具有順應(yīng)結(jié)構(gòu)的高壓轉(zhuǎn)子臥式智能化裝配裝備的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的裝置，具體是一種用于大型航空發(fā)動(dòng)機(jī)的帶順應(yīng)結(jié)構(gòu)的高壓轉(zhuǎn)子臥式智能化裝配裝備。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前我國(guó)大型航空發(fā)動(dòng)機(jī)高壓轉(zhuǎn)子裝配過程中，仍大量采用手工借助吊車完成轉(zhuǎn)子的調(diào)姿和定位，很容易造成磕碰和卡滯，效率低，工人的操作經(jīng)驗(yàn)是影響裝配質(zhì)量的關(guān)鍵因素。而隨著高性能發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)，聯(lián)接配合的精度要求越來越高，手工裝配已滿足不了要求，針對(duì)這一重大問題，研制一套智能化裝配裝備來完成發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓轉(zhuǎn)子的裝配任務(wù)，在提高裝配質(zhì)量的同時(shí)提高生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。
[0003]經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)CN103899367A，公開日2014-07-02，公開了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堆疊裝配方法與裝置，其測(cè)量方法與裝置是基于氣浮回轉(zhuǎn)軸系確定回轉(zhuǎn)基準(zhǔn)；依據(jù)光電編碼器確定轉(zhuǎn)臺(tái)的角度定位；基于四測(cè)頭測(cè)量裝置，提取轉(zhuǎn)子徑向裝配面的徑向誤差和軸向裝配面的傾斜誤差，得到該轉(zhuǎn)子對(duì)裝配后轉(zhuǎn)子同軸度的影響權(quán)值；分別測(cè)量裝配所需的全部轉(zhuǎn)子，得到各轉(zhuǎn)子對(duì)裝配后轉(zhuǎn)子同軸度的影響權(quán)值；將各轉(zhuǎn)子的權(quán)值進(jìn)行矢量?jī)?yōu)化，得到各轉(zhuǎn)子的裝配角度。但是此種裝配方法需要測(cè)量的參數(shù)眾多，過程繁雜，裝配效率相對(duì)較低，不適合大型航空發(fā)動(dòng)機(jī)的高效生產(chǎn)。
[0004]經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)CN103291493，公開日2013-09-11，公開了一種運(yùn)動(dòng)解耦的軸對(duì)稱矢量噴管調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括:以機(jī)匣作為靜平臺(tái)F，以調(diào)節(jié)環(huán)作為動(dòng)平臺(tái)M0以及兩端分別與調(diào)節(jié)環(huán)和機(jī)匣相連的第一、二、三被動(dòng)支路和第四、五、六主動(dòng)支路；第一、二被動(dòng)支路包括:依次串聯(lián)的萬向副、下轉(zhuǎn)動(dòng)副、上轉(zhuǎn)動(dòng)副。第三被動(dòng)支路包括:依次串聯(lián)的上、下轉(zhuǎn)動(dòng)副以及萬向副；第四、五、六主動(dòng)支路包括:依次串聯(lián)的下球鉸畐O、移動(dòng)副以及上球鉸副。但該技術(shù)的不足之處在于該機(jī)構(gòu)只能實(shí)現(xiàn)一移動(dòng)兩轉(zhuǎn)動(dòng)的三個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)，不能滿足大型航空發(fā)動(dòng)機(jī)高壓轉(zhuǎn)子臥式裝配五個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)的需求，不能應(yīng)用于高壓轉(zhuǎn)子臥式智能化裝配。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種具有順應(yīng)結(jié)構(gòu)的高壓轉(zhuǎn)子臥式智能化裝配裝備，該智能化裝配裝備能夠根據(jù)轉(zhuǎn)子受到安裝孔施加給轉(zhuǎn)子軸的力和力矩的作用，迫使裝備中的五自由度遠(yuǎn)中心順應(yīng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生平動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)，使得轉(zhuǎn)子受到的力和力矩降至裝配工藝允許值以內(nèi)，繼續(xù)控制三垂直坐標(biāo)軸移動(dòng)平臺(tái)沿X軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，如此反復(fù)完成這一級(jí)轉(zhuǎn)子的裝配。本發(fā)明布置緊湊、控制方式簡(jiǎn)單、操作精度高、裝配效率高，能夠提高發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)效率及裝配質(zhì)量。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括:三垂直坐標(biāo)軸移動(dòng)平臺(tái)、五自由度遠(yuǎn)中心順應(yīng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)子夾具、配重模塊和轉(zhuǎn)子支撐固定工裝，其中:五自由度遠(yuǎn)中心順應(yīng)機(jī)構(gòu)的一端與三垂直坐標(biāo)軸移動(dòng)平臺(tái)相連，另一端與轉(zhuǎn)子夾具相連，用于控制待裝配的轉(zhuǎn)子的空間移動(dòng)以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的裝配的五自由度遠(yuǎn)中心順應(yīng)機(jī)構(gòu)依據(jù)待裝配的轉(zhuǎn)子受到的力或力矩產(chǎn)生平動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，用于平衡轉(zhuǎn)子以及轉(zhuǎn)子夾具的重量的配重模塊設(shè)置于三垂直坐標(biāo)軸移動(dòng)平臺(tái)上并實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的軸線與空間X軸平行，用于固定已堆疊裝配完成轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子支撐固定工裝與轉(zhuǎn)子夾具平行設(shè)置。
[0007]所述的五自由度遠(yuǎn)中心順應(yīng)機(jī)構(gòu)包括:外部環(huán)繞式靜平臺(tái)、內(nèi)部頂端動(dòng)平臺(tái)、三根水平彈性體支鏈、三根斜置彈性體支鏈和內(nèi)部底端動(dòng)平臺(tái)，其中:設(shè)置于外圍的三根水平彈性體支鏈的兩端分別與外部環(huán)繞式靜平臺(tái)和內(nèi)部頂端動(dòng)平臺(tái)固定連接，三根水平彈性體支鏈于圓周向相互呈120°均勻分布；三根斜置彈性體支鏈斜置且兩端分別與內(nèi)部頂端動(dòng)平臺(tái)和內(nèi)部底端動(dòng)平臺(tái)固定連接，圓周向相互呈120°均勾分布。
[0008]所述的內(nèi)部頂端動(dòng)平臺(tái)位于外部環(huán)繞式靜平臺(tái)的頂面下方，內(nèi)部底端動(dòng)平臺(tái)與外部環(huán)繞式靜平臺(tái)的底部端面相平行，內(nèi)部頂端動(dòng)平臺(tái)的外形直徑大于內(nèi)部底端動(dòng)平臺(tái)的外形直徑。
[0009]所述的斜置彈性體支鏈與內(nèi)部頂端動(dòng)平臺(tái)和內(nèi)部底端動(dòng)平臺(tái)的夾角為75°。
[0010]所述的三垂直坐標(biāo)軸移動(dòng)平臺(tái)包括:由下而上依次設(shè)置的X軸移動(dòng)基座、Y軸移動(dòng)基座、Z軸移動(dòng)基座和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其中:運(yùn)動(dòng)平臺(tái)與Z軸移動(dòng)基座滑動(dòng)連接，Z軸移動(dòng)基座與Y軸移動(dòng)基座滑動(dòng)連接，Y軸移動(dòng)基座與X軸移動(dòng)基座滑動(dòng)連接。
[0011]所述的X軸移動(dòng)基座、Y軸移動(dòng)基座、Z軸移動(dòng)基座以及運(yùn)動(dòng)平臺(tái)之間的三處滑動(dòng)連接均相同，分別由移動(dòng)驅(qū)動(dòng)組件實(shí)現(xiàn)移動(dòng)，X軸移動(dòng)基座和Y軸移動(dòng)基座的滑動(dòng)連接為例，所述的Y軸移動(dòng)基座與X軸移動(dòng)基座的移動(dòng)驅(qū)動(dòng)組件包括:設(shè)置于X軸移動(dòng)基座上的兩組平行的導(dǎo)軌組以及設(shè)置于各組導(dǎo)軌組上的滾珠絲杠，導(dǎo)軌組和滾珠絲杠的運(yùn)動(dòng)部分與Y軸移動(dòng)基座相連，固定部分與X軸移動(dòng)基座相連。
[0012]所述的轉(zhuǎn)子夾具包括:整體三爪卡盤式夾具，該整體三爪卡盤式夾具固定設(shè)置于五自由度遠(yuǎn)中心順應(yīng)機(jī)構(gòu)的內(nèi)部底端動(dòng)平臺(tái)上，且實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的裝夾，使得轉(zhuǎn)子安裝軸沿著空間X軸負(fù)向。
[0013]所述的配重模塊包括:配重塊、非彈性繩索、滑輪支撐架和滑輪，其中:滑輪支撐架固定設(shè)置于Z軸移動(dòng)基座的頂端，配重塊由滑輪和非彈性繩索與轉(zhuǎn)子夾具相連，用于平衡轉(zhuǎn)子以及轉(zhuǎn)子夾具的重量，使得轉(zhuǎn)子的軸線與空間X軸平行。
[0014]所述的轉(zhuǎn)子支撐固定工裝包括:支撐架，該支撐架固定于X軸移動(dòng)基座上用于支撐固定已堆疊裝配完成轉(zhuǎn)子。
技術(shù)效果
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將快速精確移動(dòng)技術(shù)和遠(yuǎn)中心順應(yīng)機(jī)構(gòu)被動(dòng)運(yùn)動(dòng)結(jié)合起來，通過兩者的統(tǒng)一協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，使得轉(zhuǎn)子安裝軸能夠快速、準(zhǔn)確安裝進(jìn)安裝孔中，不僅提高了裝配的效率，使轉(zhuǎn)子受到的外力更小，減小了變形，提高了裝配精度，延長(zhǎng)了使用壽命，同時(shí)，設(shè)備的控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，控制難度較低。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明立體示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明正視圖；
[0018]圖3為本發(fā)明左視圖；
[0019]圖4為本發(fā)明俯視圖；
[0020]圖5為五自由度遠(yuǎn)中心順應(yīng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖6為五自由度遠(yuǎn)中心順應(yīng)機(jī)構(gòu)的受力平動(dòng)示意圖；
[0022]圖7為五自由度遠(yuǎn)中心順應(yīng)機(jī)構(gòu)的受力矩轉(zhuǎn)動(dòng)示意圖；
[0023]圖8為移動(dòng)驅(qū)動(dòng)組件示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
實(shí)施例1
[0025]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本實(shí)施例包括:三垂直坐標(biāo)軸移動(dòng)平臺(tái)a、五自由度遠(yuǎn)中心順應(yīng)機(jī)構(gòu)b、轉(zhuǎn)子夾具C、配重模塊d及轉(zhuǎn)子支撐固定工裝e，其中:五自由度遠(yuǎn)中心順應(yīng)機(jī)構(gòu)b固定設(shè)置于三垂直坐標(biāo)軸移動(dòng)平臺(tái)a上，五自由度遠(yuǎn)中心順應(yīng)機(jī)構(gòu)b依據(jù)待裝配的轉(zhuǎn)子14受到的力或力矩產(chǎn)生平動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，用于控制待裝配的轉(zhuǎn)子14的空間移動(dòng)以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子14的裝配；轉(zhuǎn)子夾具c固定設(shè)置于五自由度遠(yuǎn)中心順應(yīng)機(jī)構(gòu)b的內(nèi)部底端動(dòng)平臺(tái)上；配重模塊d的繩索滑輪機(jī)構(gòu)設(shè)置于三垂直坐標(biāo)軸移動(dòng)平臺(tái)a上，用于平衡待裝配的轉(zhuǎn)子14以及轉(zhuǎn)子夾具c的重量，使得轉(zhuǎn)子14的軸線與X軸平行；已堆疊裝配完成轉(zhuǎn)子19固定于轉(zhuǎn)子支撐固定工裝e上。
[0026]在本實(shí)施例中，所述的三垂直坐標(biāo)軸移動(dòng)平臺(tái)a包括:X軸移動(dòng)基座1、Y軸移動(dòng)基座2、Ζ軸移動(dòng)基座3、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)4。其中:運(yùn)動(dòng)平臺(tái)4與Z軸移動(dòng)基座3滑動(dòng)連接，Z軸移動(dòng)基座3與Y軸移動(dòng)基座2滑動(dòng)連接，Y軸移動(dòng)基座2與X軸移動(dòng)基座I滑動(dòng)連接。
[0027]如圖1、圖2和圖5所示，本實(shí)施例中五自由度遠(yuǎn)中心順應(yīng)機(jī)構(gòu)b包括:外部環(huán)繞式靜平臺(tái)8、三根水平彈性體支鏈10、三根斜置彈性體支鏈11、內(nèi)部頂端動(dòng)平臺(tái)9、內(nèi)部下端動(dòng)平臺(tái)12，其中:設(shè)置于外圍的三根水平彈性體支鏈10的兩端分別與外部環(huán)繞式靜平臺(tái)8