установочное устройство

Формула изобретения

1. Установочное устройство, содержащее:

установочный штифт (11), имеющий первый и второй концы (19, 21); наружный корпус (9) осевого компрессора газотурбинного двигателя, при этом наружный корпус (9) имеет первую и вторую стороны (23, 25), при этом наружный корпус (9) включает проход (27) между первой и второй сторонами (23, 25) для размещения установочного штифта (11) так, что первый конец (19) штифта (11) выступает из первой стороны (23), а второй конец (21) штифта (11) выступает из второй стороны (25), причем второй конец (21) штифта (11) выполнен с возможностью сцепления с опорным элементом (7) стационарных лопаток осевого компрессора, для установки опорного элемента (7) стационарных лопаток, при этом первый конец (19) штифта (11) выполнен с возможностью вращения штифта (11) вокруг оси штифта (11) для изменения положения опорного элемента (7) стационарных лопаток; и

зажимную пластину (47) для прижимания первого конца (19) установочного штифта (11) к первой стороне (23) наружного корпуса (9), отличающееся тем, что

первый конец (19) штифта (11) включает первый блокировочный конус (49), который вдоль оси штифта (11) с удалением от второго конца (21) штифта (11) сужается с первого радиального расстояния от оси до второго уменьшенного расстояния от оси; а

зажимная пластина (47) включает второй блокировочный конус (51), ответный первому блокировочному конусу (49), для блокировки с первым блокировочным конусом (49).

2. Установочное устройство по п.1, в котором второй конец (21) установочного штифта (11) содержит эксцентрик (29).

3. Установочное устройство по п.1, в котором первый и второй блокировочные конусы (49, 51) являются самоблокирующимися.

4. Установочное устройство по п.2, в котором первый и второй блокировочные конусы (49, 51) являются самоблокирующимися.

5. Установочное устройство по п.3, в котором первый конец (19) установочного штифта (11) включает фланец (45), а первый блокировочный конус (49) образован на фланце (45).

6. Установочное устройство по п.4, в котором первый конец (19) установочного штифта (11) включает фланец (45), а первый блокировочный конус (49) образован на фланце (45).

7. Установочное устройство по п.5, в котором, когда первый конец (19) установочного штифта (11) прижимается к первой стороне (23) наружного корпуса (9), второй блокировочный конус (51) зажимной пластины (47) проходит по первому блокировочному конусу (49) фланца (45) и сопрягается с ним.

8. Установочное устройство по п.6, в котором, когда первый конец (19) установочного штифта (11) прижимается к первой стороне (23) наружного корпуса (9), второй блокировочный конус (51) зажимной пластины (47) проходит по первому блокировочному конусу (49) фланца (45) и сопрягается с ним.

9. Установочное устройство по п.1, в котором первый и второй блокировочные конусы (49, 51) являются самоотпускающимися.

10. Установочное устройство по любому из пп.1-9, в котором первый конец (19) установочного штифта (11) включает уступ (59), и когда первый конец (19) установочного штифта (11) прижимается к первой стороне (23) наружного корпуса (9), уступ (59) первого конца (19) прижат к первой стороне (23) наружного корпуса (9).

Описание изобретения к патенту

Данное изобретение относится к установочному устройству. В частности, данное изобретение относится к установочному устройству, содержащему: установочный штифт, имеющий первый и второй концы; опору, имеющую первую и вторую стороны, при этом опора включает проход между первой и второй сторонами для размещения установочного штифта так, что первый конец штифта выступает из первой стороны, а второй конец штифта выступает из второй стороны, при этом второй конец штифта предназначен для сцепления с изделием, подлежащим монтажу с помощью установочного устройства, при этом первый конец штифта предназначен для вращения штифта вокруг оси штифта с целью изменения положения устанавливаемого изделия; и зажимную пластину для прижимания первого конца установочного штифта к первой стороне для фиксации поворотного положения штифта относительно опоры.

Известно использование такого установочного устройства в газотурбинном двигателе (см. патент США 4,890,978, F01D 25/24, 02.01.1990). На фиг.1 показана в изометрической проекции секция высокого давления осевого компрессора газотурбинного двигателя. Секция высокого давления содержит проходящий в осевом направлении ротор 1, вращающиеся лопатки 3, установленные на роторе 1, стационарные лопатки 5, которые направляют воздух на вращающиеся лопатки 3, опорные элементы 7, которые удерживают стационарные лопатки, цилиндрический наружный корпус 9, проходящие в радиальном направлении установочные штифты 11 и зажимные пластины 13. На фиг.1 показаны три таких установочных устройства, содержащих каждый установочный штифт 11, зажимную пластину 13, связанную с установочным штифтом, и наружный корпус 9 (три установочных устройства имеют общий наружный корпус). Каждое установочное устройство, показанное на фиг.1, облегчает монтаж соответствующего опорного элемента 7 стационарных лопаток (и стационарных лопаток 5, удерживаемых им).

На фиг.2 показана секция высокого давления, согласно фиг.1, в разрезе в плоскости, перпендикулярной продольной оси секции высокого давления, при этом изображены лишь опорный элемент 7 стационарных лопаток и цилиндрический наружный корпус 9. На фиг.2 каждая из четырех штриховых линий 15а, 15b, 15с, 15d представляет установочный штифт 11 и соответствующую зажимную пластину 13. Установочный штифт 11, представленный каждый штриховой линией 15а, 15b, 15с, 15d, расположен внутри соответствующей проходящей в осевом направлении прорези 33а, 33b, 33с, 33d, образованной в опорном элементе 7 стационарных лопаток. Опорный элемент 7 стационарных лопаток и цилиндрический наружный корпус 9 содержат каждый два полуцилиндра с полукруговым поперечным сечением, как показано разделительными линиями 17.

На фиг.3 показана более детально зона штриховой линии 15а на фиг.2. На фиг.3 показаны установочный штифт 11 и зажимная пластина 13, соответствующие штриховой линии 15а. На фиг.4 показаны в изометрической проекции установочный штифт и зажимная пластина, согласно фиг.3. На фиг.5 показан в изометрической проекции лишь установочный штифт, согласно фиг.3. Установочный штифт имеет первый и второй концы 19, 21. Наружный корпус 9 имеет первую и вторую стороны 23, 25 и включает проход 27 между обеими сторонами. Установочный штифт 11 расположен внутри прохода 27 так, что первый конец 19 штифта выступает из первой стороны 23 наружного корпуса 9, а второй конец 21 штифта выступает из второй стороны 25 наружного корпуса. Второй конец 21 штифта содержит эксцентрик 29, содержащий цилиндрический элемент, ось которого смещена относительно оси всего установочного штифта 11. Эксцентрик 29 расположен внутри шпоночного блока 31. Вращение установочного штифта 11 вокруг его оси приводит к изменению положения эксцентрика 29 и тем самым шпоночного блока 31. Первый конец 19 штифта содержит шестиугольную головку 35 для обеспечения возможности вращения штифта. Поворотное положение установочного штифта 11 фиксируется относительно наружного корпуса с помощью зажима между зажимной пластиной 13 и первой стороной 23 наружного корпуса, при этом на первом конце 19 штифта образован фланец 41 установочного штифта 11. Зажимная пластина 13 фиксируется по положению с помощью трех болтов 37, которые ввинчиваются в соответствующие отверстия 39 в наружном корпусе 9. Первый конец 19 установочного штифта 11 также включает резьбовое отверстие 43 для облегчения извлечения штифта из прохода 27 после разжимания штифта.

Шпоночный блок 31 расположен внутри проходящей в осевом направлении прорези 33а на фиг.2. Установочный штифт 11 и зажимная пластина 13 каждой из штриховых линий 15а, 15b, 15с, 15d на фиг.2 соответствуют установочному штифту 11 и зажимной пластине 13, показанным на фиг.3-5. Таким образом, шпоночный блок соответствует шпоночному блоку 31, расположенному внутри каждой из проходящих в осевом направлении прорезей 33b, 33с, 33d на фиг.2.

Четыре установочных устройства, согласно фиг.2, используются для регулирования и затем фиксации положения опорного элемента 7 стационарных лопаток, согласно фиг.2, так, что он и стационарные лопатки 5 удерживаются на месте и точно выравниваются относительно ротора 1 и вращающихся лопаток 3, как показано на фиг.1. Например, если желательно поднять в целом опорный элемент 7 стационарных лопаток, согласно фиг.2, то этого можно достигать посредством соответствующего вращения установочных штифтов 11, представленных штриховыми линиями 15а и 15d на фиг.2.

Временное удаление опорного элемента 7 стационарных лопаток требует удаления установочных штифтов 11, что требует разжимания зажимных пластин 13 установочных штифтов. Это приводит к потере правильного поворотного положения установочных штифтов относительно наружного корпуса 9, в результате чего после замены опорного элемента 7 стационарных лопаток необходимо снова определять их правильное поворотное положение. Это связано с потерями времени и затратами труда.

Согласно данному изобретению, предлагается установочное устройство, содержащее установочный штифт, имеющий первый и второй концы; наружный корпус осевого компрессора газотурбинного двигателя, при этом наружный корпус имеет первую и вторую стороны, при этом наружный корпус включает проход между первой и второй сторонами для размещения установочного штифта, так что первый конец штифта выступает из первой стороны, а второй конец штифта выступает из второй стороны, причем второй конец штифта выполнен с возможностью сцепления с опорным элементом стационарных лопаток осевого компрессора для установки опорного элемента стационарных лопаток, при этом первый конец штифта выполнен с возможностью вращения штифта вокруг оси штифта для изменения положения опорного элемента стационарных лопаток; и зажимную пластину для прижимания первого конца установочного штифта к первой стороне наружного корпуса, при этом первый конец штифта включает первый блокировочный конус, который вдоль оси штифта с удалением от второго конца штифта сужается с первого радиального расстояния от оси до второго уменьшенного расстояния от оси; а зажимная пластина включает второй блокировочный конус, ответный первому блокировочному конусу, для блокировки с первым блокировочным конусом.

Второй конец установочного штифта предпочтительно содержит эксцентрик.

Первый и второй блокировочные конусы предпочтительно являются самоблокирующимися.

Первый конец установочного штифта предпочтительно включает фланец, а первый блокировочный конус образован на фланце.

Предпочтительно, когда первый конец установочного штифта прижимается к первой стороне наружного корпуса, второй блокировочный конус зажимной пластины проходит по первому блокировочному конусу фланца и сопрягается с ним.

Первый и второй блокировочные конусы предпочтительно являются самоотпускающимися.

Первый конец установочного штифта предпочтительно включает уступ, и когда первый конец установочного штифта прижимается к первой стороне наружного корпуса, уступ первого конца прижат к первой стороне наружного корпуса.

Ниже приводится в качестве примера описание изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

фиг.1 - как указывалось выше, секция высокого давления осевого компрессора газотурбинного двигателя, в изометрической проекции;

фиг.2 - как указывалось выше, поперечный разрез секции высокого давления, согласно фиг.1, в плоскости, перпендикулярной продольной оси секции высокого давления, с изображением лишь опорного элемента стационарных лопаток и цилиндрического наружного корпуса секции высокого давления;

фиг.3 - как указывалось выше, зона одной штриховой линии на фиг.2 с изображением установочного штифта и зажимной пластины штриховой линии, в увеличенном масштабе;

фиг.4 - как указывалось выше, установочный штифт и зажимная пластина, согласно фиг.3, в изометрической проекции;

фиг.5 - как указывалось выше, установочный штифт, согласно фиг.3, в изометрической проекции;

фиг.6, 7 и 8 соответствуют фиг.3, 4 и 5, однако для установочного устройства, согласно данному изобретению; и

фиг.9 соответствует фиг.6, но для другого установочного устройства, согласно данному изобретению.

Установочное устройство, согласно данному изобретению, показанное на фиг.6, 7 и 8, совпадает с установочным устройством, показанным на фиг.3, 4 и 5, за исключением того, что (i) фланец 41 первого конца 19 установочного штифта 11 на фиг.3, 4 и 5 заменен фланцем 45 первого конца 19 установочного штифта 11, согласно фиг.6, 7 и 8; и (ii) зажимная пластина 13, согласно фиг.3, 4 и 5, заменена зажимной пластиной 47, согласно фиг.6, 7 и 8.

Фланец 45 отличается от фланца 41 тем, что он содержит первый блокировочный конус 49, который вдоль оси установочного штифта 11 с удалением от второго конца 21 штифта сходит по конусу с первого радиального расстояния от оси до второго уменьшенного расстояния от оси. Зажимная пластина 47 отличается от зажимной пластины 13 тем, что ее центральное отверстие содержит второй блокировочный конус 51, дополняющий первый блокировочный конус 49 фланца 45, для блокировки с первым блокировочным конусом 49. Зажимная пластина 47 дополнительно отличается от зажимной пластины 13 тем, что она включает три открытых резьбовых отверстия 53, расположенных посредине между отверстиями, предусмотренными для болтов 37.

Установочные устройства, показанные на фиг.6, 7 и 8, используются следующим образом.

Установочный штифт 11 поворачивают вокруг его оси до желаемого поворотного положения относительно наружного корпуса 9. Затем зажимную пластину 47 насаживают на фланец 45 так, что второй блокировочный конус 51 зажимной пластины проходит по первому блокировочному конусу 49 фланца и сопрягается с ним. Конусность первого и второго блокировочных конусов выбрана меньше 10° (т.е. угол, образованный конусными поверхностями с осью установочного штифта 11, выбран меньше 10°), так что блокировочные конусы при сопряжении самоблокируются и требуется усилие для их разделения. Следует отметить, что в этой стадии задано поворотное положение установочного штифта 11 относительно наружного корпуса 9, поскольку при надвигании зажимной пластины 47 на фланец 45 отверстия для болтов в зажимной пластине 47 находятся на одной линии с отверстиями 39 для болтов в наружном корпусе 9. Затем ввинчивают болты 37 для фиксации поворотного положения установочного штифта 11. Болты зажимают фланец 45 между вторым блокировочным конусом 51 зажимной пластины 47 и первой стороной 23 наружного корпуса 9.

Если возникает необходимость временного удаления установочного штифта 11, то это выполняется посредством вывинчивания болтов 37 и удаления установочного штифта 11 и зажимной пластины 47 в виде единого целого за счет самоблокировки между первым и вторым блокировочными конусами 49, 51. Замена установочного штифта 11 содержит просто повторное ввинчивание болтов 37 в зажимную пластину 47 и наружный корпус 9, поскольку это автоматически обеспечивает правильное поворотное положение установочного штифта 11 относительно наружного корпуса 9. Таким образом, удаление установочного штифта 11 и зажимной пластины 47 в виде единого целого (т.е. в фиксированном положении относительно друг друга) означает, что правильное поворотное положение установочного штифта 11 не утрачивается, и оно автоматически восстанавливается, когда заменяется интегральный блок из штифта и зажимной пластины и ввинчиваются болты 37.

Понятно, что если три болта 37 (и их отверстия 39 под болт) расположены на одинаковом расстоянии друг от друга вокруг оси установочного штифта 11, то имеется три возможных положения, в которых происходит замена интегрального блока из штифта и пластины (т.е. три поворотных положения вокруг оси установочного штифта 11, в которых можно заменять интегральный блок из штифта и пластины). Для обеспечения лишь одного положения, в котором можно закреплять интегральный блок из штифта и пластины на наружном корпусе 9, требуется вращательная асимметрия болтов 37 (и их отверстий 39 под болт) вокруг оси установочного штифта 11. Эта асимметрия может быть достигнута, например, с помощью трех болтов (и их отверстий под болт), расположенных не на одинаковом расстоянии друг от друга вокруг оси установочного штифта 11, или с помощью предусмотрения одного болта (и его отверстия под болт) с диаметром, отличным от диаметра двух других болтов. Кроме того, в качестве альтернативного решения этим двум примерам может быть предусмотрен установочный штифт на первой стороне 23 наружного корпуса 9 и соответствующее установочное отверстие может быть предусмотрено в зажимной пластине 47, при этом при первом надвигании зажимной пластины 47 на фланец 45 установочное отверстие выравнивается с установочным штифтом, так что отверстие принимает штифт.

Открытые резьбовые отверстия предусмотрены в зажимной пластине 47 для облегчения разделения (при необходимости) самоблокировочных конусов 49, 51 с целью установки снова поворотного положения установочного штифта 11 относительно наружного корпуса 9, для чего с помощью установленного на первом конце 19 съемного инструмента можно использовать открытые резьбовые отверстия 53 для захвата зажимной пластины 47.

Другое установочное устройство, согласно данному изобретению, показанное на фиг.9, отличается от установочного устройства, показанного на фиг.6-8, тем, что включает дополнительные компоненты: вспомогательную зажимную пластину 55 и дополнительные болты 57.

Установочное устройство, согласно фиг.9, используется следующим образом.

Установочный штифт 11 поворачивают вокруг его оси до желаемого поворотного положения относительно наружного корпуса 9. Затем зажимную пластину 47 насаживают на фланец 45 так, что второй блокировочный конус 51 зажимной пластины проходит по первому блокировочному конусу 49 фланца и сопрягается с ним. С помощью дополнительных болтов 57 зажимают фланец 45 между первым блокировочным конусом 51 зажимной пластины 47 и вспомогательной зажимной пластиной 55. В этом отношении следует отметить, что первый и второй блокировочные конусы 49, 51 могут быть самоотпускающимися (т.е. их конусный угол больше примерно 12-16°), так что вспомогательная зажимная пластина 55 и дополнительные болты 57 предназначены для удерживания вместе первого и второго блокировочных конусов 49, 51. Когда зажимную пластину 47 надвигают на фланец 45 и завинчивают дополнительные болты, то отверстия, предусмотренные в зажимной пластине 47 для болтов 37, выравниваются с отверстиями 39 под болт в наружном корпусе 9. Таким образом, в этой стадии задается поворотное положение установочного штифта 11 относительно наружного корпуса 9. Наконец, болты затягивают для фиксации поворотного положения установочного штифта 11. Болты прижимают уступ 59 первого конца 19 установочного штифта 11 к первой стороне наружного корпуса 9.

Если возникает необходимость временного удаления установочного штифта 11, то вывинчивают болты 37, но не дополнительные болты 57, и удаляют установочный штифт 11 и зажимную пластину 47 в виде интегрального блока за счет блокирования зажимной пластины 47 на фланце 45. Замена установочного штифта 11 содержит повторное ввинчивание болтов 37 в зажимную пластину 47 и наружный корпус 9, что автоматически приводит к восстановлению правильного положения установочного штифта 11 относительно наружного корпуса 9. Таким образом, удаление установочного штифта 11 и зажимной пластины 47 в виде интегрального блока (т.е. в фиксированном относительно друг друга состоянии) снова означает отсутствие потери правильного поворотного положения установочного штифта 11 и его автоматическое восстановление при замене интегрального блока из штифта и пластины и завинчивании болтов 37.