涡轮导向器组件装配装置的制作方法

1.本发明涉及涡轮导向器组件装配技术领域，具体地，涉及一种涡轮导向器组件装配装置。


背景技术：

2.某型航空发动机高压涡轮导向器组件如说明书附图1、附图2所示，包括高压涡轮导向器、导向器内机匣组件，其中高压涡轮导向器包括u形槽、上安装边、下安装边；导向器内机匣组件包括内机匣和定位销钉，内机匣上具有上安装槽和下安装槽。
3.该高压涡轮导向器组件装配过程中，需将多个高压涡轮导向器依次安装到导向器内机匣组件上，上安装边、下安装边分别与上安装槽、下安装槽对齐，并将安装边插入安装槽内；同时，高压涡轮导向器上的u形槽每隔一件与内机匣组件上的定位销钉对齐插入，用于固定角向关系。
4.上述高压涡轮导向器组件的传统装配过程中未设计专用工装，需装配工人自行在导向器内机匣组件上安装好多个高压涡轮导向器后，用绳子捆绑固定，如说明书附图3所示，形成高压涡轮导向器组件后，再整体装入高压涡轮静子组件中。
5.由于各个高压涡轮导向器相互之间、导向器与导向器内机匣之间均有装配间隙，采用上述绳子捆绑方式装配，将存在各零部件不能准确定位、装配效率低、操作难度大、高压涡轮导向器组件装入高压涡轮静子组件后绳子抽出困难等难题。
6.公告号为cn205097094u的专利公开一种航空发动机高压涡轮导向器装配夹具，该装配夹具由底座、轴承、螺钉、盖板、轴、托板、螺帽和定位圈组成；所述轴承设于底座内的中心位置；所述盖板由螺钉固定于底座上；所述轴一端设于轴承内，另一端上设有托板；所述定位圈由螺帽固定于托板上。虽然该专利技术方案也是为了便于涡轮导向器进行装配，但其主要针对的是涡轮导向器体积庞大、质量笨重等特点，从减轻劳动强度、消除装配安全隐患等出发而设计的装配夹具，并未考虑涡轮导向器各零部件装配时的定位精准和便利问题。


技术实现要素：

7.本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种提高零部件定位准确性和装配效率的涡轮导向器组件装配装置。
8.本发明的目的通过以下技术方案实现：
9.一种涡轮导向器组件装配装置，涡轮组件包括导向器内机匣组件和多个涡轮导向器，导向器内机匣组件包括内机匣和定位销钉，内机匣包括上安装槽、下安装槽、内圈和位于上安装槽和内圈之间的凹槽部，涡轮导向器包括上安装边和下安装边，所述下安装边上开设与内机匣上定位销钉嵌插配合的u形槽，所述装配装置包括装配底座、防护卡箍和卡爪结构；装配底座用于支撑导向器内机匣组件和涡轮导向器，所述装配底座包括与内机匣内圈第一端部配合接触的定位内孔、与内机匣下安装槽处端面接触的第一支靠面及与涡轮导
向器下安装边处端面接触的第二支靠面；所述防护卡箍为环形非刚性制件，防护卡箍与涡轮导向器的叶片接触以便对多个组装在导向器内机匣组件上的涡轮导向器进行位置固定；所述卡爪结构用于辅助装配好的涡轮导向器组件装入涡轮静子组件，卡爪结构包括至少两个卡爪，所述卡爪包括施力端和从施力端沿内机匣轴向向凹槽部延伸的卡紧端，所述卡紧端为包括竖向部、第一横向部和第二横向部的t型结构，内机匣的凹槽部和内圈之间具有空间供竖向部插入，所述竖向部内表面为可与内圈第二端部外周配合的限位圆柱面，所述第一横向部靠近内圈第二端部的端面为可与内圈端面贴合的限位支靠面，所述第二横向部可在卡爪沿内机匣径向外移时嵌入凹槽部的凹槽内。
10.进一步地，所述防护卡箍设计为从涡轮导向器的排气边向进气边延伸。
11.进一步地，所述防护卡箍与涡轮导向器叶片的接触端为锯齿结构。
12.进一步地，所述防护卡箍为尼龙材质环形件。
13.进一步地，所述卡爪结构包括安装圈，卡爪的施力端设有折弯结构钩设在安装圈上，所述折弯结构上开设腰孔，安装圈上设有与腰孔位置对应的连接孔，所述卡爪结构还包括设置在腰孔和连接孔内将卡爪和安装圈稳定连接的连接件。
14.更进一步地，所述连接件位于腰孔靠近机匣中心的端部时，所述竖向部的限位圆柱面与内圈第二端部外周间隙配合。
15.更进一步地，所述卡爪数量为三个。
16.再进一步地，三个卡爪在安装圈上均匀分布。
17.更进一步地，安装圈上还设有便于人工操作的把手。
18.再进一步地，所述把手为与安装圈直径共线的横杆。
19.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
20.设计装配底座定位内机匣以限制内机匣的径向窜动，装配底座上设置的第一支靠面和第二支靠面正好分别与内机匣、涡轮导向器下端面接触，涡轮导向器可沿第二支靠面逐步朝内机匣方向推移，使其u形槽顺利嵌入内机匣组件的定位销钉内；防护卡箍与多个涡轮导向器的叶片接触可实现涡轮导向器组件在装配到涡轮静子组件上时不发生松散问题；卡爪结构中卡爪的卡紧端通过第一横向部在内机匣上快速定位后，沿内机匣径向外移使得第二横向部顺利插入凹槽部的凹槽，便于对涡轮导向器组件整体进行顺利抓取并安装到涡轮静子组件上。
21.本装配装置结构简单，操作方便可靠，能显著降低装配工步的操作难度，将原装配耗时15min缩短至10min以内，装配效率提升至少30％以上。
附图说明
22.图1为本发明涡轮导向器组件的零部件示意图；
23.图2为本发明涡轮导向器组件的零部件装配示意图；
24.图3为本发明涡轮导向器组件和涡轮静子组件的装配示意图；
25.图4为本发明实施例1所述的装配装置的主视图；
26.图5为本发明实施例1所述的装配装置的立体结构示意图；
27.图6为本发明实施例1所述的卡爪的俯视图；
28.图7为图6中b-b剖面图。
具体实施方式
29.为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本技术方案进行详细阐述。
30.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是，本技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
31.另外，在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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技术和简化描述，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技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
32.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
33.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
34.实施例1
35.如图1和图2所示的涡轮组件，其包括导向器内机匣组件1和多个涡轮导向器2，导向器内机匣组件1包括内机匣11和定位销钉12，内机匣包括上安装槽13、下安装槽14、内圈15和位于上安装槽和内圈之间的凹槽部16(内圈和凹槽部如图4所示)，涡轮导向器2包括上安装边21和下安装边22，下安装边22上开设与内机匣上定位销钉嵌插配合的u形槽23。如图3所示，导向器内机匣组件1和多个涡轮导向器2组装好需整体装入涡轮静子组件3中。
36.图4和图5示出了一种用于装配上述涡轮导向器组件的装配装置，该装配装置包括装配底座4、防护卡箍5和卡爪结构6。
37.其中，装配底座4用于支撑导向器内机匣组件和涡轮导向器，装配底座4包括与内机匣内圈15第一端部配合接触的定位内孔41、与内机匣下安装槽处端面接触的第一支靠面42及与涡轮导向器下安装边处端面接触的第二支靠面43；定位内孔41用于限制内机匣11的径向串动，确保在装配过程中内机匣不发生位移，便于工人装配操作；内机匣11放置于装配底座4上后，仅需将涡轮导向器2放置在装配底座第二支靠面43上，其u形槽23对齐内机匣组
件上的定位销钉12并沿内机匣11径向推动，直至涡轮导向器的上安装边21和下安装边22分别插入内机匣的上安装槽13、下安装槽14，且u形槽23插入定位销钉12处，即完成一件涡轮导向器组件的安装；上述操作简单，且能保证各零部件的准确定位。
38.如图5所示，防护卡箍5为环形非刚性制件，优选地为尼龙材质环形件，可避免划伤零部件；防护卡箍与涡轮导向器的叶片接触以便对多个组装在导向器内机匣组件上的涡轮导向器进行位置固定，在将多件压涡轮导向器2全部安装完成并装上防护卡箍5后,在提起涡轮导向器组件1装入涡轮静子组件3的过程中,涡轮导向器2不会发生脱落。待涡轮导向器组件1和涡轮静子组件3安装完成后，防护卡箍5也能便利取出，规避了传统装配过程中涡轮导向器组件装入涡轮静子组件后绳子抽出困难的问题。
39.为增加防护卡箍的有效防护面积，防护卡箍5从涡轮导向器排气边向进气边方向延伸；此外为避让工件，防护卡箍与涡轮导向器叶片的接触端为起到避让槽作用的锯齿结构51。
40.卡爪结构6用于辅助提起装配好的涡轮导向器组件装入涡轮静子组件，可解决传统操作中工人直接抓取零件进行安装时安装过程效率低、操作难度大的问题。如图5所示，卡爪结构包括安装圈61和三个卡爪62，三个卡爪在安装圈上均匀分布；卡爪62包括施力端和从施力端沿内机匣轴向向凹槽部延伸的卡紧端；如图7所示，卡紧端为包括竖向部621、第一横向部622和第二横向部623的t型结构，内机匣的凹槽部16和内圈15之间具有空间供竖向部插入，竖向部621内表面为可与内圈第二端部外周配合的限位圆柱面6211，第一横向部622靠近内圈第二端部的端面为可与内圈端面贴合的限位支靠面6221，第二横向部623可在卡爪62沿内机匣11径向外移时嵌入凹槽部16的凹槽内。
41.如图5和图6所示，卡爪62的施力端设有折弯结构624钩设在安装圈61上，折弯结构624上开设腰孔6241，安装圈61上则设有与腰孔位置对应的连接孔，卡爪结构还包括设置在腰孔和连接孔内将卡爪和安装圈稳定连接的连接件625，连接件一般选用螺钉。
42.竖向部上的限位圆柱面6211用于确定卡爪结构的圆心位置，当卡爪沿安装圈径向内移至最小位置，限位圆柱面形成一个定位圆柱面与内机匣内圈第二端部外周间隙配合，即可实现卡爪结构的粗定位。第一横向部上的限位支靠面6221用于将卡爪结构支撑在内机匣11上，该限位支靠面6221一方面可以确定卡爪结构在涡轮导向器组件内的高度位置，当卡爪支撑于内机匣上时，卡爪恰好可以沿径向外移勾住内机匣，无需工人目视判断卡爪是否到达工作位置，操作方便；另一方面，三处卡爪支撑在同一平面内，推动卡爪移动的过程操作更方便也更平稳。
43.松开螺钉时，卡爪可沿安装圈径向滑动，使卡爪的卡紧端第二横向部伸入或脱出内机匣凹槽部凹槽处，便于勾住或脱开内机匣。
44.如图5所示，安装圈61上还设有便于人工操作的把手63，本实施例的把手为与安装圈直径共线的横杆，横杆两端通过螺钉固定在安装圈上，横杆沿径向设置，便于工人提起涡轮导向器组件时力度均匀，涡轮导向器组件不会发生偏斜，利于后续组装操作。
45.实施例2
46.本实施例与实施例1的不同之处在于：卡爪结构中卡爪的数量为三个，三个卡爪在安装圈非均匀分布，三个卡爪在安装圈上的位置形成等腰三角形结构。
47.实施例3
48.本实施例与实施例1的不同之处在于：卡爪结构中卡爪的数量为三个，三个卡爪在安装圈非均匀分布，三个卡爪在安装圈上的位置形成直角三角形结构。
49.实施例4
50.本实施例与实施例1的不同之处在于：卡爪结构中卡爪的数量为四个，四个卡爪在安装圈上均匀分布。
51.实施例5
52.本实施例与实施例1的不同之处在于：安装圈上的把手设置在安装圈上表面，把手为“门”形结构，把手数量为两个，且两个把手在安装圈上对称设置。
53.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.一种涡轮导向器组件装配装置，涡轮组件包括导向器内机匣组件和多个涡轮导向器，导向器内机匣组件包括内机匣和定位销钉，内机匣包括上安装槽、下安装槽、内圈和位于上安装槽和内圈之间的凹槽部，涡轮导向器包括上安装边和下安装边，所述下安装边上开设与内机匣上定位销钉嵌插配合的u形槽，其特征在于，所述装配装置包括装配底座、防护卡箍和卡爪结构；装配底座用于支撑导向器内机匣组件和涡轮导向器，所述装配底座包括与内机匣内圈第一端部配合接触的定位内孔、与内机匣下安装槽处端面接触的第一支靠面及与涡轮导向器下安装边处端面接触的第二支靠面；所述防护卡箍为环形非刚性制件，防护卡箍与涡轮导向器的叶片接触以便对多个组装在导向器内机匣组件上的涡轮导向器进行位置固定；所述卡爪结构用于辅助装配好的涡轮导向器组件装入涡轮静子组件，卡爪结构包括至少两个卡爪，所述卡爪包括施力端和从施力端沿内机匣轴向向凹槽部延伸的卡紧端，所述卡紧端为包括竖向部、第一横向部和第二横向部的t型结构，内机匣的凹槽部和内圈之间具有空间供竖向部插入，所述竖向部内表面为可与内圈第二端部外周配合的限位圆柱面，所述第一横向部靠近内圈第二端部的端面为可与内圈端面贴合的限位支靠面，所述第二横向部可在卡爪沿内机匣径向外移时嵌入凹槽部的凹槽内。2.根据权利要求1所述的涡轮导向器组件装配装置，其特征在于，所述防护卡箍设计为从涡轮导向器的排气边向进气边延伸。3.根据权利要求1所述的涡轮导向器组件装配装置，其特征在于，所述防护卡箍与涡轮导向器叶片的接触端为锯齿结构。4.根据权利要求1所述的涡轮导向器组件装配装置，其特征在于，所述防护卡箍为尼龙材质环形件。5.根据权利要求1所述的涡轮导向器组件装配装置，其特征在于，所述卡爪结构包括安装圈，卡爪的施力端设有折弯结构钩设在安装圈上，所述折弯结构上开设腰孔，安装圈上设有与腰孔位置对应的连接孔，所述卡爪结构还包括设置在腰孔和连接孔内将卡爪和安装圈稳定连接的连接件。6.根据权利要求5所述的涡轮导向器组件装配装置，其特征在于，所述连接件位于腰孔靠近机匣中心的端部时，所述竖向部的限位圆柱面与内圈第二端部外周间隙配合。7.根据权利要求5所述的涡轮导向器组件装配装置，其特征在于，所述卡爪数量为三个。8.根据权利要求7所述的涡轮导向器组件装配装置，其特征在于，三个卡爪在安装圈上均匀分布。9.根据权利要求5所述的涡轮导向器组件装配装置，其特征在于，安装圈上还设有便于人工操作的把手。10.根据权利要求9所述的涡轮导向器组件装配装置，其特征在于，所述把手为与安装圈直径共线的横杆。

技术总结
本发明公开一种涡轮导向器组件装配装置，包括装配底座、防护卡箍和卡爪结构；装配底座包括与内机匣内圈第一端部配合接触的定位内孔、与内机匣下安装槽处端面接触的第一支靠面及与涡轮导向器下安装边处端面接触的第二支靠面；防护卡箍与涡轮导向器的叶片接触对多个涡轮导向器位置固定；卡爪结构包括至少两个卡爪，卡爪包括施力端和从施力端沿内机匣轴向向凹槽部延伸的卡紧端，卡紧端为包括竖向部、第一横向部和第二横向部的T型结构，竖向部内表面为可与内圈第二端部外周配合的限位圆柱面，第一横向部靠近内圈第二端部的端面为与内圈端面贴合的限位支靠面，第二横向部在卡爪沿内机匣径向外移时嵌入凹槽部的凹槽内。装配装置将装配效率提升30％以上。将装配效率提升30％以上。将装配效率提升30％以上。


技术研发人员：卢美霖 李展前 张静 陈伟 周彦近 李文辉
受保护的技术使用者：中国航发南方工业有限公司
技术研发日：2023.03.24
技术公布日：2023/6/14