本發(fā)明涉及一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子裝配方法和裝置，屬于機(jī)械裝配領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

航空發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配過(guò)程占全機(jī)生產(chǎn)工作的一半以上，裝配質(zhì)量對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)工作的穩(wěn)定性影響很大。航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子處在高溫高壓環(huán)境下工作，且伴隨著高速旋轉(zhuǎn)，若裝配過(guò)程中造成同心度超差、螺栓預(yù)緊力不均勻，會(huì)造成轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)不平衡現(xiàn)象，產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，甚至造成發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)現(xiàn)象。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)各級(jí)轉(zhuǎn)子之間通過(guò)過(guò)盈配合的止口相連接，目前裝配時(shí)先對(duì)零件加熱或制冷處理，再進(jìn)行手工裝配。由于熱裝配過(guò)程中會(huì)使零件產(chǎn)生形變，螺栓緊固后，轉(zhuǎn)子同軸度難以達(dá)到允許值，需要多次拆裝才能符合要求。且由于加工時(shí)表面的平面度誤差，導(dǎo)致接合面接觸面積不足20%，使轉(zhuǎn)子剛度差，螺栓預(yù)緊力隨時(shí)間減小嚴(yán)重，同一裝配方法的裝配質(zhì)量不穩(wěn)定。所以當(dāng)前航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的裝配方法效率低，質(zhì)量不穩(wěn)定，影響發(fā)動(dòng)機(jī)工作性能，需要一種高效、穩(wěn)定的測(cè)量裝配一體化裝置和裝配方法。

在航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子裝配時(shí)，需要在兩個(gè)轉(zhuǎn)子的結(jié)合面涂抹紅油，一次裝配后再進(jìn)行拆卸，以檢測(cè)兩個(gè)轉(zhuǎn)子間的貼合面積。采用這種方法進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，裝配質(zhì)量不穩(wěn)定。

上海交通大學(xué)提出一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)鼓盤式轉(zhuǎn)子裝配裝置和裝配方法（航空發(fā)動(dòng)機(jī)鼓盤式轉(zhuǎn)子裝配裝置和裝配方法。公開(kāi)號(hào)：CN 105443169 A）。測(cè)量裝置位于氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)兩側(cè)，可以采集裝配零件的形貌信息。該方法存在的問(wèn)題在于：仍需手工裝配，一次裝配成功率低。

沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司提出了一種轉(zhuǎn)子雙環(huán)壓緊裝配設(shè)備及方法（一種轉(zhuǎn)子雙環(huán)壓緊裝配設(shè)備及方法。公開(kāi)號(hào)：CN 104440761 A）。該方法通過(guò)使用兩個(gè)外部打壓設(shè)備的操作和調(diào)整，控制壓緊裝置中兩個(gè)獨(dú)立的液壓系統(tǒng)進(jìn)行工作，將壓力緩慢而均勻地傳遞到轉(zhuǎn)子內(nèi)、外環(huán)兩個(gè)承力面上，最終實(shí)現(xiàn)盤片的過(guò)盈裝配，保證裝配質(zhì)量。該方法存在問(wèn)題：壓緊面大小固定，液壓力會(huì)傳遞到底座液壓缸處。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子裝配方法和裝置，以解決航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子裝配后同軸度低、接合面接觸面積小等問(wèn)題，以達(dá)到降低工作強(qiáng)度，提高轉(zhuǎn)子裝配質(zhì)量的目的。

本發(fā)明的技術(shù)方案是一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子裝配裝置，構(gòu)成如下：圓跳動(dòng)測(cè)量?jī)x1、導(dǎo)向柱2、傳動(dòng)桿3、上板4、壓板5、航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子6、支撐柱7、支撐板8、支撐缸9、夾具10、壓緊缸11、調(diào)心調(diào)傾臺(tái)12、精密回轉(zhuǎn)臺(tái)13、花崗巖底座14、光纖光柵串15；所述同心度測(cè)量?jī)x1連接在導(dǎo)向柱2上，所述調(diào)心調(diào)傾臺(tái)12連接在精密回轉(zhuǎn)臺(tái)13上，夾具10在調(diào)心調(diào)傾臺(tái)12上方，所述傳動(dòng)桿3在支撐柱7中心，下端連接壓緊缸11，上端連接上板4，壓板5連接在上板4上，所述支撐缸9與支撐板8連接，轉(zhuǎn)子6下端止口與支撐板8連接，所述光纖光柵串15粘貼在待裝配部件周向。

所述一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子裝配方法，其特征在于：將航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子6的第一級(jí)轉(zhuǎn)子通過(guò)夾具10固定在調(diào)心調(diào)傾臺(tái)12上，將圓跳動(dòng)測(cè)量?jī)x1與第一級(jí)轉(zhuǎn)子接觸，精密回轉(zhuǎn)臺(tái)13低速轉(zhuǎn)動(dòng)，測(cè)量軸向、徑向跳動(dòng)，根據(jù)圓跳動(dòng)測(cè)量結(jié)果，調(diào)整調(diào)心調(diào)傾臺(tái)12的位置和傾角，使航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子6的軸向基準(zhǔn)面和徑向基準(zhǔn)面與精密回轉(zhuǎn)臺(tái)13的軸向基準(zhǔn)面和徑向基準(zhǔn)面重合；再將航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子6的第二級(jí)轉(zhuǎn)子加熱處理，按矢量堆疊方法測(cè)量得到的裝配角度放置在航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子6的第一級(jí)轉(zhuǎn)子上，支撐缸9加壓使支撐板8帶動(dòng)轉(zhuǎn)子6向上運(yùn)動(dòng)，更換壓板5使壓板5下端與轉(zhuǎn)子6上端面的距離小于5cm，壓緊缸11連接上板4帶動(dòng)壓板5向下運(yùn)動(dòng)，壓緊轉(zhuǎn)子6的第二級(jí)轉(zhuǎn)子和第一級(jí)轉(zhuǎn)子，保持1分鐘以上的壓緊狀態(tài)，通過(guò)光纖光柵串15測(cè)量形變，確定壓緊力是否均勻，在壓緊狀態(tài)下，擰緊連接螺栓；擰緊后，停止對(duì)支撐缸9和壓緊缸11輸入氣壓，將轉(zhuǎn)子6與調(diào)心調(diào)傾臺(tái)12接觸，通過(guò)精密回轉(zhuǎn)臺(tái)13帶動(dòng)轉(zhuǎn)子6進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，使用圓跳動(dòng)測(cè)量?jī)x1測(cè)量裝配質(zhì)量，檢查合格后，重復(fù)此過(guò)程完成轉(zhuǎn)子的裝配。

所述一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子裝配裝置具有兩個(gè)獨(dú)立的氣壓控制系統(tǒng)，壓緊缸11提供軸向向下的壓緊力，支撐缸9提供向上的支持力，根據(jù)各級(jí)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式和材料屬性計(jì)算裝配每級(jí)轉(zhuǎn)子時(shí)所需的壓緊力，支撐缸9可以使航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子6與調(diào)心調(diào)傾臺(tái)12分離，構(gòu)成虛約束，防止壓緊力對(duì)調(diào)心調(diào)傾臺(tái)12產(chǎn)生影響，最終實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的過(guò)盈裝配，提高裝配質(zhì)量。

所述上板4與傳動(dòng)桿3通過(guò)螺母進(jìn)行連接，在進(jìn)行裝配前，拆掉上板4，再將航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子6緩慢吊入裝配設(shè)備中。

所述一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子裝配裝置中壓板5可以進(jìn)行更換，根據(jù)裝配不同級(jí)的轉(zhuǎn)子，選擇不同長(zhǎng)度、直徑規(guī)格的壓板，以滿足壓緊缸11的行程要求。

本發(fā)明具有如下新穎性和優(yōu)勢(shì)：

1. 本發(fā)明采用氣壓或液壓進(jìn)行壓緊。因零件接合面存在平面度誤差，加入壓緊環(huán)節(jié)，對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行軸向壓緊可以增加接合面接觸面積，貼合面積的增加可以提高轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)的可靠性，提高轉(zhuǎn)子剛度，減輕螺栓蠕變的影響，保證螺栓預(yù)緊力的均勻性；

2. 本發(fā)明采用支撐缸提供向上的壓緊力，壓緊缸提供向下的壓緊力，將壓緊力轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子間的內(nèi)力，防止壓緊力傳遞到調(diào)心調(diào)傾臺(tái)，以免對(duì)調(diào)心調(diào)傾臺(tái)性能產(chǎn)生影響；

3. 本發(fā)明采用光纖光柵串測(cè)量轉(zhuǎn)子表面微應(yīng)變，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)擬合轉(zhuǎn)子接合面的貼合面積，測(cè)量精度高，無(wú)需重復(fù)拆裝即可確定貼合面積，可重復(fù)使用，對(duì)裝配部件性能無(wú)影響；

4. 本發(fā)明將裝配設(shè)備和測(cè)量設(shè)備布置在同一工位，邊裝配變測(cè)量，一次裝配成功率高，節(jié)約空間，減少因工件移動(dòng)所消耗的工時(shí)，提高工作效率。

附圖說(shuō)明

圖1是航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子壓緊裝置示意圖。

圖2是光纖光柵測(cè)量布置示意圖。

具體實(shí)施方式

下面參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的描述，所述一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子裝配裝置，構(gòu)成如下：圓跳動(dòng)測(cè)量?jī)x1、導(dǎo)向柱2、傳動(dòng)桿3、上板4、壓板5、航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子6、支撐柱7、支撐板8、支撐缸9、夾具10、壓緊缸11、調(diào)心調(diào)傾臺(tái)12、精密回轉(zhuǎn)臺(tái)13、花崗巖底座14；所述同心度測(cè)量?jī)x1連接在導(dǎo)向柱2上，所述調(diào)心調(diào)傾臺(tái)12連接在精密回轉(zhuǎn)臺(tái)13上，夾具10在調(diào)心調(diào)傾臺(tái)12上方，所述傳動(dòng)桿3在支撐柱7中心，下端連接壓緊缸11，上端連接上板4，壓板5連接在上板4上，所述支撐缸9與支撐板8連接，轉(zhuǎn)子6下端止口與支撐板8連接。

所述一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子裝配方法，其特征在于：將航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子6的第一級(jí)轉(zhuǎn)子通過(guò)夾具10固定在調(diào)心調(diào)傾臺(tái)12上，將圓跳動(dòng)測(cè)量?jī)x1與第一級(jí)轉(zhuǎn)子接觸，精密回轉(zhuǎn)臺(tái)13低速轉(zhuǎn)動(dòng)，測(cè)量軸向、徑向跳動(dòng)，根據(jù)圓跳動(dòng)測(cè)量結(jié)果，調(diào)整調(diào)心調(diào)傾臺(tái)12的位置和傾角，使航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子6的軸向基準(zhǔn)面和徑向基準(zhǔn)面與精密回轉(zhuǎn)臺(tái)13的軸向基準(zhǔn)面和徑向基準(zhǔn)面重合；再將航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子6的第二級(jí)轉(zhuǎn)子加熱處理，按矢量堆疊方法測(cè)量得到的裝配角度放置在航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子6的第一級(jí)轉(zhuǎn)子上，支撐缸9加壓使支撐板8帶動(dòng)轉(zhuǎn)子6向上運(yùn)動(dòng)，更換壓板5使壓板5下端與轉(zhuǎn)子6上端面的距離小于5cm，壓緊缸11連接上板4帶動(dòng)壓板5向下運(yùn)動(dòng)，壓緊轉(zhuǎn)子6的第二級(jí)轉(zhuǎn)子和第一級(jí)轉(zhuǎn)子，保持1分鐘以上的壓緊狀態(tài)，通過(guò)光纖光柵串15測(cè)量形變，確定壓緊力是否均勻，在壓緊狀態(tài)下，擰緊連接螺栓；擰緊后，停止對(duì)支撐缸9和壓緊缸11輸入氣壓，將轉(zhuǎn)子6與調(diào)心調(diào)傾臺(tái)12接觸，通過(guò)精密回轉(zhuǎn)臺(tái)13帶動(dòng)轉(zhuǎn)子6進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，使用圓跳動(dòng)測(cè)量?jī)x1測(cè)量裝配質(zhì)量，檢查合格后，重復(fù)此過(guò)程完成轉(zhuǎn)子的裝配。