CN112985787A - 一种机匣高温试验用装卡机构 - Google Patents

Abstract

本申请属于航空发动机试验领域，特别涉及一种机匣高温试验用装卡机构。包括：底座、花盘、保温罩、转接筒以及机匣试验件。所述花盘固定安装在所述底座上，所述花盘与所述底座之间设置有间隙，间隙中填充有保温材料；所述保温罩设置在所述花盘上，所述保温罩与所述花盘围成加温腔；转接筒容纳在所述加温腔中，所述转接筒设置有上安装边以及下安装边，所述下安装边分别通过轴向定位组件、径向定位结构以及周向定位组件与所述花盘连接；机匣试验件容纳在所述加温腔中，所述机匣试验件与所述转接筒的上安装边连接。本申请可以在高温环境下实现对机匣转接筒的有效锁紧，并具有二次锁紧功能，有效的解决了现有装卡机构在加热过程中发生松动失效的问题。

Description

一种机匣高温试验用装卡机构

技术领域

本申请属于航空发动机试验领域，特别涉及一种机匣高温试验用装卡机构。

背景技术

对于长时间工作在高温状态下的航空发动机机匣类部件，如涡轮后机匣等，在研制过程中需进行一系列静力、疲劳试验，为更好地模拟机匣实际工作环境，这类试验往往需要在高温环境下进行。

试验过程中，需要将机匣试验件装卡固定在试验平台上，使其在试验载荷作用下不发生移动或转动。目前，机匣试验件通过螺栓、螺母与转接筒上安装边连接；转接筒下安装边开有U形槽，通过地脚螺栓、垫片和螺母组成的压紧机构将其压紧固定在开有T形槽的试验平台上。这种装卡结构可以在室温环境下有效锁紧转接筒，进而固定机匣试验件。但在机匣高温试验中，由于装卡机构各零部件受热不均、材料热膨胀系数差异等因素的影响，在室温环境下锁紧的装卡机构会在加热过程中发生松动。又由于机匣试验件、转接筒和压紧机构需全部安装在密闭的加热腔内进行加热，导致装卡机构在加热过程中一旦发生松动，将无法进行二次锁紧，从而导致装卡失效。因此，这种结构不适用于机匣高温试验。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本申请的目的是提供了一种机匣高温试验用装卡机构，以解决现有技术存在的至少一个问题。

本申请的技术方案是：

一种机匣高温试验用装卡机构，包括：

底座；

花盘，所述花盘固定安装在所述底座上，所述花盘与所述底座之间设置有间隙，间隙中填充有保温材料；

保温罩，所述保温罩设置在所述花盘上，所述保温罩与所述花盘围成加温腔；

转接筒，容纳在所述加温腔中，所述转接筒设置有上安装边以及下安装边，所述下安装边分别通过轴向定位组件、径向定位结构以及周向定位组件与所述花盘连接；

机匣试验件，容纳在所述加温腔中，所述机匣试验件与所述转接筒的上安装边连接。

可选地，还包括基础平台，所述底座固定在所述基础平台上。

可选地，所述轴向定位组件包括防转螺栓、防转压板、调节螺钉、第一螺母、防转螺钉，其中，

所述防转压板的中部开设有第一通孔，一端开设有第二通孔，另一端开设有第一螺纹孔，所述花盘上开设有第三通孔，所述底座上开设有第四通孔，所述防转螺栓依次穿过所述第一通孔、所述第三通孔以及所述第四通孔后通过所述第一螺母固定；

所述防转压板开设有第二通孔的一端抵接所述转接筒的下安装边，所述转接筒的下安装边上开设有第二螺纹孔，所述防转螺钉穿过所述第二通孔安装在所述第二螺纹孔中；

所述调节螺钉的一端抵接所述花盘，另一端安装在所述第一螺纹孔中。

可选地，所述轴向定位组件还包括第一垫片，所述第一垫片用于配合所述第一螺母固定。

可选地，所述防转压板上开设有矩形槽，所述第一通孔以及所述第二通孔开设在所述矩形槽中，所述第一螺纹孔对称开设在所述矩形槽两侧壁板上。

可选地，所述第一通孔为长条孔，所述防转螺栓的螺栓头部具有两个平行设置的限位面，当所述防转螺栓装配到所述第一通孔后，所述螺栓头部能够通过所述矩形槽限位。

可选地，所述防转压板与所述转接筒的下安装边抵接处开设有4个半圆形槽。

可选地，所述径向定位结构包括设置在所述花盘上的环形止口槽以及设置在所述转接筒的下安装边上的环形止口突肩，所述环形止口槽位于所述第三通孔的径向内侧。

可选地，所述周向定位组件包括地脚螺栓、第二螺母以及第二垫片，其中，所述花盘上开设有T形槽，所述转接筒的下安装边上设置有U形槽，所述地脚螺栓配合所述第二螺母以及所述第二垫片固定安装在所述T形槽以及所述U形槽中。

可选地，所述转接筒的上安装边沿周向均匀开设有多个安装孔，所述机匣试验件通过螺栓以及螺母与所述上安装边连接。

发明至少存在以下有益技术效果：

本申请的机匣高温试验用装卡机构，可以在高温环境下实现对机匣转接筒的有效锁紧，并具有二次锁紧功能，有效的解决了现有装卡机构在加热过程中发生松动失效的问题。

附图说明

图1是本申请一个实施方式的机匣高温试验用装卡机构整体示意图；

图2是本申请一个实施方式的机匣高温试验用装卡机构的轴向定位组件示意图；

图3是本申请一个实施方式的机匣高温试验用装卡机构的防转压板示意图；

图4是本申请一个实施方式的机匣高温试验用装卡机构的防转压板剖视图；

图5是本申请一个实施方式的机匣高温试验用装卡机构的防转螺栓示意图；

图6是本申请一个实施方式的机匣高温试验用装卡机构的防转螺栓的螺栓头部示意图；

图7是本申请一个实施方式的机匣高温试验用装卡机构的转接筒示意图；

图8是本申请一个实施方式的机匣高温试验用装卡机构的转接筒的下安装边示意图；

图9是本申请一个实施方式的机匣高温试验用装卡机构的花盘示意图；

图10是本申请一个实施方式的机匣高温试验用装卡机构的花盘剖视图；

图11是本申请一个实施方式的机匣高温试验用装卡机构的周向定位组件示意图；

图12是图11的A向视图。

其中：

1-保温罩；2-加温腔；3-机匣试验件；4-转接筒；41-第二螺纹孔；42-环形止口突肩；43-U形槽；5-轴向定位组件；51-防转螺栓；52-防转压板；53-调节螺钉；54-第一垫片；55-第一螺母；56-防转螺钉；6-花盘；61-第三通孔；62-环形止口槽；63-T形槽；7-保温材料；8-底座；9-周向定位组件；91-地脚螺栓；92-第二螺母；93-第二垫片。

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。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

下面结合附图1至图12对本申请做进一步详细说明。

本申请提供一种机匣高温试验用装卡机构，包括：底座8、花盘6、保温罩1、转接筒4以及机匣试验件3。

机匣试验件3在试验过程中主要承受轴向载荷，径向载荷以及绕机匣轴线的扭矩载荷，这三种载荷使机匣试验件3分别产生沿轴向移动、沿径向移动以及绕轴线转动的趋势，针对以上三种运动趋势，对机匣试验件3进行装卡固定。具体的，机匣高温试验用装卡机构如图1所示，底座8固定在基础平台上，花盘6固定安装在底座8上，花盘6与底座8之间设置有间隙，间隙中填充有保温材料7；保温罩1设置在花盘6上，保温罩1与花盘6围成密闭的加温腔2；转接筒4容纳在加温腔2中，转接筒4设置有上安装边以及下安装边，机匣试验件3容纳在加温腔2中，机匣试验件3与转接筒4的上安装边连接，转接筒4的下安装边分别通过轴向定位组件5、径向定位结构以及周向定位组件9与花盘6连接，限制机匣试验件3在试验载荷作用下沿轴向和径向的移动，以及绕轴线的转动，从而实现对机匣试验件3的装卡固定。

在本申请的一个优选实施例中，如图2所示，轴向定位组件5包括防转螺栓51、防转压板52、调节螺钉53、第一螺母55、防转螺钉56，其中，防转压板52的中部开设有第一通孔，一端开设有第二通孔，另一端开设有第一螺纹孔，花盘6上开设有第三通孔61，底座8上开设有第四通孔，防转螺栓51依次穿过第一通孔、第三通孔61以及第四通孔后通过第一螺母55固定；防转压板52开设有第二通孔的一端抵接转接筒4的下安装边，转接筒4的下安装边上开设有第二螺纹孔41，防转螺钉56穿过圆形的第二通孔安装在第二螺纹孔41中，防止拧紧第一螺母55时防转压板52发生转动；调节螺钉53的一端抵接花盘6，另一端安装在第一螺纹孔中，通过调整调节螺钉53的高度，可以实现对不同厚度结构的压紧。本实施例中，防转螺栓51与第一螺母55连接，由于第一螺母55安装在加温腔2外，加温过程中轴向定位组件5一旦发生松动，可通过拧紧第一螺母55对轴向定位组件5进行二次锁紧。将调节螺钉53调整至适当高度后，拧紧第一螺母55，转接筒4的下安装边被压紧，机匣试验件3被轴向固定。

有利的是，本实施例中，轴向定位组件5还包括第一垫片54，第一垫片54用于配合第一螺母55固定。

在本申请的一个优选实施例中，如图3-6所示，防转压板52上开设有矩形槽，第一通孔以及第二通孔开设在矩形槽中，第一螺纹孔对称开设在矩形槽两侧壁板上。有利的是，本实施例中，第一通孔为沿防转压板52中心线开设的长条孔，可实现对防转压板52位置进行适当调整，防转螺栓51的螺栓头部具有两个平行设置的限位面，当防转螺栓51装配到第一通孔后，螺栓头部能够卡接在矩形槽中，进行限位，防止拧紧第一螺母55时防转螺栓51发生转动。进一步，本实施例中，防转压板52设置有第二通孔的一端上侧面设置为斜面形式，防转压板52的下侧面与转接筒4的下安装边抵接处开设有4个半圆形槽，用以改善压板与安装边表面接触状态，增大摩擦力。

在本申请的一个优选实施例中，转接筒4结构如图7-8所示，转接筒4的上安装边沿周向均匀开设有多个安装孔，机匣试验件3可以通过螺栓以及螺母与上安装边连接。转接筒4的下安装边上开有24个用来安装防转螺钉56的第二螺纹孔41，与花盘6接触的表面设置有环形突肩42结构，外缘沿周向均布有12个U形槽43。

在本申请的一个优选实施例中，花盘6结构如图9-10所示，其上开设有12处周向均布的用来安装防转螺栓51的第一通孔61，与转接筒4的下安装边接触表面上开有环形止口槽62，环形止口槽62位于第三通孔61的径向内侧。

本申请的机匣高温试验用装卡机构，径向定位结构包括设置在花盘6上的环形止口槽62以及设置在转接筒4的下安装边上的环形止口突肩42，安装时，将转接筒4的下安装边的环形止口突肩42对准花盘6的环形止口槽62，轴向定位组件将转接筒4压紧后，转接筒4的环形突肩42被压入花盘6的环形止口槽62内，机匣试验件3被径向固定。突肩与止口采用大间隙配合，防止加热后花盘6与转接筒4变形不协调，造成接触面挤压损坏，径向定位结构可以保证机匣试验件3在试验器上的安装位置，降低安装误差。

本申请的机匣高温试验用装卡机构，如图11-12所示，周向定位组件9包括地脚螺栓91、第二螺母92以及第二垫片93，其中，地脚螺栓91配合第二螺母92以及第二垫片93固定安装在T形槽63以及U形槽43中。安装时，将转接筒4上的U形槽与花盘6上的T形槽对齐，在T形槽内装入地脚螺栓91，地脚螺栓91依次穿过T形槽、U形槽、第二垫片93和第二螺母92，拧紧第二螺母92后，机匣试验件3被周向固定。

本申请的机匣高温试验用装卡机构，可以在高温环境下实现对机匣转接筒的有效锁紧，能够保证在机匣高温试验过程中，机匣试验件承受试验载荷时不发生沿轴向、径向的移动，以及绕轴线的转动；具有二次锁紧功能，能够解决由于各零部件热膨胀系数不同，以及零部件受热不均等客观因素的存在，装卡机构在加温过程中发生松动失效的问题，使其在加热过程中一旦发生松动，可以进行二次锁紧，从而保证装卡机构的有效性。

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 (10)

1.一种机匣高温试验用装卡机构，其特征在于，包括：

底座(8)；

花盘(6)，所述花盘(6)固定安装在所述底座(8)上，所述花盘(6)与所述底座(8)之间设置有间隙，间隙中填充有保温材料(7)；

保温罩(1)，所述保温罩(1)设置在所述花盘(6)上，所述保温罩(1)与所述花盘(6)围成加温腔(2)；

转接筒(4)，容纳在所述加温腔(2)中，所述转接筒(4)设置有上安装边以及下安装边，所述下安装边分别通过轴向定位组件(5)、径向定位结构以及周向定位组件(9)与所述花盘(6)连接；

机匣试验件(3)，容纳在所述加温腔(2)中，所述机匣试验件(3)与所述转接筒(4)的上安装边连接。

2.根据权利要求1所述的机匣高温试验用装卡机构，其特征在于，还包括基础平台，所述底座(8)固定在所述基础平台上。

3.根据权利要求1所述的机匣高温试验用装卡机构，其特征在于，所述轴向定位组件(5)包括防转螺栓(51)、防转压板(52)、调节螺钉(53)、第一螺母(55)、防转螺钉(56)，其中，

所述防转压板(52)的中部开设有第一通孔，一端开设有第二通孔，另一端开设有第一螺纹孔，所述花盘(6)上开设有第三通孔(61)，所述底座(8)上开设有第四通孔，所述防转螺栓(51)依次穿过所述第一通孔、所述第三通孔(61)以及所述第四通孔后通过所述第一螺母(55)固定；

所述防转压板(52)开设有第二通孔的一端抵接所述转接筒(4)的下安装边，所述转接筒(4)的下安装边上开设有第二螺纹孔(41)，所述防转螺钉(56)穿过所述第二通孔安装在所述第二螺纹孔(41)中；

所述调节螺钉(53)的一端抵接所述花盘(6)，另一端安装在所述第一螺纹孔中。

4.根据权利要求3所述的机匣高温试验用装卡机构，其特征在于，所述轴向定位组件(5)还包括第一垫片(54)，所述第一垫片(54)用于配合所述第一螺母(55)固定。

5.根据权利要求4所述的机匣高温试验用装卡机构，其特征在于，所述防转压板(52)上开设有矩形槽，所述第一通孔以及所述第二通孔开设在所述矩形槽中，所述第一螺纹孔对称开设在所述矩形槽两侧壁板上。

6.根据权利要求5所述的机匣高温试验用装卡机构，其特征在于，所述第一通孔为长条孔，所述防转螺栓(51)的螺栓头部具有两个平行设置的限位面，当所述防转螺栓(51)装配到所述第一通孔后，所述螺栓头部能够通过所述矩形槽限位。

7.根据权利要求6所述的机匣高温试验用装卡机构，其特征在于，所述防转压板(52)与所述转接筒(4)的下安装边抵接处开设有4个半圆形槽。

8.根据权利要求3所述的机匣高温试验用装卡机构，其特征在于，所述径向定位结构包括设置在所述花盘(6)上的环形止口槽(62)以及设置在所述转接筒(4)的下安装边上的环形止口突肩(42)，所述环形止口槽(62)位于所述第三通孔(61)的径向内侧。

9.根据权利要求3所述的机匣高温试验用装卡机构，其特征在于，所述周向定位组件(9)包括地脚螺栓(91)、第二螺母(92)以及第二垫片(93)，其中，所述花盘(6)上开设有T形槽(63)，所述转接筒(4)的下安装边上设置有U形槽(43)，所述地脚螺栓(91)配合所述第二螺母(92)以及所述第二垫片(93)固定安装在所述T形槽(63)以及所述U形槽(43)中。

10.根据权利要求1所述的机匣高温试验用装卡机构，其特征在于，所述转接筒(4)的上安装边沿周向均匀开设有多个安装孔，所述机匣试验件(3)通过螺栓以及螺母与所述上安装边连接。

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