[發明專利]低壓渦輪單元體智能裝配平臺

有效

• 申請號: 201710475141.2
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN109093379B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 項宏偉;葉代勇;梁霄;周爍;李華山
• 申請（專利權）人: 中國航發上海商用航空發動機制造有限責任公司;上海鈞工智能技術有限公司
• 主分類號: B23P21/00
• 分類號: B23P21/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陳亮

本發明提供了一種低壓渦輪單元體智能裝配平臺，用于航空發動機整機裝配，其包括：底座、風扇核心機姿態調節系統和低壓渦輪單元體位置調節系統；所述風扇核心機姿態調節系統固定在所述底座的一端，在所述風扇核心機姿態調節系統上安裝有所述風扇核心機；所述低壓渦輪單元體位置調節系統固定在所述底座的另一端，在所述低壓渦輪單元體位置調節系統上安裝有所述低壓渦輪單元體；所述低壓渦輪單元體與所述風扇核心機連接，所述低壓渦輪單元體具有四個運動自由度，所述風扇核心機具有兩個運動自由度。本發明能夠提高裝配精度、降低零件損傷、提高裝配效率且降低裝配勞動量。

技術領域

本發明涉及航空發動機裝配領域，特別涉及一種低壓渦輪單元體智能裝配平臺。

背景技術

民用渦扇航空發動機主要結構包括風扇單元體、核心機單元體和低壓渦輪單元體，具有結構復雜、尺寸大、精度高、重量大等特點。其中，低壓渦輪單元體包括低壓渦輪軸、低壓渦輪轉子和低壓渦輪機匣等，重量集中于后端，即低壓渦輪轉子/機匣端。民用渦扇航空發動機整機裝配過程中低壓渦輪單元體的安裝屬于深孔裝配，裝配難度大。

某新型民用渦扇航空發動機的低壓渦輪軸長度1900mm，重量800kg，其前端與風扇軸采用花鍵連接，位于發動機內部，雙短止口配合，止口間的配合分別為間隙0-0.067mm、間隙0-0.057mm；低壓渦輪機匣與級間機匣連接，采用短止口定心，止口的配合要求為間隙0.005mm-過盈0.3mm，通過108個螺栓連接固定；低壓渦輪軸后側封嚴篦齒與NO.4支點后密封靜止件封嚴間隙為0.2mm-0.276mm,低壓渦輪轉子前封嚴篦齒與級間機匣封嚴組件配合間隙為0.2mm-0.28mm。

該發動機整機裝配中低壓渦輪安裝要求：首先，需要同時保證低壓渦輪軸前端與風扇軸配合止口對正，低壓渦輪機匣與級間機匣配合止口對正，低壓渦輪軸、低壓渦輪轉子兩處封嚴配合處對正，才能滿足風扇核心機組合件與低壓渦輪單元體的定心要求；其次，需對正低壓渦輪機匣與級間機匣安裝邊螺紋連接孔位，低壓渦輪軸與風扇軸花鍵角度，才能滿足低壓渦輪單元體安裝周向定位要求。只有滿足以上要求才可實現低壓渦輪單元體的安裝。

目前，整機裝配中低壓渦輪安裝由操作人員使用吊車和專用工裝完成，由于低壓渦輪單元體與風扇核心機組合件的各處配合面位于發動機內部，無法觀測。同時滿足以上裝配要求極其困難，通常依靠操作人員的直觀感受和經驗。此外，由于低壓渦輪單元體軸向尺寸長，后端發生微小變化在低壓渦輪軸前端都會被放大數倍，不僅影響配合止口的對正，也容易造成零件損傷。因此，這種裝配方法難以滿足低壓渦輪高精度裝配需求，裝配效率低，人工勞動量大，且容易損傷零件。

如上所述，現有技術渦扇航空發動機的整機裝配具有如下技術問題：

一、長距離小間隙精確對接：低壓渦輪軸長度達到1900mm，其前端與風扇軸連接，位于發動機內部，雙短止口配合，止口間的配合分別為間隙0-0.067mm、間隙0-0.057mm，低壓渦輪單元體安裝時需解決深度1900mm處兩段配合止口高精度定心需求。

二、多處同時定心：低壓渦輪單元體安裝時需要同時保證低壓渦輪軸前端與風扇軸配合止口對正，低壓渦輪機匣與級間機匣配合止口對正，低壓渦輪軸、低壓渦輪轉子兩處封嚴配合處對正，才能滿足風扇核心機組合件與低壓渦輪單元體的定心要求。

三、套齒角向對正：低壓渦輪軸前端與風扇軸采用花鍵連接，安裝時需對正低壓渦輪軸與風扇軸花鍵套齒角向位置。

四、靜子角向對正：低壓渦輪機匣與級間機匣連接，采用短止口定心，通過108個螺栓連接固定，安裝時需對正低壓渦輪機匣與級間機匣安裝邊螺紋連接孔位。

五、深孔盲裝：低壓渦輪單元體與風扇核心機組合件的各處配合面位于發動機內部，無法觀測。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中渦扇航空發動機難以滿足高精度裝配要求且裝配效率低等缺陷，提供一種低壓渦輪單元體智能裝配平臺。