CN113829131B - 一种涡轮盘叶片磨削装置 - Google Patents

一种涡轮盘叶片磨削装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113829131B
CN113829131B CN202111031261.6A CN202111031261A CN113829131B CN 113829131 B CN113829131 B CN 113829131B CN 202111031261 A CN202111031261 A CN 202111031261A CN 113829131 B CN113829131 B CN 113829131B
Authority
CN
China
Prior art keywords
clamping block
disc
block
blades
turbine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111031261.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113829131A (zh
Inventor
金汉�
方岚枫
王铁梅
黄鹏跃
胡东生
温纯
张�杰
李政平
戎漪婷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AECC Harbin Dongan Engine Co Ltd
Original Assignee
AECC Harbin Dongan Engine Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AECC Harbin Dongan Engine Co Ltd filed Critical AECC Harbin Dongan Engine Co Ltd
Priority to CN202111031261.6A priority Critical patent/CN113829131B/zh
Publication of CN113829131A publication Critical patent/CN113829131A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113829131B publication Critical patent/CN113829131B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B19/00—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
    • B24B19/14—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding turbine blades, propeller blades or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/06—Work supports, e.g. adjustable steadies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B47/00—Drives or gearings; Equipment therefor
    • B24B47/22—Equipment for exact control of the position of the grinding tool or work at the start of the grinding operation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Jigs For Machine Tools (AREA)

Abstract

本发明属于机械加工领域，具体为一种涡轮盘叶片磨削装置。包括中间芯轴、左定位盘、右定位盘、外壳体、左侧压板、左侧压板、左夹块、右夹块、左支撑体、右支撑体、左支撑块、右支撑块、左***块、右***块、套管、连接头、液压接头；该装置室基于液压装置使用液压泵提供压力约束涡轮盘叶片的自由度，使叶片撑起固定，在叶片获得弹性支撑的基础上实现叶片均匀有效的磨削加工，通过液压膨胀装置使叶片沿径向向外移动，使叶尖外径尺寸达到最大；通过装配前测量叶片重量及力矩，均匀分布叶片安装位置，实现涡轮盘整体平衡，残余不平衡量满足要求。

Description

一种涡轮盘叶片磨削装置
技术领域
本发明属于机械加工领域，具体为一种涡轮盘叶片磨削装置。
背景技术
涡轮盘转子是航空发动机的关键零部件，涡轮盘叶片磨削加工及平衡是制造的关键技术之一。其主要由涡轮盘本体及转子叶片组成，转子叶片在安装到涡轮盘本体上时，由于其径向自由度未完全受到限制，所以转子叶片可在径向上进行少量移动。而涡轮盘转子叶片叶尖外径磨削要求很高，磨削时叶片在径向窜动是严重影响叶尖外径的磨削质量。通常对涡轮盘转子磨削采用高速磨削方法，使得叶片受到较大的离心力而达到径向约束，但该方案在实践上存在一定不足，如磨削力大于离心力，叶片会往内侧移动，从而磨削不稳定，且现也无高转速磨削设备；另一种方法是制作一个配合工装，采用工装将叶片顶出，但是由于工装的一致性及零件的一致性无法达到理想状态，叶尖外径磨削同样不稳定。另外一点，因该件为转子件，对零件整体的平衡有较高要求，且因叶片为冲压叶片，一致性无法保证，如装配过程中不考虑叶片重量和力矩，极有可能产生残余不平衡量过大的问题，在装配前将叶片重量及力矩分布列出，并通过计算使的叶片均匀分布，可最大限度的减少初始不平衡量。
发明内容
本发明的目的是：提出一种涡轮盘叶片磨削装夹装置及叶片装配分布方法。该装置室基于液压装置使用液压泵提供压力约束涡轮盘叶片的自由度，使叶片撑起固定，在叶片获得弹性支撑的基础上实现叶片均匀有效的磨削加工，通过液压膨胀装置使叶片沿径向向外移动，使叶尖外径尺寸达到最大；通过装配前测量叶片重量及力矩，均匀分布叶片安装位置，实现涡轮盘整体平衡，残余不平衡量满足要求。
技术方案：
一种涡轮盘叶片磨削装置，包括中间芯轴1、左定位盘2、右定位盘3、外壳体4、左侧压板5、左侧压板6、左夹块8、右夹块9、左支撑体10、右支撑体11、左支撑块12、右支撑块13、左油腔16、右油腔17、套管18、连接头19、液压接头20；
中间芯轴1依次穿过工装左定位盘2、涡轮盘体、右定位盘3；左定位盘2同中间芯轴1通过中心孔采用螺栓把紧，与涡轮盘体通过端齿配合；右定位盘3同中间芯轴1通过中心孔采用螺栓把紧，与涡轮盘体通过轴径与篦齿右端面定位配合；外壳体4接有液压接头20，并通过轴径分别与左定位盘2和右定位盘3配合；左侧压板5穿过中间芯轴1压在外壳体4上，右侧压板6穿过中间芯轴1压在外壳体4右侧上；左支撑体10、右支撑体11分别与左定位盘2、右定位盘3通过轴径配合并用螺栓把紧，左支撑体10、右支撑体11的外径分别与左夹块8和右夹块9接触，用于支撑左夹块8和右夹块9；左夹块8和右夹块9与左定位盘2、右定位盘3通过轴径与端面配合固定，左夹块8和左支撑体10的中间依次装有左油腔16和左支撑块12；右夹块9和右支撑体11的中间依次装有右油腔17和右支撑块13；套管18安装于右支撑体11中，连通右定位盘3和右支撑体11的通压孔；接头19通过螺母将液压接头20同外壳体4左侧连接。
进一步的，液压装置通过液压接头20对整个工装进行通压。
进一步的，所述通压达到一定压力后，油腔压力达到将左夹块8和右夹块9支撑起，左夹块8和右夹块9的外径同涡轮盘叶片根部接触，并沿径向将叶片顶出，使得叶片叶尖外径达到最大值，继续通压，当压力达到要求值后，保持压力，即可以保持叶片处于被完全撑出状态，即可满足叶尖磨削加工。
进一步的，还包括止动销7，止动销7通过螺纹连接在中间芯轴1上。
进一步的，还包括左隔膜14，所述左隔膜14设置在左油腔16与左夹块8之间。
进一步的，还包括右隔膜15，所述右隔膜15设置在右油腔17与右夹块9之间设有一层右隔膜15。
进一步的，还包括O型密封圈21，O型密封圈21安装在左定位盘2的燕尾槽中。
进一步的，还包括弹性环22，弹性环22用于工装整体安装后锁住螺纹。
技术效果
本发明的优点是：
本发明提供一种涡轮盘叶片叶尖磨削装置，其工作原理为通过液压装置对工装施加压力，推动弹性涨紧套将叶片沿径向撑出使叶尖外径达到最大状态，并将叶片自由度限制住，从而实现叶尖外径的磨削。较以往加工方式，其优点在于，液压涨紧可保证叶片全部涨出且达到最大外径值，在磨削过程中不会出现因磨削力大使叶片向内移动现象，从而保证叶片叶尖磨削的一致性。保证叶尖磨削精度。
研制出一套先进的涡轮盘叶尖磨削装置，采用多项先进工艺方法，实现了对涡轮盘叶尖磨削精度的控制，提高了叶尖磨削精度的一致性及稳定性。可推广至其他叶片盘类零件叶尖磨削或车削加工。
附图说明
图1为涡轮盘叶尖磨削装置结构示意图。
其中：中间芯轴-1、左定位盘-2、右定位盘-3、外壳体-4、左侧压板-5、左侧压板-6、止动销-7、左夹块-8、右夹块-9、左支撑体--10、右支撑体-11、左支撑块-12、右支撑块-13、左隔膜-14、右隔膜-15、左***块-16、右***块-17、套管-18、连接头-19、液压接头-20、O型密封圈-21、弹性环-22。
具体实施方式
下面结合附图，对本装置做出进一步的说明：
该装置包括以下部件：中间芯轴1，左定位盘2，右定位盘3，外壳体4，左侧压板5，左侧压板6，止动销7，左夹块8，右夹块9，左支撑体10，右支撑体11，左支撑块12，右支撑块13，左隔膜14，右隔膜15，左油腔16，右油腔17，套管18，连接头19，液压接头20，O型密封圈21，弹性环22，还包括部分螺钉，销钉等。
该装置工作原理为：中间芯轴1依次穿过工装左定位盘2、涡轮盘体、右定位盘3；左定位盘2同中间芯轴1通过中心孔采用螺栓把紧，与涡轮盘体通过端齿配合；右定位盘3同中间心轴1通过中心孔采用螺栓把紧，与涡轮盘体通过轴径与篦齿右端面定位配合；外壳体4接有液压接头，并通过轴径分别与左定位盘2和右定位盘3配合；左侧压板5穿过中间芯轴1压在外壳体4上，右侧压板6穿过中间芯轴1压在外壳体4右侧上；左支撑体10、右支撑体11分别与左定位盘2、右定位盘3通过轴径配合并用螺栓把紧，左支撑体10、右支撑体11的外径与左夹块8和右夹块9接触，用于支撑左夹块8和右夹块9；左夹块8和右夹块9与左定位盘2、右定位盘3通过轴径与端面配合，并采用螺栓把紧固定；左夹块8和左支撑体10的中间依次装有左油腔16和左支撑块12；右夹块9和右支撑体11的中间依次装有右油腔17和右支撑块13。左油腔16和右油腔17分别用于通压后对左夹块8和右夹块9起到支撑作用，套管18安装于右支撑体11中，用于连通右定位盘3和右支撑体11的通压孔；接头19通过螺母将液压接头20同外壳体4左侧连接；进一步的，液压装置通过液压接头20对整个工装进行通压，通压达到一定压力后，油腔压力达到将左夹块8和右夹块9支撑起，左夹块8和右夹块9的外径同涡轮盘叶片根部接触，并沿径向将叶片顶出，使得叶片叶尖外径达到最大值，继续通压，当压力达到要求值后，保持压力，即可以保持叶片处于被完全撑出状态，即可满足叶尖磨削加工。进一步的，还包括止动销7，止动销7通过螺纹连接在中间芯轴1上，用于整体加工时整个装置随机床旋转。进一步的，还包括其中左油腔16和右油腔17与左夹块8和右夹块9之间分别设有一层左隔膜14和右隔膜15；左隔膜14和右隔膜15防止泵体与夹块直接接触。进一步的，还包括O型密封圈21，O型密封圈21安装在左定位盘2的燕尾槽中，防止通压后在接触区漏气。进一步的，还包括弹性环22，弹性环22用于工装整体安装后锁住螺纹，防止工作过程中螺母松动。
通过附图与磨削装置结构形式的描述，工作过程具体为：
(1)、将涡轮盘工装准备好，将各部件检查并准备开始安装；
(2)、将中间心轴穿过涡轮盘、定位盘、液压泵，并将定位盘与涡轮盘配合，一侧为端齿配合，一侧为端面及轴径配合，
(3)、将液压泵本体与定位盘压紧块用定位螺钉配合并安装压紧；
(4)、将涨紧套与液压油腔配合安装，并将涨紧套与涡轮盘叶片叶根处配合；
(5)、安装液压泵压力表，；
(6)、待所有器件安装并固定后，检查工装安装正确性；
(7)、待所有装置安装完成并确认无误后，对液压泵进行工作通压，使得液压油进入油腔，压力推动弹性涨紧套沿径向向外涨紧；使叶片全部被推出并固定；
(8)、使用找正表检查叶片叶尖跳动，确保所有叶片均被涨紧；
(9)、磨削加工，在过程中使用找正表检查叶尖外径及跳动，确保叶片没有被磨削力压回退；
(10)、最终检验：按图纸进行检验；
实施例
某民用直升机发动机的第一级、二级及整体涡轮盘叶尖磨削加工，其实施过程同上。

Claims (7)

1.一种涡轮盘叶片磨削装置，其特征在于，包括中间芯轴(1)、左定位盘(2)、右定位盘(3)、外壳体(4)、左侧压板(5)、右侧压板(6)、左夹块(8)、右夹块(9)、左支撑体(10)、右支撑体(11)、左支撑块(12)、右支撑块(13)、左油腔(16)、右油腔(17)、套管(18)、连接头(19)、液压接头(20)；
中间芯轴(1)依次穿过工装左定位盘(2)、涡轮盘体、右定位盘(3)；左定位盘(2)同中间芯轴(1)通过中心孔采用螺栓把紧，与涡轮盘体上的端齿配合；右定位盘(3)同中间芯轴(1)通过中心孔采用螺栓把紧，与涡轮盘体上的篦齿右端面通过轴径定位配合；外壳体(4)接有液压接头(20)，并通过轴径分别与左定位盘(2)和右定位盘(3)配合；左侧压板(5)穿过中间芯轴(1)压在外壳体(4)上，右侧压板(6)穿过中间芯轴(1)压在外壳体(4)右侧上；左支撑体(10)、右支撑体(11)分别与左定位盘(2)、右定位盘(3)通过轴径配合并用螺栓把紧，左支撑体(10)、右支撑体(11)的外径分别与左夹块(8)和右夹块(9)接触，用于支撑左夹块(8)和右夹块(9)；左夹块(8)和右夹块(9)与左定位盘(2)、右定位盘(3)通过轴径与端面配合固定，左夹块(8)和左支撑体(10)的中间依次装有左油腔(16)和左支撑块(12)；右夹块(9)和右支撑体(11)的中间依次装有右油腔(17)和右支撑块(13)；套管(18)安装于右支撑体(11)中，连通右定位盘(3)和右支撑体(11)的通压孔；连接头(19)通过螺母将液压接头(20)同外壳体(4)左侧连接。
2.根据权利要求1所述的一种涡轮盘叶片磨削装置，其特征在于，液压装置通过液压接头(20)对整个工装进行通压。
3.根据权利要求2所述的一种涡轮盘叶片磨削装置，其特征在于，所述通压达到一定压力后，油腔压力达到将左夹块(8)和右夹块(9)支撑起，左夹块(8)和右夹块(9)的外径同涡轮盘叶片根部接触，并沿径向将叶片顶出，使得叶片叶尖外径达到最大值，继续通压，当压力达到要求值后，保持压力，即可以保持叶片处于被完全撑出状态，即可满足叶尖磨削加工。
4.根据权利要求1所述的一种涡轮盘叶片磨削装置，其特征在于，还包括止动销(7)，止动销(7)通过螺纹连接在中间芯轴(1)上。
5.根据权利要求1所述的一种涡轮盘叶片磨削装置，其特征在于，还包括左隔膜(14)，所述左隔膜(14)设置在左油腔(16)与左夹块(8)之间。
6.根据权利要求1所述的一种涡轮盘叶片磨削装置，其特征在于，还包括右隔膜(15)，所述右隔膜(15)设置在右油腔(17)与右夹块(9)之间。
7.根据权利要求1所述的一种涡轮盘叶片磨削装置，其特征在于，还包括O型密封圈(21)，O型密封圈(21)安装在左定位盘(2)的燕尾槽中。
CN202111031261.6A 2021-09-03 2021-09-03 一种涡轮盘叶片磨削装置 Active CN113829131B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111031261.6A CN113829131B (zh) 2021-09-03 2021-09-03 一种涡轮盘叶片磨削装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111031261.6A CN113829131B (zh) 2021-09-03 2021-09-03 一种涡轮盘叶片磨削装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113829131A CN113829131A (zh) 2021-12-24
CN113829131B true CN113829131B (zh) 2024-03-22

Family

ID=78962225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111031261.6A Active CN113829131B (zh) 2021-09-03 2021-09-03 一种涡轮盘叶片磨削装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113829131B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19711337A1 (de) * 1997-03-18 1998-09-24 Bmw Rolls Royce Gmbh Verfahren zum Spitzenschleifen von in einem Stator- und Maschinengehäuse eingebauten Statorschaufeln einer Axial-Strömungsmaschine
WO2008077844A1 (en) * 2006-12-22 2008-07-03 Vestas Wind Systems A/S Surface finishing of rotor blades for wind turbines
CN102935610A (zh) * 2012-11-07 2013-02-20 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 发动机转子整体叶盘叶尖曲面加工装置及方法
CN102990488A (zh) * 2012-12-13 2013-03-27 陕西神驱机电制造有限责任公司 风轮叶片端面磨削机
CN205074920U (zh) * 2015-05-21 2016-03-09 西安航空动力股份有限公司 一种燃机涡轮工作叶片上缘板磨削用定位装置
CN112045533A (zh) * 2020-09-21 2020-12-08 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 一种用于磨削转子叶片榫头底部的装夹机构
CN112077310A (zh) * 2020-09-02 2020-12-15 中国航发北京航空材料研究院 单晶及定向凝固材料涡轮转子叶片叶尖修复方法及工装
CN112372451A (zh) * 2020-11-05 2021-02-19 中国航发哈尔滨东安发动机有限公司 一种高精度转子叶片及其轮缘尺寸控制方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19711337A1 (de) * 1997-03-18 1998-09-24 Bmw Rolls Royce Gmbh Verfahren zum Spitzenschleifen von in einem Stator- und Maschinengehäuse eingebauten Statorschaufeln einer Axial-Strömungsmaschine
WO2008077844A1 (en) * 2006-12-22 2008-07-03 Vestas Wind Systems A/S Surface finishing of rotor blades for wind turbines
CN102935610A (zh) * 2012-11-07 2013-02-20 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 发动机转子整体叶盘叶尖曲面加工装置及方法
CN102990488A (zh) * 2012-12-13 2013-03-27 陕西神驱机电制造有限责任公司 风轮叶片端面磨削机
CN205074920U (zh) * 2015-05-21 2016-03-09 西安航空动力股份有限公司 一种燃机涡轮工作叶片上缘板磨削用定位装置
CN112077310A (zh) * 2020-09-02 2020-12-15 中国航发北京航空材料研究院 单晶及定向凝固材料涡轮转子叶片叶尖修复方法及工装
CN112045533A (zh) * 2020-09-21 2020-12-08 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 一种用于磨削转子叶片榫头底部的装夹机构
CN112372451A (zh) * 2020-11-05 2021-02-19 中国航发哈尔滨东安发动机有限公司 一种高精度转子叶片及其轮缘尺寸控制方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
新一代航空发动机转子叶尖高速磨复合加工技术;翟淳;刘丛辉;;航空制造技术(19);49-51 *
航空发动机整体叶盘数控砂带磨削变形行为及其试验研究;刘秀梅;肖贵坚;刘智武;雷海峰;吴晓锋;周峰;韩靖宇;杨小叁;宋康康;;金刚石与磨料磨具工程(03);29-36 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113829131A (zh) 2021-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5191711A (en) Compressor or turbine blade manufacture
US7182579B2 (en) Device and method for detachably connecting an impeller to a shaft
CN111895951B (zh) 一种检测涡轮转子叶片外径的方法
CN109839273B (zh) 杆端轴承极限温度试验夹具及其试验方法
CN110315359B (zh) 一种低压涡轮导向叶片工装结构与调节方法
CN113829131B (zh) 一种涡轮盘叶片磨削装置
CN105570187B (zh) 压气机转子叶尖尺寸控制方法
CN109895005B (zh) 一种用于转子榫连接装配的锁销预装配工装结构
CN111335966A (zh) 一种高转速发动机压气机变叶尖尺寸控制安装结构
CN215719752U (zh) 一种涡轮增压器主轴连接结构
CN214816675U (zh) 一种轮毂轴承车削加工夹具
CN113916102B (zh) 一种航空发动机转子叶尖间隙的测量方法
CN114161273A (zh) 一种燃气涡轮转子叶尖磨削装夹工件的夹具
CN112096462A (zh) 一种叉形叶根与动叶片装配用定位工装
CN109570937B (zh) 一种单轴颈转子加工方法
CN117444872A (zh) 一种涡轮转子提高其加工与测量稳定性的夹具及方法
CN109852749B (zh) 高炉煤气透平机组止推轴承止推瓦刮配方法
CN219562235U (zh) 一种用于加工偏心瓦块的夹具
CN221111023U (zh) 一种高精度修磨背衬轴承的液压锁紧装置
CN116952462A (zh) 一种鼓筒式内腔悬臂高转速转子平衡工装和平衡方法
CN216681582U (zh) 一种燃气涡轮转子叶尖磨削装夹工件的夹具
CN111964837B (zh) 一种航空发动机离心飞重转速试验装置及方法
CN114888552B (zh) 一种高速水力测功机液压套合装配方法及工装
CN118003074B (zh) 一种涡轮与动牵引筒的对中装配装置、方法及应用
CN216066988U (zh) 一种永磁同步电主轴的双平衡装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant