具有順應結構的高壓轉子臥式智能化裝配裝備的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種發(fā)動機領域的裝置，具體是一種用于大型航空發(fā)動機的帶順應結構的高壓轉子臥式智能化裝配裝備。
【背景技術】
[0002]當前我國大型航空發(fā)動機高壓轉子裝配過程中，仍大量采用手工借助吊車完成轉子的調姿和定位，很容易造成磕碰和卡滯，效率低，工人的操作經(jīng)驗是影響裝配質量的關鍵因素。而隨著高性能發(fā)動機的研發(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，針對這一重大問題，研制一套智能化裝配裝備來完成發(fā)動機的高壓轉子的裝配任務，在提高裝配質量的同時提高生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。
[0003]經(jīng)對現(xiàn)有技術的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利文獻號CN103899367A，公開日2014-07-02，公開了一種航空發(fā)動機轉子堆疊裝配方法與裝置，其測量方法與裝置是基于氣浮回轉軸系確定回轉基準；依據(jù)光電編碼器確定轉臺的角度定位；基于四測頭測量裝置，提取轉子徑向裝配面的徑向誤差和軸向裝配面的傾斜誤差，得到該轉子對裝配后轉子同軸度的影響權值；分別測量裝配所需的全部轉子，得到各轉子對裝配后轉子同軸度的影響權值；將各轉子的權值進行矢量優(yōu)化，得到各轉子的裝配角度。但是此種裝配方法需要測量的參數(shù)眾多，過程繁雜，裝配效率相對較低，不適合大型航空發(fā)動機的高效生產(chǎn)。
[0004]經(jīng)過對現(xiàn)有技術的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利文獻號CN103291493，公開日2013-09-11，公開了一種運動解耦的軸對稱矢量噴管調節(jié)機構，包括:以機匣作為靜平臺F，以調節(jié)環(huán)作為動平臺M0以及兩端分別與調節(jié)環(huán)和機匣相連的第一、二、三被動支路和第四、五、六主動支路；第一、二被動支路包括:依次串聯(lián)的萬向副、下轉動副、上轉動副。第三被動支路包括:依次串聯(lián)的上、下轉動副以及萬向副；第四、五、六主動支路包括:依次串聯(lián)的下球鉸畐O、移動副以及上球鉸副。但該技術的不足之處在于該機構只能實現(xiàn)一移動兩轉動的三個自由度運動，不能滿足大型航空發(fā)動機高壓轉子臥式裝配五個自由度運動的需求，不能應用于高壓轉子臥式智能化裝配。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，提供一種具有順應結構的高壓轉子臥式智能化裝配裝備，該智能化裝配裝備能夠根據(jù)轉子受到安裝孔施加給轉子軸的力和力矩的作用，迫使裝備中的五自由度遠中心順應機構產(chǎn)生平動及轉動，使得轉子受到的力和力矩降至裝配工藝允許值以內，繼續(xù)控制三垂直坐標軸移動平臺沿X軸負方向運動，如此反復完成這一級轉子的裝配。本發(fā)明布置緊湊、控制方式簡單、操作精度高、裝配效率高，能夠提高發(fā)動機的生產(chǎn)效率及裝配質量。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括:三垂直坐標軸移動平臺、五自由度遠中心順應機構、轉子夾具、配重模塊和轉子支撐固定工裝，其中:五自由度遠中心順應機構的一端與三垂直坐標軸移動平臺相連，另一端與轉子夾具相連，用于控制待裝配的轉子的空間移動以實現(xiàn)轉子的裝配的五自由度遠中心順應機構依據(jù)待裝配的轉子受到的力或力矩產(chǎn)生平動或轉動，用于平衡轉子以及轉子夾具的重量的配重模塊設置于三垂直坐標軸移動平臺上并實現(xiàn)轉子的軸線與空間X軸平行，用于固定已堆疊裝配完成轉子的轉子支撐固定工裝與轉子夾具平行設置。
[0007]所述的五自由度遠中心順應機構包括:外部環(huán)繞式靜平臺、內部頂端動平臺、三根水平彈性體支鏈、三根斜置彈性體支鏈和內部底端動平臺，其中:設置于外圍的三根水平彈性體支鏈的兩端分別與外部環(huán)繞式靜平臺和內部頂端動平臺固定連接，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部頂端動平臺和內部底端動平臺固定連接，圓周向相互呈120°均勾分布。
[0008]所述的內部頂端動平臺位于外部環(huán)繞式靜平臺的頂面下方，內部底端動平臺與外部環(huán)繞式靜平臺的底部端面相平行，內部頂端動平臺的外形直徑大于內部底端動平臺的外形直徑。
[0009]所述的斜置彈性體支鏈與內部頂端動平臺和內部底端動平臺的夾角為75°。
[0010]所述的三垂直坐標軸移動平臺包括:由下而上依次設置的X軸移動基座、Y軸移動基座、Z軸移動基座和運動平臺，其中:運動平臺與Z軸移動基座滑動連接，Z軸移動基座與Y軸移動基座滑動連接，Y軸移動基座與X軸移動基座滑動連接。
[0011]所述的X軸移動基座、Y軸移動基座、Z軸移動基座以及運動平臺之間的三處滑動連接均相同，分別由移動驅動組件實現(xiàn)移動，X軸移動基座和Y軸移動基座的滑動連接為例，所述的Y軸移動基座與X軸移動基座的移動驅動組件包括:設置于X軸移動基座上的兩組平行的導軌組以及設置于各組導軌組上的滾珠絲杠，導軌組和滾珠絲杠的運動部分與Y軸移動基座相連，固定部分與X軸移動基座相連。
[0012]所述的轉子夾具包括:整體三爪卡盤式夾具，該整體三爪卡盤式夾具固定設置于五自由度遠中心順應機構的內部底端動平臺上，且實現(xiàn)轉子的裝夾，使得轉子安裝軸沿著空間X軸負向。
[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:滑輪支撐架固定設置于Z軸移動基座的頂端，配重塊由滑輪和非彈性繩索與轉子夾具相連，用于平衡轉子以及轉子夾具的重量，使得轉子的軸線與空間X軸平行。
[0014]所述的轉子支撐固定工裝包括:支撐架，該支撐架固定于X軸移動基座上用于支撐固定已堆疊裝配完成轉子。
技術效果
[0015]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明將快速精確移動技術和遠中心順應機構被動運動結合起來，通過兩者的統(tǒng)一協(xié)調運動，使得轉子安裝軸能夠快速、準確安裝進安裝孔中，不僅提高了裝配的效率，使轉子受到的外力更小，減小了變形，提高了裝配精度，延長了使用壽命，同時，設備的控制系統(tǒng)簡單，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為五自由度遠中心順應機構的結構示意圖；
[0021]圖6為五自由度遠中心順應機構的受力平動示意圖；
[0022]圖7為五自由度遠中心順應機構的受力矩轉動示意圖；
[0023]圖8為移動驅動組件示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
實施例1
[0025]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本實施例包括:三垂直坐標軸移動平臺a、五自由度遠中心順應機構b、轉子夾具C、配重模塊d及轉子支撐固定工裝e，其中:五自由度遠中心順應機構b固定設置于三垂直坐標軸移動平臺a上，五自由度遠中心順應機構b依據(jù)待裝配的轉子14受到的力或力矩產(chǎn)生平動或轉動，用于控制待裝配的轉子14的空間移動以實現(xiàn)轉子14的裝配；轉子夾具c固定設置于五自由度遠中心順應機構b的內部底端動平臺上；配重模塊d的繩索滑輪機構設置于三垂直坐標軸移動平臺a上，用于平衡待裝配的轉子14以及轉子夾具c的重量，使得轉子14的軸線與X軸平行；已堆疊裝配完成轉子19固定于轉子支撐固定工裝e上。
[0026]在本實施例中，所述的三垂直坐標軸移動平臺a包括:X軸移動基座1、Y軸移動基座2、Ζ軸移動基座3、運動平臺4。其中:運動平臺4與Z軸移動基座3滑動連接，Z軸移動基座3與Y軸移動基座2滑動連接，Y軸移動基座2與X軸移動基座I滑動連接。
[0027]如圖1、圖2和圖5所示，本實施例中五自由度遠中心順應機構b包括:外部環(huán)繞式靜平臺8、三根水平彈性體支鏈10、三根斜置彈性體支鏈11、內部頂端動平臺9、內部下端動平臺12，其中:設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8