[發(fā)明專利]基于氣動(dòng)抓卡的航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子裝配方法與裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410052201.6
• 申請(qǐng)日: 2014-02-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103791859B
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚久彬;王雷;金國(guó)良;楊文國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/26
• 分類號(hào): G01B11/26;G01B7/30;G01B7/305;G01B7/312
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械裝配技術(shù)，主要涉及一種基于光柵測(cè)角的氣動(dòng)抓卡式航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子裝配方法與裝置。

背景技術(shù)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配是航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造過(guò)程中的最后環(huán)節(jié)，也是最為重要的制造環(huán)節(jié)之一。在已有的航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)方案和加工技術(shù)水平條件下，裝配的質(zhì)量和工作效率對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量、性能和生產(chǎn)效率具有重要影響。所以在裝配過(guò)程中要盡可能的提高安裝后轉(zhuǎn)子的同軸度，進(jìn)而減小航空發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)，改善航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。然而，在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中航空發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配是完全手工裝配，裝配精度的高低和穩(wěn)定與否完全依賴于裝配工人的操作經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平，缺少一種高速有效的指導(dǎo)航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子裝配的方法，進(jìn)而提高裝配效率，減小航空發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)，改善航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。

隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配測(cè)試技術(shù)越來(lái)越受到重視，航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配測(cè)試技術(shù)越來(lái)越受到重視，并且成為研究的熱點(diǎn)。越來(lái)越多的研究人員針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行了深入的討論，勞斯萊斯公司提出一種方案(System?and?method?for?improving?the?damage?tolerance?of?a?rotor?assembly。歐洲專利公開(kāi)號(hào)：EP2525049A2)，主要通過(guò)將各子測(cè)試系統(tǒng)得到轉(zhuǎn)子各位置的應(yīng)力信號(hào)，主系統(tǒng)將各子系統(tǒng)采集的信號(hào)進(jìn)行分析，從各轉(zhuǎn)子的容損參數(shù)分析對(duì)裝配的影響，進(jìn)而改善了航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的裝配。該方法存在的問(wèn)題在于：并沒(méi)有分析轉(zhuǎn)子的幾何量方面對(duì)裝配的影響，無(wú)法改善幾何量對(duì)裝配的影響。

西安交通大學(xué)提出一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子裝配性能檢測(cè)方法(一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子裝配性能檢測(cè)方法。公開(kāi)號(hào)：CN101799354A)。該方法首先采用激振器激振航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，利用振動(dòng)傳感器和信號(hào)采集系統(tǒng)軟件獲得一個(gè)多載波耦合的航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的脈沖響應(yīng)信號(hào)；然后對(duì)所獲得的一個(gè)多載波耦合的航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的脈沖響應(yīng)信號(hào)采用雙樹(shù)復(fù)小波變換方法進(jìn)行分析，獲得八個(gè)單載波的航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的脈沖響應(yīng)子信號(hào)；最后對(duì)所獲得的八個(gè)單載波的航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的脈沖響應(yīng)子信號(hào)提取平均裝配性能指標(biāo)，若所得的平均裝配性能指標(biāo)值大于或等于10，則判定該航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子裝配合格，若所得的平均值小于10，則判定不合格，需要返工重修。該方法存在的問(wèn)題在于：沒(méi)有對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子裝配進(jìn)行指導(dǎo)。

羅信精密零件(上海)有限公司提出一種測(cè)量同軸度裝備(一種同軸度測(cè)量?jī)x。公開(kāi)號(hào)：CN202024752U)。該裝置包括設(shè)置在儀器主體上的一對(duì)由同步機(jī)構(gòu)同步控制轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)主軸，該傳動(dòng)主軸內(nèi)端分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有測(cè)量頭和定位基準(zhǔn)面；所述的測(cè)量頭之間位置上方具有傳感器測(cè)頭。它主要解決現(xiàn)有精密零件的同軸度、跳動(dòng)的測(cè)量。該方法存在的問(wèn)題在于：僅僅測(cè)量被測(cè)件的同軸度，并沒(méi)有解決轉(zhuǎn)子裝配后同軸度差的問(wèn)題。

沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司提出一種間隙測(cè)量方法(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉尖徑向間隙非接觸式測(cè)量方法。公開(kāi)號(hào)：CN102175135A)。該方法采用電容法測(cè)量技術(shù)，測(cè)量步驟如下，首先組裝測(cè)量系統(tǒng)、標(biāo)定傳感器，確定葉尖徑向間隙與電壓之間的關(guān)系，再將傳感器固定在葉片上，最后測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉尖徑向間隙。該方法存在的問(wèn)題在于：沒(méi)有考慮轉(zhuǎn)子裝配過(guò)程中軸向安裝面對(duì)轉(zhuǎn)子裝配后的影響。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的測(cè)試對(duì)象是渦輪靜子和轉(zhuǎn)子，在部件加工精度滿足要求的條件下，最終檢驗(yàn)靠安裝配合后的狀態(tài)決定，評(píng)定的指標(biāo)主要是裝配后轉(zhuǎn)子的同軸度參數(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生高壓，它的轉(zhuǎn)子由多個(gè)組合在一起的單部件組成，每個(gè)部件的回轉(zhuǎn)軸與整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的軸線重合時(shí)最為理想。高性能發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的高速旋轉(zhuǎn)速度大于10000rpm，單部件軸向或徑向偏擺必然會(huì)造成渦輪盤中心偏離發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線，在這樣的條件下會(huì)產(chǎn)生非常大的離心力，造成轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的不平衡，造成發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)，因而保證各部件裝配后的同軸度是安裝的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

一個(gè)未使用同軸度優(yōu)化方法的模型裝配，各個(gè)部件的軸向和徑向由于加工精度限制存在跳動(dòng)、偏心、傾斜等誤差。如果直接隨機(jī)地進(jìn)行裝配，就可能形成類似于“香蕉”的彎曲情況，即上面部件累積了下面各個(gè)部件的偏心或傾斜誤差，造成裝配后整體的偏擺和傾斜巨大，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子同軸度非常差，難于滿足使用要求。