一種輕型直升機結(jié)構(gòu)件裝配裝置及其方法
【專利摘要】一種直升機結(jié)構(gòu)件裝配裝置及裝配方法，屬直升機總裝領(lǐng)域。其特征在于在“7”字形半開敞式的立柱橫梁中部安裝機身主骨架定位器，采用內(nèi)定位的方式同時實現(xiàn)機身和傳動兩大結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的定位安裝。在直升機不同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)間實現(xiàn)了裝配基準的統(tǒng)一。特別針對輕型無人直升機機身結(jié)構(gòu)小，空間狹窄的特點，該裝配方法采用集中裝配的原則，減少了定位環(huán)節(jié)，使得裝配工作面縮小，不僅解決了直升機機身結(jié)構(gòu)與傳動兩大系統(tǒng)間結(jié)構(gòu)裝配的協(xié)調(diào)性問題，保證了結(jié)構(gòu)件裝配精度，還提高了裝配效率。
【專利說明】一種輕型直升機結(jié)構(gòu)件裝配裝置及其方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種輕型直升機結(jié)構(gòu)件裝配型架及其裝配方法，屬于直升機總裝【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]輕型直升機結(jié)構(gòu)件裝配主要包括機身結(jié)構(gòu)裝配和傳統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)裝配，它是直升機總裝過程中的首要環(huán)節(jié)，裝配工作量占總裝工作量比重最大。由于輕型直升機結(jié)構(gòu)件的數(shù)量、尺寸和重量相對于大中型直升機而言均要小許多，因此在結(jié)構(gòu)件的裝配思路和方法上也有很大區(qū)別。傳統(tǒng)的直升機機身結(jié)構(gòu)一般分為前、中、后機身、尾段和起落架等獨立的裝配單元，其裝配一般采取分段組裝和部件對接裝配的形式，這種裝配方法帶來了協(xié)調(diào)關(guān)系的復(fù)雜，且協(xié)調(diào)準確度要求也很高，而且傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)件是在機身結(jié)構(gòu)裝配完成后再與之協(xié)調(diào)安裝，兩個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)安裝是前后分步獨立的。這種結(jié)構(gòu)件裝配方法主要應(yīng)用于大中型直升機，其目的是為了擴大裝配工作面，減少架上裝配工作量，提高批生產(chǎn)效率，但對于輕型直升機的結(jié)構(gòu)裝配而言，過渡分散的裝配面，不僅增加了型架數(shù)量，同時帶來協(xié)調(diào)環(huán)節(jié)更多更復(fù)雜。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的:提出了一種輕型直升機結(jié)構(gòu)件裝配裝置及其方法，能實現(xiàn)輕型無人(或有人)直升機機身與傳動兩大系統(tǒng)結(jié)構(gòu)件同步定位裝配的要求。其目的是提高輕型直升機機身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)總裝及其與傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)件之間的裝配協(xié)調(diào)準確度，提高結(jié)構(gòu)件裝配精度和裝配效率。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0005](一 )裝配工藝方案
[0006]本項技術(shù)發(fā)明針對輕型直升機的結(jié)構(gòu)緊湊，空間狹小的工藝特點，采用集中裝配的原則，確定了在傳動和機身結(jié)構(gòu)兩大系統(tǒng)之間采用同一裝配基準的基本方案。該方案主要是以裝配型架為主要協(xié)調(diào)手段，把位于機身結(jié)構(gòu)中段的機身主骨架作為首要定位安裝件，其余的機身結(jié)構(gòu)件和傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)件通過它和裝配型架來協(xié)調(diào)安裝，解決直升機總裝中最為重要的機身結(jié)構(gòu)和傳動結(jié)構(gòu)兩大系統(tǒng)構(gòu)件的裝配定位。中機身骨架在型架中采用內(nèi)定位的定位方式。
[0007](二)裝配型架的特點
[0008]裝配型架是實現(xiàn)這個總裝方法的必要手段。裝配型架一般是由型架主結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)定位器、可調(diào)頂緊機構(gòu)等組成。型架以輕型直升機傳動系統(tǒng)的裝配工藝基準為設(shè)計基準。該基準一般取直升機主減速器上的旋翼中心軸及其安裝面。這一基準的確立實現(xiàn)了型架設(shè)計基準、裝配工藝基準以及檢測測量基準的重合。有利于保證傳動系統(tǒng)在裝配型架中的安裝準確度，機身結(jié)構(gòu)件同樣以這一工藝基準安裝。通過這樣的基準轉(zhuǎn)換使得機身結(jié)構(gòu)與傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)工藝基準實現(xiàn)統(tǒng)一?；鶞实霓D(zhuǎn)換關(guān)系可見圖3。
[0009](三)結(jié)構(gòu)件安裝實施步驟
[0010]第一步:機身結(jié)構(gòu)件裝配前，首先通過支撐立柱7檢測機身主骨架定位器3底部基準平面相對于型架底座平臺的相對高度值11(見圖1)以及其底部平面是否發(fā)生偏移或扭轉(zhuǎn)。檢測時利用了支撐立柱7的高度和端面的定位孔6-0“見圖1)，輔以塞尺和標準銷進行檢測。
[0011]第二步:將機身主骨架通過機身主骨架底部平臺定位孔6-0“見圖1)定位連接。數(shù)字6取決于孔的數(shù)量。平臺定位孔取機身主骨架平臺上的主減速器定位安裝孔。定位后的機身主骨架再通過可調(diào)頂緊機構(gòu)8頂緊，使得機身主骨架在型架中實現(xiàn)固定。此時機身主骨架11在型架中處于穩(wěn)固狀態(tài)(見圖4)。
[0012]第三步:直升機前機身組件定位安裝；整流罩通過整流罩定位器(5)以外定位的方式安裝；尾部結(jié)構(gòu)(含尾管梁、平、垂尾)通過傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定位器4和尾部定位器9定位安裝；后機身組件以型架、機身主骨架以及尾部結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)安裝。由于不同的機型結(jié)構(gòu)形式不一樣，定位件的定位方式根據(jù)實際情況變更，安裝步驟根據(jù)實際需要調(diào)整。
[0013]第四步:直升機傳動系統(tǒng)裝置(包括皮帶傳動組件(12),尾傳動組件、尾減速器等)以傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定位器4、尾部定位器9以及了軸為基準定位安裝。在機身結(jié)構(gòu)下架之前，可基本完成傳動系統(tǒng)的安裝。
[0014]第五步，機身結(jié)構(gòu)下架后，將支撐立柱7恢復(fù)安裝到型架底座基準平臺(1.6)上，以支撐型架剛性，避免型架受自重而發(fā)生變形。
[0015]本發(fā)明關(guān)鍵點:
[0016]針對輕型直升機結(jié)構(gòu)件裝配的一般性特點。提出了機身結(jié)構(gòu)和傳兩大統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)件的整體定位安裝的方法。在一個型架內(nèi)統(tǒng)一了所有關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的裝配基準，提高了結(jié)構(gòu)件裝配時的協(xié)調(diào)準確度。
[0017]在機身主結(jié)構(gòu)裝配中，合理確定定位順序和裝配順序，一般是先定位具有良好剛性的機身主骨架，這對于結(jié)構(gòu)裝配基準的穩(wěn)定性至關(guān)重要，例如某型機中機身骨架在型架中的定位(見圖4)，機身主骨架一般是利用其主減安裝平臺的定位安裝孔與主骨架定位器實現(xiàn)連接定位的。
[0018]在型架主結(jié)構(gòu)設(shè)計時，提出了 “7”字形立柱設(shè)計。這種半開敞式的型架主結(jié)構(gòu)設(shè)計，提供了更為寬敞的操作空間。
[0019]在裝配型架底座和立柱上設(shè)計了多個基準平臺，基準平臺布局在立柱與底座連接處，定位器與底座以及立柱的連接處。用于型架主結(jié)構(gòu)以及定位器和夾具體的安裝定位。
[0020]該結(jié)構(gòu)裝配型架充分考慮了裝配過程中檢測測量的操作要求。型架底座基準平臺可提供測量基準，也可作為測量設(shè)備和儀器的安裝平臺，例如底座基準平臺(^!!)。
[0021]本發(fā)明的有益效果:
[0022]本發(fā)明提出了一種整體性和系統(tǒng)性的結(jié)構(gòu)裝配型架以及方法，它在直升機機身結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)兩大系統(tǒng)間統(tǒng)一了結(jié)構(gòu)裝配基準，提高了輕型直升機結(jié)構(gòu)件裝配精度和效率。適用于多數(shù)輕型無人(或有人)直升機結(jié)構(gòu)件的裝配，該方法充分融合了裝配技術(shù)、工裝設(shè)計制造技術(shù)、檢測測量技術(shù)于一體；提出了一種直升機結(jié)構(gòu)裝配的系統(tǒng)新思路。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為該發(fā)明裝配型架總體圖(正視圖)
[0024]圖2為該發(fā)明裝配型架總體圖(左側(cè)視圖)
[0025]圖3為該發(fā)明基準轉(zhuǎn)換關(guān)系圖
[0026]圖4為該發(fā)明實施例中機身主骨架在型架中的狀態(tài)圖
[0027]圖5為該發(fā)明實施例中底座圖
[0028]圖6為該發(fā)明實施例中中部立柱圖
[0029]圖7為該發(fā)明實施例中機身主骨架定位器圖

【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖，以某型機結(jié)構(gòu)裝配為例對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0031]型架主結(jié)構(gòu):該型架主結(jié)構(gòu)包括底座1、中部立柱2、支撐立柱7和尾部立柱6。底座呈“古”字形結(jié)構(gòu)，底座高度設(shè)計為600?620！11111?！?”字形半開敞式中部立柱2，提供了更為寬敞的操作空間，便于結(jié)構(gòu)裝配操作。為了加強“7”字形立柱的剛性，要設(shè)置加強筋。支撐立柱7和尾部立柱6均為“I”型直桿式。底座和所有立柱上均采用方管和平臺焊接結(jié)構(gòu)，通過機加保證所有基準平臺的平面度、高度。如圖5所示，基準平臺(1.幻、(1.0用于立柱2、可調(diào)頂緊機構(gòu)8和整流罩定位器5的安裝；基準平臺(1.6)用于支撐立柱7的安裝；基準平臺(1.幻、(1.(1)用于可調(diào)頂緊機構(gòu)8和整流罩定位器5的安裝；基準平臺(1.用于后機身定位器安裝；基準平臺(1.8)用于尾部立柱6安裝；基準平臺(1.10作為測量平臺。
[0032]定位器:該型架主要定位器有機身主骨架定位器3、傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定位器4、整流罩定位器5、尾部定位器9。機身主骨架定位器3是主減速器的模擬件，在型架的內(nèi)部呈垂吊狀安裝于中部立柱2橫梁上，它提供了旋翼軸和傳動軸兩個方向的軸線和一個安裝底面0作為型架坐標系；旋翼軸方向為2軸，傳動軸為X軸，2軸過安裝底面垂直與X、I軸組成的面；機身主骨架定位器3底部平面定位孔與裝機減速器安裝孔位重合；傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定位器4是從傳動輸入軸軸線方向引申出來的定位心軸，安裝于機身主骨架定位器3上；整流罩定位器5在型架中呈前后左右布局，通過立柱2和底座1上分別提供8個基準平臺定位點，其結(jié)構(gòu)形式一般為機身外形卡板。尾部定位器10通過尾部立柱6定位安裝，與傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定位器4配合提供機身尾部和尾傳動組件的定位(見圖1〉。前、后機身定位器屬常規(guī)定位器，本文不進行說明。
[0033]可調(diào)頂緊機構(gòu)8是型架中的夾具體(見圖1)。它能實現(xiàn)機身主骨架定位后，通過X、12三個方向的結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)實現(xiàn)頂緊。
[0034]型架底座安裝于結(jié)實的水平地基。型架安裝調(diào)試時的尺寸協(xié)調(diào)均以機身主骨架定位器上的旋翼中心軸及其底平面為基準。為了檢測該基準在型架主結(jié)構(gòu)上的正確性，避免型架在制造和使用過程因各種原因變形而導(dǎo)致基準變動，可運用支撐立柱7檢測。支撐立柱7用于檢測機身主骨架定位器3的安裝狀態(tài)。檢測時用標準定位銷和塞尺配合檢測。支撐立柱7的另外一個作用是用于支撐型架主結(jié)構(gòu)的剛性。
[0035]結(jié)構(gòu)件安裝實施步驟:
[0036]第一步:機身結(jié)構(gòu)件裝配前，首先通過支撐立柱7檢測機身主骨架定位器3底部基準平面相對于型架底座的高度值以及底部定位孔位是否發(fā)生變形。檢測時利用了支撐立柱7的高度和端面的定位孔6-0“見圖1)，輔以塞尺和標準銷進行檢測。
[0037]第二步:將機身主骨架通過基準平臺定位孔定位連接。主減速器定位安裝孔位于機身主骨架中部，是主減速器在機身結(jié)構(gòu)上的安裝定位孔。定位后的機身主骨架再通過可調(diào)頂緊機構(gòu)8頂緊，使得機身主骨架在型架中實現(xiàn)固定。此時機身主骨架11在型架中的狀態(tài)見圖4。
[0038]第三步:直升機前機身組件定位安裝；整流罩通過整流罩定位器5以外定位的方式安裝；尾部結(jié)構(gòu)(含尾管梁、平、垂尾)通過傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定位器4和尾部定位器9定位安裝；后機身組件以型架、機身主骨架以及尾部結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)安裝。由于不同的機型結(jié)構(gòu)形式不一樣，定位件的定位方式根據(jù)實際情況變更，安裝步驟根據(jù)實際需要調(diào)整。
[0039]第四步:直升機傳動系統(tǒng)裝置(包括皮帶傳動組件12，尾傳動組件、尾減速器等)通過傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定位器4和尾部定位器9為基準定位安裝。在機身主結(jié)構(gòu)下架之前，可基本完成傳動系統(tǒng)的安裝。
[0040]第五步，機身結(jié)構(gòu)下架后，將支撐立柱7恢復(fù)安裝到型架底座基準平臺1.6上，以支撐型架剛性，避免型架受自重而發(fā)生變形。
【權(quán)利要求】
1.一種輕型直升機結(jié)構(gòu)件裝配裝置，其特征在于，包括型架主結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)定位器和可調(diào)頂緊機構(gòu)(8)。型架主結(jié)構(gòu)包括底座(I)、中部立柱(2)、支撐立柱(7)和尾部立柱(6);定位器包括機身主骨架定位器(3)、傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定位器(4)、整流罩定位器(5)、前機身定位器、后機身定位器、尾部定位器(9);機身主骨架定位器(3)為主減速器的模擬件，提供了主減速器旋翼軸和傳動軸兩個方向的軸線和一個安裝底面C作為型架坐標系；旋翼軸方向為Z軸，傳動軸方向為X軸，Y軸過安裝底面C垂直于XZ面；傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定位器(4)從傳動輸入軸軸線方向引申出來的定位心軸，安裝于機身主骨架定位器(3)上；整流罩定位器(5)的結(jié)構(gòu)形式為機身外形卡板，布局在型架中前后左右共四處；尾部定位器(9)通過尾部立柱(6)定位安裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的輕型直升機結(jié)構(gòu)件裝配裝置，其特征在于，所述底座(I)采用方管和平板焊接，外形呈“古”字形結(jié)構(gòu)，底座高度為600?620mm ；;在底座設(shè)有多個基準平臺(1.a?l.h)，布局在各個立柱與底座連接處和定位器安裝處，提供型架主結(jié)構(gòu)以及定位器定位安裝基準；其中基準平臺(1.a)、(1.c)用于立柱(2)、可調(diào)頂緊機構(gòu)(8)和整流罩定位器(5)的安裝；基準平臺(1.e)用于支撐立柱(7)的安裝；基準平臺(1.b)、(1.d)用于可調(diào)頂緊機構(gòu)(8)和整流罩定位器(5)的安裝；基準平臺(1.f)用于后機身定位器安裝；基準平臺(1.g)用于尾部立柱(6)安裝；基準平臺(1.g)作為測量平臺。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的輕型直升機結(jié)構(gòu)件裝配裝置，其特征在于，所述中部立柱(2)、支撐立柱(7)和尾部立柱(6)均采用方管和平板焊接結(jié)構(gòu)；其中，中部立柱(2)為“7”字形半開敞式框架結(jié)構(gòu)。立柱上設(shè)由多個基準平臺(2.a?2.d)，其中基準平臺(2.c)提供機身主骨架定位器(3)的安裝平臺；基準平臺(2.d)是中部立柱(2)于底座的安裝平臺；支撐立柱(7)和尾部立柱(6)均為“I”形直桿式，上下平臺為基準平臺。
4.根據(jù)權(quán)利要求書I所述輕型直升機結(jié)構(gòu)件裝配裝置，其特征在于，所述機身主骨架定位器(3)的兩條定位軸線分別與裝機減速器的輸出和輸入軸線重合；底部平面定位孔與裝機減速器安裝孔位重合；在型架的內(nèi)部呈垂吊狀安裝于中部立柱(2)橫梁上。
5.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的輕型直升機結(jié)構(gòu)件裝配裝置，其特征在于，所述傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定位器(4)定位心軸軸線與機身尾部定位器(9)軸線重合；傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定位器(4)定位安裝于機身主骨架定位器。
6.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的輕型直升機結(jié)構(gòu)件裝配裝置，其特征在于，所述整流罩定位器(5)為機身整流罩外形卡板，安裝于型架立柱(2)和底座(I)之間，以YO面前后左右對稱布局，提供整流罩外形協(xié)調(diào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的輕型直升機結(jié)構(gòu)件裝配裝置，其特征在于，所述尾部定位器(9)安裝于尾部立柱(6)基準平臺上，與傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定位器(4)配合提供機身尾部和尾傳動組件的安裝基準。
8.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的輕型直升機結(jié)構(gòu)件裝配裝置，其特征在于，所述可調(diào)頂緊機構(gòu)(8)可以實現(xiàn)XYZ三個坐標軸方向上的調(diào)節(jié)，用于機身主骨架定位后從底部實現(xiàn)頂緊。
9.一種輕型直升機結(jié)構(gòu)件裝配方法，其特征在于，包括如下步驟: 第一步:將機身主骨架主減速器安裝孔通過機身主骨架定位器(3)底部平面定位孔定位連接，機身主骨架主減速器安裝孔一般位于骨架中部，定位后的機身主骨架再通過可調(diào)頂緊機構(gòu)(8)頂緊，使得機身主骨架在型架中實現(xiàn)固定，此時機身主骨架(11)在型架中處于穩(wěn)定狀態(tài)； 第二步:直升機前機身組件、中機身組件、后機身組件以型架定位器和機身主骨架(11)協(xié)調(diào)安裝； 第三步:直升機尾部結(jié)構(gòu)以傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定位器(4)、尾部定位器(9)以及J軸為基準定位安裝，由于不同的機型前機身和尾段結(jié)構(gòu)不一樣，定位件的定位方式根據(jù)實際情況變更； 第四步:利用傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定位器(4)定位直升機機身尾部結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部的尾傳動結(jié)構(gòu)，在機身結(jié)構(gòu)下架之前，通過整流罩定位器(5)以外定位的方式比試安裝整流罩，并完成傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)件的定位安裝； 第五步，機身結(jié)構(gòu)下架后，將支撐立柱(7)恢復(fù)安裝到型架上，以支撐型架剛性，避免型架受自重而發(fā)生變形。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輕型直升機結(jié)構(gòu)件裝配方法，其特征在于，在所述第一步機身結(jié)構(gòu)件裝配前，首先通過支撐立柱(7)檢測機身主骨架定位器(3)底部平面相對于型架底座⑴基準平臺(1.e)的相對高度值h以及機身主結(jié)構(gòu)定位器(3)底部平面C安裝孔位是否發(fā)生偏移或扭轉(zhuǎn)，檢測時利用了支撐立柱(7)的高度和端面的定位孔，輔以塞尺和標準銷檢測。
【文檔編號】B23P21/00GK104384920SQ201410424669
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】羅元通, 熊建偉, 李全勇, 王偉 申請人:中國直升機設(shè)計研究所