轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配装置及装配方法

摘要

公开了轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配装置及装配方法，属于机械装配技术领域。该装配装置包括两个芯轴组件和旋转底座。两个分别芯轴组件包括芯轴本体和连接组件，一个芯轴本体通过连接组件连接于第一外止口，另一个芯轴本体通过连接组件连接于第二外止口，形成第一中间体。旋转底座包括连接接头和旋转驱动机构，其中一个芯轴本体能够连接至连接接头，旋转驱动机构能够驱动第一中间体从竖直状态沿顺时针旋转至水平状态。该装配方法基于该装配装置而实现。应用其进行轴流压缩机轮毂与动叶片装配时，能够使得装配过程安全、方便、高效，并且，还能够实现在装配过程中对轴流压缩机轮毂的平衡。

说明书

技术领域

本发明涉及机械装配技术领域，特别是涉及一种轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配装置及装配方法。

背景技术

WA1风洞压缩机为中国第一台自主设计制造的超音速风洞机组。沈鼓集团WA1风洞压缩机为集团首台该类型压缩机。基于该机组转子结构，需针对转子加工精度进行平衡校验，转子包括进气侧轴、1-2级轮毂、3-4级轮毂、出气侧轴。装配过程中，1-2级轮毂和3-4级轮毂先进行装配，装配后两级轮毂进行单独平衡，单独平衡后放置在转胎工具上安装动叶片轴。上述过程进气侧轴与出气侧轴不参与装配平衡，1-2级轮毂和3-4级轮毂需要单独做装配平衡。但是，现有技术中尚没有上述1-2级轮毂、3-4级轮毂叶片轴装配及平衡问题，从而能够针对轴流压缩机轮毂与动叶片轴进行装配的装配装置及装配方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配装置及装配方法，应用其进行轴流压缩机轮毂与动叶片装配时，能够使得装配过程安全、方便、高效，并且，还能够实现在装配过程中对轴流压缩机轮毂的平衡。从而更加适于实用。

为了达到上述第一个目的，本发明提供的轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配装置的技术方案如下：

本发明提供的轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配装置，所述轴流压缩机轮毂包括1-2级轮毂(2)、3-4级轮毂(3)，所述1-2级轮毂(2)与3-4级轮毂(3)对中连接，于所述1-2级轮毂(2)的自由端形成第一外止口(28)，所述3-4级轮毂(3)的自由端形成第二外止口(29)；

所述轴流压缩机轮毂动叶片轴的装配装置包括两个芯轴组件(5)和旋转底座(27)，

所述两个分别芯轴组件(5)包括芯轴本体(9)和连接组件，一个所述芯轴本体(5)通过所述连接组件连接于所述第一外止口(28)，另一个所述芯轴本体(5)通过所述连接组件连接于所述第二外止口(28)，形成第一中间体，其中，所述两个芯轴本体(9)共线并处于所述轴流压缩机轮毂的其中一轴线上；

所述旋转底座(27)包括连接接头(17)和旋转驱动机构(25)，其中一个所述芯轴本体(9)能够连接至所述连接接头(17)，所述旋转驱动机构(25)能够驱动所述第一中间体从竖直状态沿顺时针旋转至水平状态。

本发明提供的轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配装置还可采用以下技术措施进一步实现。

作为优选，所述连接组件包括多个连接板(10)和定位板(8)，

所述多个连接板(10)各自的一端连接于所述芯轴本体(9)，所述多个连接板(10)的另一端连接于所述定位板(8)，所述连接板(8)连接于所述第一外止口(28)或者所述第二外止口(29)。

作为优选，所述轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配装置还包括加强筋(7)，所述加强筋(7)的数量与所述连接板(10)的数量相同，所述加强筋(7)连接于所述芯轴本体(9)和所述连接板(10)之间。

作为优选，所述两个芯轴本体(9)共线并处于所述轴流压缩机轮毂的中轴线上。

作为优选，所述连接板(10)在其直径最大处设有朝向所述轴流压缩机轮毂的凸缘(12)，所述第一外止口(28)和第二外止口(29)上分别设有环形凹槽，所述凸缘(12)的内径等于所述环形凹槽的外径，使得，所述两个芯轴组件(5)分别通过所述凸缘(12)和所述凹槽相互配合在一起。

作为优选，所述连接接头(17)上设有容置空间(18)，其中一个所述芯轴本体(9)能够穿设于所述容置空间(18)内。

作为优选，所述轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配装置还包括旋转轴(23)，所述旋转轴(23)固定连接于所述旋转驱动机构(25)的输出轴，所述连接接头(17)固定连接于所述旋转轴(23)。

作为优选，所述轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配装置还包括扩颈轴套(13)，

所述扩颈轴套(13)的内径等于所述芯轴本体(9)的直径，所述扩颈轴套(13)的外径等于转胎设备容置孔的内径，使得所述扩颈轴套(13)固定穿设在所述芯轴本体(9)上之后，还能够与转胎设备的容置孔配合。

为了达到上述第二个目的，本发明提供的第一种轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配方法的技术方案如下：

基于上述轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配装置，本发明提供了第一种轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配方法，所述轴流压缩机轮毂包括1-2级轮毂(2)、3-4级轮毂(3)，所述1-2级轮毂(2)与3-4级轮毂(3)对中连接，于所述1-2级轮毂(2)的自由端形成第一外止口(28)，所述3-4级轮毂(3)的自由端形成第二外止口(29)；所述轴流压缩机轮毂动叶片轴的装配方法基于本发明提供的轴流压缩机轮毂动叶片轴的装配装置而实现，所述轴流压缩机轮毂动叶片轴的装配方法包括以下步骤：

将其中一所述芯轴组件(5)的芯轴本体(9)吊装至本发明提供的连接接头(17)，

依次吊装所述1-2级轮毂(2)、3-4级轮毂(3)和另一所述芯轴组件(5)，组装后得到所述第一中间体；

启动所述旋转驱动机构(25)，使得所述第一中间体从竖直状态沿顺时针旋转至水平状态，得到呈水平状态的第一中间体；

将所述呈水平状态的第一中间体加载至平衡设备上，对所述第一中间体进行平衡，得到平衡后的第一中间体；

将所述平衡后的第一中间体加载至转胎设备上，并在所述平衡后的第一中间体的轮毂上安装动叶片轴；

拆卸两个所述芯轴组件(5)，得到所述轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配体。

为了达到上述第二个目的，本发明提供的第二种轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配方法的技术方案如下：

基于上述轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配装置，本发明提供了第二种轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配方法，所述轴流压缩机轮毂包括1-2级轮毂(2)、3-4级轮毂(3)，所述1-2级轮毂(2)与3-4级轮毂(3)对中连接，于所述1-2级轮毂(2)的自由端形成第一外止口(28)，所述3-4级轮毂(3)的自由端形成第二外止口(29)；

所述轴流压缩机轮毂动叶片轴的装配方法包括以下步骤：

将其中一所述芯轴组件(5)的芯轴本体(9)吊装至所述的连接接头(17)，

依次吊装所述1-2级轮毂(2)、3-4级轮毂(3)和另一所述芯轴组件(5)，组装后得到所述第一中间体；

启动所述旋转驱动机构(25)，使得所述第一中间体从竖直状态沿顺时针旋转至水平状态，得到呈水平状态的第一中间体；

在两个所述芯轴本体(9)上分别加载所述扩颈轴套(13)，得到第二中间体；

将所述第二中间体加载至平衡设备上，对所述第二中间体进行平衡，得到平衡后的第二中间体；

将所述平衡后的第二中间体加载至转胎设备上，并在所述平衡后的第二中间体的轮毂上安装动叶片轴；

拆卸两个所述芯轴组件(5)和扩颈轴套(13)，得到所述轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配体。

应用本发明实施例一提供的轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配装置进行轴流压缩机轮毂与动叶片轴装配时，首先，将其中一芯轴组件5的芯轴本体9吊装至本发明提供的连接接头17。然后，依次吊装1-2级轮毂2、3-4级轮毂3和另一芯轴组件5，组装后得到第一中间体。之后，启动旋转驱动机构25，使得第一中间体从竖直状态沿顺时针旋转至水平状态，得到呈水平状态的第一中间体。之后，将呈水平状态的第一中间体加载至平衡设备上，对第一中间体进行平衡，得到平衡后的第一中间体。之后，将平衡后的第一中间体加载至转胎设备上，并在平衡后的第一中间体的轮毂上安装动叶片轴。之后，拆卸两个芯轴组件5，得到轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配体。由此可见，应用其进行轴流压缩机轮毂与动叶片装配时，能够使得装配过程安全、方便、高效，并且，还能够实现在装配过程中对轴流压缩机轮毂的平衡。本实施例中，芯轴组件5采用焊接后整体加工的工艺实现，其能够保证芯轴组件5与轴流压缩机轮毂在装配后的同轴度。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例方案涉及的轴流压缩机轮毂的结构示意图；

图2为本发明实施例方案涉及的轴流压缩机轮毂的两侧分别加载一芯轴组件形成的第一中间体的结构示意图；

图3为图2中A部分的局部放大结构示意图；

图4为本发明实施例方案涉及的芯轴组件的剖视结构示意图；

图5为图4的B向视图；

图6为本发明实施例方案涉及的扩颈轴套的局部剖视结构示意图；

图7为图6的C向视图；

图8为本发明实施例方案涉及的旋转底座的剖视结构示意图；

图9为图8的D向视图；

图10为当第一中间体加载至旋转底座的连接接头上，并且，第一中间体呈竖直状态时的结构示意图；

图11为当第一中间体加载至旋转底座的连接接头上，并且，第一中间体呈水平状态时的结构示意图；

图12为本发明实施例涉及的轴流压缩机轮毂与动叶片轴装配方法的第一种具体的实现方式的步骤流程图；

图13为本发明实施例涉及的轴流压缩机轮毂与动叶片轴装配方法的第一种具体的实现方式的步骤流程图。

具体实施方式

本发明为解决现有技术存在的问题，提供一种轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配装置及装配方法，应用其进行轴流压缩机轮毂与动叶片装配时，能够使得装配过程安全、方便、高效，并且，还能够实现在装配过程中对轴流压缩机轮毂的平衡。从而更加适于实用。

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配装置及装配方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，具体的理解为：可以同时包含有A与B，可以单独存在A，也可以单独存在B，能够具备上述三种任一种情况。

参见附图1～5和附图8～11，本发明实施例一提供的轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配装置，轴流压缩机轮毂包括1-2级轮毂2、3-4级轮毂3，1-2级轮毂2与3-4级轮毂3对中连接，于1-2级轮毂2的自由端形成第一外止口28，3-4级轮毂3的自由端形成第二外止口29。轴流压缩机轮毂动叶片轴的装配装置包括两个芯轴组件5和旋转底座27。两个分别芯轴组件5包括芯轴本体9和连接组件，一个芯轴本体5通过连接组件连接于第一外止口28，另一个芯轴本体5通过连接组件连接于第二外止口28，形成第一中间体，其中，两个芯轴本体9共线并处于轴流压缩机轮毂的其中一轴线上。旋转底座27包括连接接头17和旋转驱动机构25，其中一个芯轴本体9能够连接至连接接头17，旋转驱动机构25能够驱动第一中间体从竖直状态沿顺时针旋转至水平状态。

应用本发明实施例一提供的轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配装置进行轴流压缩机轮毂与动叶片轴装配时，首先，将其中一芯轴组件5的芯轴本体9吊装至本发明提供的连接接头17。然后，依次吊装1-2级轮毂2、3-4级轮毂3和另一芯轴组件5，组装后得到第一中间体。之后，启动旋转驱动机构25，使得第一中间体从竖直状态沿顺时针旋转至水平状态，得到呈水平状态的第一中间体。之后，将呈水平状态的第一中间体加载至平衡设备上，对第一中间体进行平衡，得到平衡后的第一中间体。之后，将平衡后的第一中间体加载至转胎设备上，并在平衡后的第一中间体的轮毂上安装动叶片轴。之后，拆卸两个芯轴组件5，得到轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配体。由此可见，应用其进行轴流压缩机轮毂与动叶片装配时，能够使得装配过程安全、方便、高效，并且，还能够实现在装配过程中对轴流压缩机轮毂的平衡。本实施例中，芯轴组件5采用焊接后整体加工的工艺实现，其能够保证芯轴组件5与轴流压缩机轮毂在装配后的同轴度。

其中，连接组件包括多个连接板10和定位板8。多个连接板10各自的一端连接于芯轴本体9，多个连接板10的另一端连接于定位板8，连接板8连接于第一外止口28或者第二外止口29。本实施例中，连接板10包括3个，各连接板10彼此之间成120°角设置，并且各连接板10的规格相同，此时，芯轴本体9不仅受到来自各连接板10的作用力完全相同，芯轴本体9与定位板8之间的距离也完全相同，因此，能够保证芯轴本体9处于轴流压缩机轮毂的轴心线上。

其中，轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配装置还包括加强筋7，加强筋7的数量与连接板10的数量相同，加强筋7连接于芯轴本体9和连接板10之间。在这种情况下，加强筋7对芯轴本体9具有支撑作用，能够避免芯轴本体9在弯曲应力的作用下，偏离轴流压缩机轮毂的轴心线或者发生弯曲。

其中，两个芯轴本体9共线并处于轴流压缩机轮毂的中轴线上。在这种情况下，当旋转驱动机构25驱动第一中间体从竖直状态沿顺时针旋转至水平状态的过程中，能够避免轴流压缩机轮毂由于受力不均衡而产生形变。并且，由于两个轴心本体9共线，能够避免在针对轴流压缩机轮毂进行平衡过程中由于受力不均衡而使得1-2级轮毂2与3-4级轮毂3之间分离。

其中，连接板10在其直径最大处设有朝向轴流压缩机轮毂的凸缘12，第一外止口28和第二外止口29上分别设有环形凹槽，凸缘12的内径等于环形凹槽的外径，使得，两个芯轴组件5分别通过凸缘12和凹槽相互配合在一起。在这种情况下，当将两个芯轴组件5分别连接至轴流压缩机轮毂的过程中，能够借助该凸缘12与凹槽之间的配合关系对两个芯轴本体进行找正。

其中，连接接头17上设有容置空间18，其中一个芯轴本体9能够穿设于容置空间18内。在这种情况下，能够使得芯轴本体9在与连接接头17连接后，芯轴本体9被连接接头17的外壁止挡而保证芯轴本体9与连接接头17的连接强度。

其中，轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配装置还包括旋转轴23，旋转轴23固定连接于旋转驱动机构25的输出轴，连接接头17固定连接于旋转轴23。在这种情况下，通过外力驱动旋转轴23旋转，即可实现对连接接头17的旋转，进而带动第一中间体旋转，使得其能够从竖直状态沿顺时针旋转至水平状态。

其中，参见附图6和附图7，轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配装置还包括扩颈轴套13。扩颈轴套13的内径等于芯轴本体9的直径，扩颈轴套13的外径等于转胎设备容置孔的内径，使得扩颈轴套13固定穿设在芯轴本体9上之后，还能够与转胎设备的容置孔配合。通常情况下，受到轴流压缩机轮毂自身尺寸及自重的影响，连接接头17的内径通常较小，此时，为了保证芯轴本体9能够容置于连接接头17的容置空间18内，通常也将芯轴本体9的加工尺寸设计得相对较小，此时，由于转胎设备的容置孔较大，因此，为了使得第一中间体能够与转胎设备的容置孔相适配，才需要在芯轴本体9上装设扩颈轴套13，此时，扩颈轴套13在与芯轴本体9装配后，通常需要具有一定的过盈量，以避免扩颈轴套13与芯轴本体9之间的相对转动，此时形成第二中间体。在这种情况下，为了保证第二中间体与转胎设备的连接强度，可以在扩颈轴套13的外表面开凿4个对称的平台，并在该4个对称的平台上开挖螺纹孔，即可利用螺栓把合的方法将第二中间体与转胎设备装配在一起，装配方法简便、易行。

参见附图12，基于上述轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配装置，本发明提供了第一种轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配方法，轴流压缩机轮毂包括1-2级轮毂2、3-4级轮毂3，1-2级轮毂2与3-4级轮毂3对中连接，于1-2级轮毂2的自由端形成第一外止口28，3-4级轮毂3的自由端形成第二外止口29；轴流压缩机轮毂动叶片轴的装配方法基于本发明提供的轴流压缩机轮毂动叶片轴的装配装置而实现，轴流压缩机轮毂动叶片轴的装配方法包括以下步骤：

步骤S101：将其中一芯轴组件5的芯轴本体9吊装至本发明提供的连接接头17。

步骤S102：依次吊装1-2级轮毂2、3-4级轮毂3和另一芯轴组件5，组装后得到第一中间体。

步骤S103：启动旋转驱动机构25，使得第一中间体从竖直状态沿顺时针旋转至水平状态，得到呈水平状态的第一中间体。

步骤S104：将呈水平状态的第一中间体加载至平衡设备上，对第一中间体进行平衡，得到平衡后的第一中间体。

步骤S105：将平衡后的第一中间体加载至转胎设备上，并在平衡后的第一中间体的轮毂上安装动叶片轴。

步骤S106：拆卸两个芯轴组件5，得到轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配体。

在本实施例条件下，通常需要芯轴本体9的尺寸刚好能够同时满足与连接接头17的连接稳定性，又能够保证芯轴本体9与转胎设备的连接稳定性，也就是说，需要按照转胎设备的容置孔的尺寸设计芯轴本体9的尺寸以及连接接头17的尺寸。应用该方法进行轴流压缩机轮毂与动叶片装配时，能够使得装配过程安全、方便、高效，并且，还能够实现在装配过程中对轴流压缩机轮毂的平衡。

基于上述轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配装置，本发明提供了第二种轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配方法，轴流压缩机轮毂包括1-2级轮毂2、3-4级轮毂3，1-2级轮毂2与3-4级轮毂3对中连接，于1-2级轮毂2的自由端形成第一外止口28，3-4级轮毂3的自由端形成第二外止口29。

本发明实施例提供的轴流压缩机轮毂动叶片轴的装配方法包括以下步骤：

步骤S201：将其中一芯轴组件5的芯轴本体9吊装至的连接接头17。

步骤S202：依次吊装1-2级轮毂2、3-4级轮毂3和另一芯轴组件5，组装后得到第一中间体。

步骤S203：启动旋转驱动机构25，使得第一中间体从竖直状态沿顺时针旋转至水平状态，得到呈水平状态的第一中间体。

步骤S204：在两个芯轴本体9上分别加载扩颈轴套13，得到第二中间体。

步骤S205：将第二中间体加载至平衡设备上，对第二中间体进行平衡，得到平衡后的第二中间体。

步骤S206：将平衡后的第二中间体加载至转胎设备上，并在平衡后的第二中间体的轮毂上安装动叶片轴；

步骤S207：拆卸两个芯轴组件5和扩颈轴套13，得到轴流压缩机轮毂与动叶片轴的装配体。

在本实施例条件下，即使在受到轴流压缩机轮毂自身尺寸及自重的影响，连接接头17的内径通常较小的情况下，也可以通过将芯轴本体9的尺寸设计得较小使得芯轴本体9能够与连接接头17相适配。此后，为了使得第一中间体能够与转胎设备的容置孔相适配，才需要在芯轴本体9上装设扩颈轴套13，此时，扩颈轴套13在与芯轴本体9装配后，通常需要具有一定的过盈量，以避免扩颈轴套13与芯轴本体9之间的相对转动，此时形成第二中间体。在这种情况下，为了保证第二中间体与转胎设备的连接强度，可以在扩颈轴套13的外表面开凿4个对称的平台，并在该4个对称的平台上开挖螺纹孔，即可利用螺栓把合的方法将第二中间体与转胎设备装配在一起，装配方法简便、易行。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。