КОНДУКТОР ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ ФЛАНЦЕВЫХ СОЕДИЕНИЙ

Полезная модель относится к машиностроению, и может быть использована при обработке отверстий, к которым предъявляются повышенные требования в отношении точности их позиционирования и пространственного расположения.
Известны конструкции согласованных и несогласованных накладных кондукторов, применяемых для обработки сшивных отверстий на фланцах деталей. Как правило, накладной кондуктор представляет собой кондукторную плиту с базовыми посадочными поверхностями на одном фланце плиты (посадочный диаметр или отверстия с базирующими призмами-фиксаторами и т.д.) для одной конкретной детали (Станочные приспособления: Справочник. В 2-х т./Ред. Совет: Б.Н.Вардашкин (пред) и др. - М: Машиностроение, 1984. - Т.2/ Под ред. Б.Н.Вардашкина, В.В.Данилевского. 1984. 656 с., ил.; стр.417, 419-420).
Известна также разновидность накладного кондуктора - «зеркальный» кондуктор, отличающийся наличием базирующих элементов (посадочный диаметр или отверстия с базирующими призмами-фиксаторами и т.д.) на обоих фланцах кондукторной плиты для каждого из ответных фланцев стыкующихся деталей.
Недостатками приведенных выше кондукторов являются:
- невозможность обеспечения точного совпадения с отверстиями на ответной детали, которая зависит от точности изготовления самого кондуктора;
- невозможность обеспечения точной ориентации детали относительно базовой оси вращения двигателя;
- наличие зазоров по посадке между посадочными диаметрами кондуктора и детали;
- отсутствие возможности модульного принципа сборки изделия, например, газотурбинного двигателя, из-за индивидуальных геометрических характеристик базовых посадочных поверхностей каждой детали, и соответственно расположения полученных отверстий, приводящих к изменению пространственного расположения опор роторной части собранного изделия в целом.
Однако из уровня техники не известна конструкция (разборная) кондуктора, являющаяся одновременно простой, позволяющей осуществить его быструю сборку и разборку, и точную ориентацию детали.
Техническим результатом заявленной полезной модели является упрощение конструкции кондуктора и повышение точности позиционирования и пространственного расположения фланцевых отверстий стыкуемых деталей относительно конструкторских баз.
Указанный технический результат достигается тем, что разъемный кондуктор для обработки отверстий в двух и более фланцах стыкуемых деталей включает разъемный корпус, состоящий из двух частей, фиксирующих элементов для центрирования частей разъемного корпуса друг относительно друга в радиальном и угловом положении, крепежных элементов для соединения между собой частей разъемного корпуса, крепежных элементов для закрепления фланцев с каждой из частей разъемного корпуса.
При этом в качестве фиксирующих элементов для центрирования частей разъемного кондуктора друг относительно друга в радиальном и угловом положении могут быть использованы конусные шпильки.
В качестве крепежных элементов для закрепления фланцев с каждой из частей разъемного корпуса и для соединения между собой частей разъемного корпуса используют винтовое соединение.
Разъемный кондуктор может быть выполнен с ограничителями взаимного перемещения фланцев.
Заявленная конструкция кондуктора для обработки фланцевых отверстий обеспечивает: быструю сборку-разборку кондуктора; позволяет исключить использование специальных приспособлений для центровки фланцев стыкуемых деталей; позволяет обеспечить проектирование стыков фланцев стыкуемых деталей без посадочных поверхностей; обеспечивает точность установки стыкуемых деталей относительно друг друга, а соответственно и предварительно обработанных отверстий для их последующей обработки в разъемном кондукторе. Данная конструкция позволяет повысить жесткость при обработке иных функциональных поверхностей, а так же производить обработку отверстий в соединениях из более чем двух фланцев, без ухудшения соосности отверстий относительно конструкторских баз (оси вращения узла стыкуемых деталей в целом). При этом заявленный кондуктор обеспечивает стабильность пространственного положения функциональных поверхностей относительно оси при изготовлении и ремонте, и создает необходимые условия для выполнения требований модульной замены деталей (узлов) при ремонте и в эксплуатации.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг.1 представлена принципиальная схема кондуктора для обработки отверстий в двух и более фланцах стыкуемых деталей;
на фиг.2 показана сборка узла корпусных статорных деталей с помощью кондукторов.
Разъемный кондуктор для обработки отверстий в двух и более фланцах стыкуемых деталей (фиг.1) включает: разъемный корпус, состоящий из двух частей, нижней 1 и верхней 2; крепежные элементы 3, предназначенные для закрепления фланцев стыкуемых деталей с каждой из частей 1 и 2 разъемного корпуса кондуктора; крепежные элементы 4, предназначенные для взаимного соединения частей 1 и 2 корпуса кондуктора между собой.
Для исключения возможного перемещения фланцев деталей при закреплении на частях 1 и 2 разъемный корпус может быть выполнен с ограничителями перемещения фланцев. Ограничитель перемещения фланцев деталей может представлять собой посадочный диаметр 5, выполненный в части 1 корпуса или посадочный диаметр 6, выполненный за одно целое с частью 2 корпуса кондуктора. Разъемный кондуктор содержит также фиксирующие элементы, например, конусные шпильки 7, для центрирования частей разъемного корпуса друг относительно друга в радиальном и угловом положении.
Крепежные элементы 3 и 4 могут быть выполнены в виде любого крепежного соединения, например, в виде резьбового или винтового соединения.
Применение заявленного разъемного кондуктора для обработки отверстий в двух и более фланцах стыкуемых деталей осуществляют следующим образом (показано на примере сборки узлов газотурбинного двигателя (ГТД) с использованием нескольких кондукторов (см. фиг.2)).
Использование разъемного кондуктора заключается в последовательной сборке узла стыкуемых деталей с выверкой относительно конструкторской базы (оси вращения изделия в целом) и последующей разборке собранного узла по стыку частей кондукторов для проведения операций окончательной обработки отверстий, и при необходимости, посадочных и других поверхностей.
В нашем случае была проведена последовательная сборка статора двигателя с помощью кондукторов, включающая этапы, приведенные ниже.
На «корпус промежуточный» 8 устанавливают нижнюю часть 1 разъемного корпуса первого кондуктора, выверив радиальное биение по поверхности (А) с точностью 0,01 мм, и закрепляют ее с помощью крепежного элемента 3 (винтовое соединение).
Устанавливают верхнюю часть 2 на нижнюю часть 1 разъемного корпуса первого кондуктора и скрепляют их между собой при помощи крепежных элементов 4 (болтовое соединение).
Устанавливают один из фланцев «кольца промежуточного» 9 статора на верхнюю часть 2 разъемного корпуса первого кондуктора, выверив радиальное биение по поверхности (Б) с точностью 0,04 мм. Скрепляют, через ранее просверленные отверстия, фланец «кольца промежуточного» 9 с верхней частью 2 разъемного корпуса первого кондуктора с помощью крепежных элементов 3 (болтовых соединений).
Устанавливают нижнюю часть 1 разъемного корпуса второго кондуктора на другой фланец «промежуточного кольца» 9 статора, выверив радиальное биение по поверхности (В) с точностью 0,01 мм. Скрепляют, через заранее просверленные отверстия, нижнюю часть 1 разъемного корпуса второго кондуктора с фланцем «промежуточного кольца» 9 статора с помощью крепежных элементов 3 (болтовых соединений).
Устанавливают верхнюю часть 2 на нижнюю часть 1 корпуса второго кондуктора и скрепляют их между собой при помощи крепежных элементов 4 (болтовых соединений).
Устанавливают фланец «корпуса» 10 на верхнюю часть 2 разъемного корпуса второго кондуктора, выверив радиальное биение по поверхности (Г) с точностью 0,04 мм. Скрепляют, через ранее просверленные отверстия, фланец «корпуса» 5 с верхней частью 2 разъемного корпуса второго кондуктора при помощи крепежных элементов 3 (болтовых соединений).
Дальнейшая сборка всей статорной части с использованием заявленных кондукторов проводится по приведенной выше схеме до «задней опоры» двигателя.
После сборки статорной части, производится разборка узла по стыку частей 1 и 2 разъемных корпусов кондукторов, и отверстия фленцев стыкуемых деталей подвергаются окончательной обработке с применением кондукторных втулок (на чертежах не показаны) известным способом. После обработки отверстий (фланцевых) без снятия кондуктора производится расточка стыкуемых деталей по проточной части (выверка оси вращения производится по базовым поверхностям кондуктора, что обеспечивает наилучшее биение проточной части относительно отверстий).
Применение заявленной конструкции кондукторов позволило обеспечить:
- соосность статорных и роторных ДСЕ (деталей и сборочных единиц) ГТД (особенно пакетах узлов с большим количеством стыкующихся ДСЕ);
- взаимное пространственное расположение опор ротора ГТД;
- повторяемость результатов сборки ГТД при переборках двигателя с заменой отдельных ДСЕ;
- исключение из конструкции статорных частей эксцентриковых колец для обеспечения центровки корпусов опор роторов;
- проектирование стыков корпусных деталей без посадочных поверхностей;
- минимально возможное биение проточной части относительно оси вращения двигателя.
Таким образом, после обработки отверстий все корпусные детали приняли положение и значения по торцевым и радиальным биениям относительно базовой оси вращения двигателя. Пространственное положение и биения базовых поверхностей деталей остаются неизменными вне зависимости от количества переборок двигателя. А замена отдельных деталей при переборках двигателя в серийном производстве не приводит к общему изменению пространственного расположения опор роторной части собранного изделия в целом, что позволит привести конструкцию к модульному принципу сборки двигателя.