安裝系統(tǒng)及安裝裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開一般涉及一種用于安裝渦輪發(fā)動機(jī)的系統(tǒng)和方法，更具體地，涉及一種利用齒輪箱來安裝和校平渦輪發(fā)動機(jī)的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)子單元，該轉(zhuǎn)子單元被安裝以在固定的外部殼體內(nèi)部轉(zhuǎn)動，并且燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)通常具有安裝到外部殼體的齒輪箱。齒輪箱通常定位于渦輪發(fā)動機(jī)的附近，并以一種方式被連接以使用來自渦輪發(fā)動機(jī)的動力來驅(qū)動發(fā)動機(jī)的配件，如發(fā)電機(jī)、流體泵以及用于冷卻油或加熱燃料的熱交換器。使用至少兩個縱向間隔開的支撐件來承受發(fā)動機(jī)及其齒輪箱的各種負(fù)載，例如，渦輪發(fā)動機(jī)被安裝在其船尾端，并安裝到在齒輪箱的前端。這些負(fù)載通常包括垂直負(fù)載(如發(fā)動機(jī)的重量)、由發(fā)動機(jī)生成的推力所產(chǎn)生的軸向負(fù)載以及根據(jù)發(fā)動機(jī)的應(yīng)用而產(chǎn)生的橫向和滾動負(fù)載。
[0003]船尾發(fā)動機(jī)安裝件(aft engine mount)通常設(shè)置有彈簧或其他偏壓件，以在垂直方向上將彈簧力提供給發(fā)動機(jī)。然而，彈簧負(fù)載的船尾安裝件已證實(shí)表現(xiàn)不一致，其在非平面表面的條件下高度可變的彈簧力(高達(dá)1000鎊)方面有困難，并且在維持一致的校平方面有困難。由于有缺陷的船尾安裝件，發(fā)動機(jī)如懸臂向外突出，并使得齒輪箱與發(fā)動機(jī)錯位。結(jié)果，齒輪箱中的一個或多個齒輪經(jīng)受額外負(fù)載，造成輪齒的過度磨損。因此，帶有彈簧負(fù)載的船尾安裝件的發(fā)動機(jī)的齒輪箱很容易出現(xiàn)故障，原因是發(fā)動機(jī)沒有被完全支撐和/或發(fā)動機(jī)的位置變化過大。此外，由技術(shù)人員設(shè)置彈簧負(fù)載的船尾安裝件可能變化很大。
[0004]Busekros等人的美國專利申請8，028, 967中描述了一種用于安裝的裝置和方法。具體地說，該專利公開了一種通過支撐件安裝在底架上的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)。支撐件在與底架可操作地接合時通過多個支撐板元件提供了支撐面。僅僅改變支撐板的布置方式就能使其對燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)的安裝進(jìn)行后期調(diào)整，以使得振動最小化并能承受發(fā)動機(jī)的重量。升降裝置被設(shè)置成簡單地升高燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)，從而改變支撐板的布置方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一個示例中，提供了一種安裝系統(tǒng)，所述安裝系統(tǒng)用于將發(fā)動機(jī)組連接到支撐結(jié)構(gòu)，所述發(fā)動機(jī)組包括渦輪發(fā)動機(jī)部，所述渦輪發(fā)動機(jī)部圍繞軸向軸線并連接至齒輪箱部；船尾安裝裝置可以將渦輪發(fā)動機(jī)部連接到支撐結(jié)構(gòu)；測力器可以配置成測定發(fā)動機(jī)組在船尾安裝裝置的位置上的負(fù)載力；所述船尾安裝裝置的長度在渦輪發(fā)動機(jī)部和支撐結(jié)構(gòu)之間在大致正交于所述軸向軸線的徑向上調(diào)節(jié)，以相對于所述軸向軸線基本上對齊齒輪箱部和發(fā)動機(jī)部。
[0006]發(fā)動機(jī)組在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下可具有可確定的負(fù)載力。在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，發(fā)動機(jī)組可沿著所述軸向軸線以及沿徑向發(fā)生熱膨脹，并且船尾安裝裝置的尺寸可以設(shè)置到期望的長度以對應(yīng)于可確定的負(fù)載力，以便在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下相對于所述軸向軸線基本上對齊齒輪箱部和發(fā)動機(jī)部。
[0007]在一個示例中，提供了一種用于對齊齒輪箱部和發(fā)動機(jī)組相對于軸向軸線的發(fā)動機(jī)部的方法，所述方法可以包括以下步驟中的一個或多個，例如，可以用測力器來測定連接在發(fā)動機(jī)部和支撐結(jié)構(gòu)之間的船尾安裝裝置的位置上的發(fā)動機(jī)組的負(fù)載力；可以測定發(fā)動機(jī)部與支撐結(jié)構(gòu)之間的船尾安裝裝置在基本上正交于軸向軸線的徑向上的長度，所述長度可以對應(yīng)于負(fù)載力；可以調(diào)整負(fù)載力和船尾安裝裝置長度中的至少一個，以相對于所述軸向軸線基本上對齊齒輪箱部和發(fā)動機(jī)部。
[0008]在一個示例中，提供了一種安裝裝置，用于將可熱膨脹結(jié)構(gòu)連接到支撐結(jié)構(gòu)，包括第一安裝段，連接到可熱膨脹結(jié)構(gòu)；第二安裝段，連接到支撐結(jié)構(gòu)；連接桿，連接在第一安裝段和第二安裝段之間；連接桿可包括樞轉(zhuǎn)地連接到第一安裝裝置的第一端和/或可樞轉(zhuǎn)地連接到第二安裝裝置的第二端，以允許在熱膨脹期間可熱膨脹結(jié)構(gòu)沿著軸向軸線做軸向運(yùn)動；連接桿可以是可調(diào)節(jié)的，以調(diào)整可熱膨脹結(jié)構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)之間的安裝裝置在基本上正交于軸向軸線的徑向上的長度；所述安裝裝置可包括測力器。
[0009]進(jìn)一步的，所述第二安裝段包括支撐殼體，所述支撐殼體至少部分地包括所述測力器，具有所述測力器的所述支撐殼體可拆卸式地連接到所述支撐結(jié)構(gòu)上。
【附圖說明】
[0010]圖1是示例性的所公開的發(fā)動機(jī)組的示意圖；
[0011]圖2是可與圖1的發(fā)動機(jī)組一起使用的示例性的所公開的船尾安裝裝置的透視圖；
[0012]圖3是圖2中示例性的所公開的船尾安裝裝置的側(cè)視圖；
[0013]圖4是繪示一種對齊發(fā)動機(jī)組的示例性方法的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]圖1示出了發(fā)動機(jī)組10的一個示例，該發(fā)動機(jī)組10可以包括渦輪發(fā)動機(jī)12和齒輪箱14(部分以虛線示出)。渦輪發(fā)動機(jī)12可包括風(fēng)扇部分(未示出)、壓縮部分16、燃燒室部分18和渦輪部分20，可以按處于軸向流動關(guān)系的圖中所示的順序來布置這些部分?？諝饽軌蛲ㄟ^風(fēng)扇部分(如果提供的話)和壓縮部分16進(jìn)入發(fā)動機(jī)，在那里空氣可以在每一部分被加壓。離開壓縮部分16的壓縮空氣可以進(jìn)入燃燒室部分18，在那里空氣可以與燃料混合并燃燒，以提供高能量的氣體流。離開燃燒室部分18的高能量氣體流可以進(jìn)入渦輪部分20，在那里它可以膨脹。高能量氣體流膨脹期間提取的能量可以被指引去驅(qū)動風(fēng)扇部分(如果提供的話)和壓縮部分16。空氣也可以繞過核心發(fā)動機(jī)以產(chǎn)生一部分發(fā)動機(jī)推力。這些部分可以包括一個或多個可轉(zhuǎn)動元件，諸如其他的壓縮機(jī)或渦輪機(jī)(未示出)，所述可轉(zhuǎn)動元件繞中心旋轉(zhuǎn)軸線Y旋轉(zhuǎn)。外部殼體(未示出)可以容納上述各個部分。殼體可以為發(fā)動機(jī)提供主要的結(jié)構(gòu)性支撐，并且可以由一個或多個套管部分構(gòu)成，這些套管部分可以通過各種連接機(jī)構(gòu)(如螺栓連接的法蘭)被接合到一起。發(fā)動機(jī)組10可以在一個或多個安裝位置被安裝到支撐結(jié)構(gòu)22，如將在本文中描述的那樣。發(fā)動機(jī)組10可以在運(yùn)行狀態(tài)期間沿Y軸軸向和/或沿X軸徑向發(fā)生熱膨脹。
[0015]齒輪箱14可安裝到渦輪發(fā)動機(jī)12的外部殼體。齒輪箱14可以傳輸來自渦輪發(fā)動機(jī)12的動力以驅(qū)動一個或多個附件(未示出)，例如用于供電的發(fā)電機(jī)、用于循環(huán)流體的泵、用于冷卻油或加熱燃料的熱交換器、本領(lǐng)域中已經(jīng)的任何其他附件或其組合。每個附件都可以安裝在齒輪箱14上。
[0016]在圖1中，齒輪箱14可以被前安裝裝置30安裝在發(fā)動機(jī)殼體的前端，以將齒輪箱部32連接到支撐結(jié)構(gòu)22。在一個示例中，前安裝裝置30可以以安全的方式連接齒輪箱部32和支撐結(jié)構(gòu)22，以基本抑制上述二者之間的軸向和/或徑向的相對運(yùn)動。前安裝裝置30可包括扁平支架34，該扁平支架34具有豎直部分36和平面部分38，其中豎直部分36從支撐結(jié)構(gòu)22處延伸出去，而平面部分38大致正交于豎直部分36。平面部分38可與齒輪箱14的安裝法蘭40共面。為此，平面部分38和安裝法蘭40可以包括對齊的開口，這些對齊的開口用于接收機(jī)械緊固件(如螺栓)，或者作為選擇，平面部分38和安裝法蘭40可以由其他已知的接合機(jī)制(如焊接、粘接等等)固定在一起。前安裝裝置30可以被配置為傳輸齒輪箱的偏移和失真。在一個示例中，扁平支架34可以是“L形”構(gòu)件，該“L形”構(gòu)件具有豎直部分36與平面部分38，形成支腿。
[0017]在圖1中，也可提供船尾安裝裝置50 ο船尾安裝裝置50可以連接在渦輪發(fā)動機(jī)部52和支撐結(jié)構(gòu)22之間。船尾安裝裝置50可被配置成在熱膨脹期間允許發(fā)動機(jī)組10的軸向運(yùn)動。船尾安裝裝置50可被配置成在熱膨脹期間允許發(fā)動機(jī)組10的徑向運(yùn)動，并在熱膨脹過后抑制發(fā)動機(jī)組10的徑向運(yùn)動。在一個示例中，在發(fā)動機(jī)組10的熱膨脹期間，船尾安裝裝置50可以被配置成允許發(fā)動機(jī)組的軸向運(yùn)動和發(fā)動機(jī)組的徑向運(yùn)動。
[0018]船尾安裝裝置50可包括測力器60，該測力器60用于測定在船尾安裝裝置50的位置上發(fā)動機(jī)組10的負(fù)載力。船尾安裝裝置50可以從渦輪發(fā)動機(jī)12的重心沿軸向定位。在一個示例中，測力器60可以包括應(yīng)變儀，例如在負(fù)載傳感器或校準(zhǔn)彈簧秤中發(fā)現(xiàn)的應(yīng)變儀。然而，可以使用其他構(gòu)造的測力器，例如，直接放置應(yīng)變儀到發(fā)動機(jī)組上來測定負(fù)載?？梢岳斫獾氖?，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以使用其他機(jī)械裝置去測定發(fā)動機(jī)組的負(fù)載。
[0019]支撐殼體62可以至少部分地包括測力器60。在一個示例中，測力器60包括應(yīng)變儀，可以將測量到的變形轉(zhuǎn)換為電信號，因?yàn)閼?yīng)變改變了導(dǎo)線的有效電阻。電信號可通過一個或多個導(dǎo)體攜傳輸至具有顯示器的控制器，所述顯示器用于以數(shù)值顯示或以其他方式(如用圖表)表示力負(fù)載，所述控制器例如為手持設(shè)備的一部分。應(yīng)該理解的是，控制器可以是計算裝置，例如處理器，所述計算裝置可以從計算機(jī)可讀介質(zhì)讀取計算機(jī)可執(zhí)行指令，并可以執(zhí)行那些指令。計算機(jī)可讀介質(zhì)可包括永久性和暫時性介質(zhì)。前者的例子包括:磁盤、光盤、閃存存儲器、RAM、ROM、磁帶、存儲卡等。后者的例子包括:聲信號、電信