航空發動機等存在轉子榫連接的鎖銷鎖緊裝配工裝結構，可以有效實現榫連接結構中榫頭、榫槽、鎖銷之間的定位，滿足榫連接鎖緊裝配。

背景技術

地面燃氣輪機、航空發動機等葉輪機械中大量使用高速旋轉轉子結構。由于現行加工、鑄造水平的限制，中等尺寸及大尺寸地面燃氣輪機、航空發動機渦輪轉子無法實現葉片和輪盤一體加工，葉片和輪盤通常采用分別加工，通過榫連接結構裝配成轉子的方式。渦輪多采用樅樹榫結構，壓氣機多采用燕尾榫結構。二者榫結構齒形有差別，但裝配方法通用，本發明通用于渦輪和壓氣機轉子帶鎖銷的榫連接裝配。

榫連接由榫頭和榫槽組成，是葉片和輪盤連接的承力構件。葉片上的榫頭和輪盤上的榫槽二維造型是統一設計的，二者應力水平相當，并經過大量計算和試驗驗證最終定型。具體在渦輪或壓氣機轉子應用時，根據轉子葉片造型、葉片數、安裝角等調整轉子榫連接參數（軸向長度、榫寬、安裝角等），形成轉子榫連接三維結構。榫頭與榫槽嚙合裝配，通過齒面接觸實現葉片徑向和周向的定位。為實現葉片和輪盤軸向定位和榫結構鎖緊，通常在榫頭和榫槽之間采用鎖銷或鎖片結構。

為使鎖銷起到鎖緊榫連接，對葉片起到軸向定位作用，需對榫連接組件進行綜合設計：①榫頭底部沿榫頭方向布置圓弧凹槽，榫槽底部同樣設計為圓弧形，二者圍成榫底孔，鎖銷可沿榫頭方向裝入榫底孔中；②根據葉片結構布局，榫頭方向通常與發動機/燃氣輪機軸線有一夾角，該夾角方向與葉片安裝角方向一致；③榫底孔前后端面以鎖銷中心線為軸線加工錐面，以實現對鎖銷的定位與固定。

為確保鎖銷正確安裝，榫連接鎖緊裝配時需要實現以下任務：①葉片榫頭和輪盤榫槽端面軸向對齊；②沖鉚底座應與鎖銷方向一致；②沖鉚底座應從中心位置頂住鎖銷沉頭；③由于葉片與榫槽加工存在公差，沖鉚底座高度可調，以保證鎖銷能夠鎖緊。

目前現有技術中尚無榫連接鎖銷裝配工裝，采用手工方式裝配鎖銷，定位與角度均不能定量調整，安裝精度差，易出現鎖銷安裝偏心或鎖銷安裝不緊等現象。本發明旨在實現榫頭榫槽端面軸向定位、沖鉚底座與鎖銷沉頭角度、位置對中，并可在榫連接鎖銷公差帶范圍內微調沖鉚底座保證鎖銷安裝緊固。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺點和不足，本發明旨在提供一種用于轉子榫連接鎖銷裝配的工裝結構，可用在燃氣輪機、發動機等葉輪機械的旋轉輪盤部件。其目的是實現葉片榫頭、輪盤榫槽的端面軸向定位，同時實現鎖銷沖鉚底座與鎖銷同方向、同軸，可在榫連接鎖銷公差帶范圍內微調沖鉚底座保證鎖銷安裝緊固，且沖鉚底座高度可調，以適用不同鎖銷緊固安裝。

為實現上述技術目的，本發明采取的技術方案是：

一種用于轉子榫連接鎖銷裝配的工裝結構，所述轉子包括葉片和輪盤，所述葉片的榫頭裝配在所述輪盤的榫槽中，所述葉片與輪盤的榫連接方向與輪盤軸向呈一夾角θ，所述葉片的榫頭底部設置有凹槽，所述凹槽與所述榫槽之間的空腔中置入鎖銷以固定榫連接結構，其特征在于，

所述工裝結構包括裝配工裝底座、裝配工裝蓋板，其中，

裝配工裝底座、裝配工裝蓋板的形狀及尺寸與轉子結構相匹配，裝配工裝底座、裝配工裝蓋板分別置于轉子輪盤的兩側，二者使用緊固件相緊固，其中，