[發明專利]一種航空發動機低壓渦輪軸-盤組件的裝配裝置

有效

• 申請號: 201711204337.4
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN108032078B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 高航;周天一
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B23P19/10
• 分類號: B23P19/10;B23P19/06
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李洪福

本發明公開了一種航空發動機低壓渦輪軸?盤組件的裝配裝置，包括渦輪夾具、渦輪軸調姿對接系統、轉位式擰緊系統和床身。所述的渦輪夾具實現渦輪單元體的軸線水平安裝；所述的渦輪軸調姿對接系統實現渦輪軸相對連接盤的接觸端面平行校準運動和同心校準運動，并實現渦輪軸相對連接盤的進給對接運動；所述的轉位式擰緊系統實現擰緊軸轉位至對應圓周分布螺栓的擰緊工位。本發明采用低壓渦輪軸?盤軸線水平的安裝方式，實現渦輪軸相對連接盤的對心定位校準和端面正確緊密貼合，提高對接裝配精度。本發明采用轉位式擰緊系統，應用擰緊軸可有效控制螺栓預緊力偏差，確保擰緊質量；采用龍門式移動臺，解決了擰緊系統進給過程中運動干涉問題。

技術領域

本發明屬于自動化裝配技術領域，特別涉及一種航空發動機低壓渦輪軸-盤組件的裝配裝置。

背景技術

在航空發動機中，低壓渦輪軸通過前端法蘭結構與低壓渦輪單元體端部連接盤相裝配，實現低壓渦輪轉子的動力傳遞。由于低壓渦輪轉子所受外載大，軸-盤組件承受高達數十噸的軸向力和數萬牛米的傳動扭矩，而其連接部分屬于截面突變關鍵易損位置，因此軸-盤組件的裝配性能是發動機運行可靠性的重要影響因素。

在低壓渦輪軸-盤組件裝配過程中，低壓渦輪軸-盤需進行相對位姿調整和校準，二者對正后沿軸向進行對接配合，最終通過周向均布螺栓擰緊方式進行緊固。目前國內主要采用夾具、吊具、運動輔具和手持工具等簡單機械機構，配合人工操作的方式進行裝配作業，主要應用設備及裝配過程如下：通過夾具將體積重量較大的低壓渦輪單元體進行軸線沿豎直方向的立式安裝，采用吊具裝運的方式將渦輪軸移動至對中位置，在豎直方向上完成相對連接盤的對接，應用力矩扳手等擰緊器具對沿軸線圓周均布的螺栓組進行擰緊。上述裝配過程中大量依靠人工作業方法，未使用自動化專用裝配裝置，存在以下不足：(1)組件對接精度低：長度為約2m規格的渦輪軸軸向尺寸過大，利用吊具吊裝的形式造成其微距位移對準困難，影響組件對心精度；處于立式的渦輪軸難以通過機械機構實現其姿態調整，無法實現適應配對接觸面型面誤差的柔性裝配要求，難以保證連接接觸面正確緊密貼合；(2)手工操作力矩扳手方式擰緊質量不穩定，螺栓預緊力偏差高至25％-50％，導致工況下薄弱連接部位螺栓易松脫；應用數控擰緊軸可有效控制預緊力偏差至10％以下，但因擰緊作業空間限制，擰緊軸軸向進給機構易與吊具、夾具等結構發生干涉，而應用機械臂作為擰緊軸側向進給機構的方式存在成本高、剛度低和效率低等問題；(3)現有裝配設備大量依賴人工操作，作業效率低，裝配一致性差；應用現有設備的立式裝配方式導致工人觀察和操作困難，對工人技能要求高，勞動強度大。

發明內容

為解決上述現有技術存在的問題，本發明提供一種航空發動機低壓渦輪軸-盤組件的裝配裝置，滿足渦輪軸-盤組件高精度對接和螺栓一致性擰緊要求，具有工作效率高和操作方便的特點，實現航空發動機低壓渦輪軸-盤高性能裝配。

本發明的技術方案是：一種航空發動機低壓渦輪軸-盤組件的裝配裝置，包括渦輪夾具、渦輪軸調姿對接系統、轉位式擰緊系統和床身。

所述的渦輪夾具位于床身端部，實現渦輪單元體的軸線為水平方向的固定安裝。