CN108350756B - 发动机组装支架 - Google Patents

Abstract

组装支架包括两个平行立柱(1)，连接立柱顶部并可竖直移动的水平梁(6)，以及摆动托盘(17)，所述摆动托盘(17)沿可移动的梁在侧向方向上移动且进一步适用于围绕主轴线转动安装在其上的发动机(M)。升降绞辘(10)设有提升负载传感器以记录发动机(M)的总重量。该设备有利地包括轨迹计算装置，该装置整合由提升重量引起的结构变形，以便校正模块的对接轨迹并确保其最高精度。

Description

发动机组装支架

说明书

技术领域

本发明的主题是一种用于组装发动机的支架，其更精确地设计用于诸如飞机涡轮机的大型旋转形发动机，不排除其他应用。

背景技术

这种发动机由多个庞大和沉重的模块组成，模块必须彼此组装。模块到达托架上的组装位置，被提起并相互固定以进行组装。由于模块的某些部件的脆性，因此需要大的定位精度以及谨慎的处理。这在大量的和重型的零件上很难制造。现有的组装支架在这方面显得有些不足。文献FR2952842A中描述了一个实施例。并入车辆组装线的支架是WO2005/014377的主题。

定位不准确来自几个原因。一旦提升模块，模块首先会发生振荡。然后它们的重量会以显著的方式变形，当支架支撑它们时，这使得模块固定位置不可预测。

已知支架的其他缺点涉及进入模块的困难，一旦将模块安装到支架上从底部或者在其外围的一些位置处很难进入。

发明内容

因此，本发明的基本目的是提供一种支架，其提供模块固定的正确操作所必需的精确度和位置重复性。与前一个相关的另一个目的是将已经安装在支架上的模块精确地放置在不同的位置或以不同的方向定向，以便根据组装阶段和待组装的发动机版本在不同的条件下进行连续的组装。

在一般形式下，本发明涉及一种用于组装发动机的支架，该支架包括：水平梁；两个立柱；两个引导和升降装置，每个引导和升降装置将梁的一端连接到立柱之一；放置在梁上并可沿该梁移动的托架；悬挂在托架上的摆动托盘；用于使摆动托盘围绕将摆动托盘连接到托架的竖直轴转动的装置，摆动托盘包括用于紧固发动机的摇架。

这种装置的组合使得刚刚讨论的质量和优点在很大程度上得以实现。安装在摇架上的模块可以水平和竖直方向定位和移动。使用如下的梁有助于模块适当的相对定位，绞辘支撑在所述梁上以及支撑摆动托盘的可移动的托架在所述梁上滑动。立柱和梁可以设计得非常坚硬并且因此受到少量变形，并且它们的内聚力使得这些变形可以在相同的提升负载下预测和再现，这可以被利用，将在后面详细描述。并且摇架包括连接到竖直轴的第一部分，承载发动机紧固装置的第二部分，以及用于沿着第一部分移动第二部分的装置，第二部分由第一部分支撑，第一部分和第二部分呈弧形。实现大的位置自由度，发动机角度位置因此可以随意调整。

根据改进，托架包括连接到梁的第一部分和连接到竖直轴的第二部分，以及用于在垂直于梁的水平方向上相对于第一部分移动第二部分的装置。安装到摇架上的模块可以因此侧向移动，这进一步改善了定位自由度。

通过在设备上增加一个有意义的改进，一个有利地是两个放置在梁上并可沿着梁移动的升降绞辘。绞辘为另一个模块(或连接到其上的任何装备)提供了相同的运动可能性，这使模块可以彼此靠近并保持在适定的位置。安全因此得到促进。因此，建议绞辘携带传感器来检测它们提升的负载重量，有利地是三轴提升负载重量传感器。因此，这种重量的认识使得支撑件的变形并且因此运动应该被开始评估，以实现模块的精确固定。此外，下面的水平力显示了固定应变力的存在和大小。

如果移动装置连接支架的相互可移动的部分并且在它们连接的两个部件之间包括具有无间隙(play)地安装的预应力中间滚动元件的导向装置，则实现了提高待组装的模块的固定的精度和可靠性的另一种手段。

通过增加接合梁来将立柱彼此连接，增加了支架的刚性，接合梁包括具有交叉方向的斜梁。

由此可以通过与支架相关联的数字设备以几乎自动的方式有利地实现固定，该数字设备可以被设计成通过移动支架部件来以高精度向固定件施加必要的运动。该设备包括用于基于由绞辘提升并由摇架支撑的负载的重量自动校正移动的数字装置。事实上，负载的认识以及适当的变形重复性使得它们能够被计算。

特别是如果用于移动支架元件的装置在其连接的两个部件之间包括具有无间隙地安装的预应力中间滚动元件的导向装置，则确保变形可重复性。

附图说明

现在将通过下面的附图更详细地描述本发明的不同方面、特征和优点，包括上面已经指出的那些和其他的方面，这些附图代表本发明的特定实施方式，用于说明的目的：

-图1是支架的整体视图；

-图2示出了承载组装好的模块的可移动托架；

-图3是摆动托盘的整体视图；

-图4示出了用于支撑模块的主摇架；

-图5示出了模块紧固设备；

-图6以剖视图的方式表示主摇架的机构；

-图7是摆动托盘的另一视图；

-图8示出了辅助摇架；

-图9示出了调节圆柱体；

-图10示出了主升降绞辘；

-图11示出了所述绞辘的底部；

-图12示出了辅助绞辘；

-图13示出了将水平梁安装到支架上；

-以及图14则代表支架控制设备。

具体实施方式

首先参照图1。该支架包括两个类似的立柱1，平行且基本上竖直，每个立柱包括上升部2，上升部2从固定在地面上的框架上的脚3竖立起来，远离纵向梁6倾斜，用于支撑发动机M，其将在后面描述，在上升方向，在其高度的至少一部分上；上升部2还具有弯曲部分，其凹面4指向组装到支架上的发动机M，并具有上拱形弯曲部5，上拱形弯曲部5在上升部2和用于连接水平梁6的竖直面承载装置之间延伸。该立柱1形状被称为天鹅颈形状，具有令人愉快的外观，同时提供简化的悬臂，适当的刚性和小的覆盖面积，这为围绕发动机工作和从各个地方带来要安装的装备和模块提供了很大的自由度。支架的刚性通过连接它们之间的立柱1的条7而增加，并且其中一些标记8彼此交叉并且另一方面在交叉点59处彼此连接，因此强烈地抵抗沿水平梁6的延伸方向(所示参考框架的轴X)的立柱1的各种挠曲(对称和非对称)的模式。另一方面，立柱1相对于参考框架的另外两个Y轴和Z轴的平面中的挠曲是特别刚性的。

借助于升降设备9，水平梁6可竖直平移(轴Z)，升降设备9将其每个端部分别连接到立柱1的上部5。这些升降设备9也将在后面描述。

水平梁6承载两个绞辘10和11以及托架12。绞辘10和11旨在提升组装发动机所必需的装备的各部分。首先，描述托架12，其旨在支撑安装在支架上的发动机M，同样关于图2和3。托架12可在水平梁6的下轨道13上移动，该轨道沿其主延伸方向(X)延伸。它包括直接铺设在下轨道13上的下工作台(table)14和铺设在下工作台14上并可相对于下工作台14在垂直方向(Y)上水平移动的上工作台15。上工作台15承载旋转的竖直轴16，该竖直轴16延伸到水平梁6下方并且绕着垂直轴Z旋转称为摆动托盘17的部件。摆动托盘17承载有主摇架18和辅助摇架19，发动机M被固定到辅助摇架19。

现在给出主摇架18的描述。如图4所示，其包括在摆动托盘17下方延伸并且具有弧形形状的第一部分20，以及也是弧形的第二部分21，该第二部分21包括在前一个中并且可以围绕平行于轴X的轴线自身枢转，并且所述轴线与处于安装状态的发动机M的轴线重合，这使得能够改变第二部分侧倾以及能够改变悬挂于其上的发动机M的侧倾。第二部分21支撑到用于将发动机M固定在其端部的设备22，如图5所示。它们包括：用螺栓固定在第二部分21上的上盖23，具有螺栓25的下卡钳24，以及杆26；螺栓25是用于附接未示出的发动机M的接收和固定点；下卡钳24悬挂在杆26上，并且杆26的上端保持在上盖23中。借助于该设备，发动机M的过度下降，例如，在安装后将其放置在托架上，不会造成损坏，因为当放置发动机M时，杆26将在上盖23中抬起，并且它们将吸收升降设备9的过度冲击。

图6示出了第二部分21如何由第一部分20保持。后者设有两对辊子弯曲排，全部以圆弧形围绕同一中心轴线，一侧包括一排槽纹偏心辊27和一排槽纹同心辊28，另一侧包括一对直偏心辊29和一排直同心辊30。辊27、28和29、30夹在第一部分20的侧面20a或20b与侧面21a或21b之间，侧面21a和21b平行于第二部分21。它们的旋转轴31安装在第一部件20的侧面20a和20b上。第二部分21由圆弧形的第一导轨32精确地支承，该第一导轨32固定在第二部分21的一个侧面21a上并保持在槽纹辊27和28之间；以及第二导轨33与第一导轨32相对，固定在第二部分21的另一个侧面21b上并且保持在直线辊29和30之间。该组装由轻微的预应力保证完成，该预应力消除了间隙并因此确保了第二部分21相对于第一部分20的大的位置精度以及强加于此的运动；正如将会看到的那样，在支架的相互可移动的部件之间通常使用传动元件的无间隙的这种组装，以实现相同的优点。第二部分21的侧面位置由第一导轨32的一半厚度处的突出形状支撑，这使得它能够完美地配合辊27和28的槽的部分。第二导轨33是平坦的。另一方面，弯曲齿条34固定在侧面21a上，并通过固定在第一部分20上的发动机36与小齿轮35啮合。借助于这种布置，第二部分21在第一部分20上的旋转变得可能。运动幅度可以为+/-70°以便将安装在支架上的发动机M旋转，并将其所有部件放置在一个高度或方向上，便于手动组装操作。

参考图7和8。辅助摇架19包括一对悬挂在摆动托盘17上的刚性臂37，悬挂在臂37上的第一部分38，以及在第一部分38上滑动的第二部分39。两个部分38和39是弧形的(然而第一部分可以是短的)，并且具有与主摇架18的部分20和21相同的旋转运动。另一方面，弧形的所有这些部分20、21和38、39同轴。第二部分39的端部承载任何性质的用于固定发动机M的设备40(此处示出了设有用于插入紧固螺栓的孔的凸耳)，并且第二部分39通过轨道41悬挂到第一部分38，轨道41在其一侧上具有可以与图6的第一轨道32的横截面相同的横截面，并且由位于第一部分38中的带有循环球的引导弯曲系统保持。然而，由于辅助摇架19承受的发动机M的重量导致的应力较小，所以导向设备更简单，因此在角度方向上较少延伸。不存在驱动马达，第二部分39跟随由主摇架18的第二部分21施加的旋转运动。

摆动托盘17还包括拉伸螺钉42，拉伸螺钉42在摇架18和19之间组装时也可以支撑发动机M。拉伸螺钉42由具有可调节长度的拉杆组成，其通过滑动托架44可以沿摆动托盘17的纵向方向移动，拉伸螺钉42朝向托架44悬挂在导轨43上。

机电圆柱体45布置在摆动托盘17下方(图9)，以便通过在轴X上行进的运动，通过围绕横向轴Y摆动而将其附接到发动机M并且改变其间距。因此，发动机M的姿态通过使其旋转轴水平得以恢复。这些机电圆柱体45中的两个在摆动托盘17的中心的任一侧上以平行的移动方向布置。

现在将结合图10和11进行主绞辘10的大体描述。它安装在可移动托架46上，移动托架46在水平梁6的上轨道47上滑动。它包括穿过水平梁6的竖直管48，在其下面延伸并在其下端包括吊钩49，吊钩49通过包括三轴应变传感器50的中间部分悬挂到刚性管48上。辅助绞辘11还包括位于同一上轨道47上的可移动托架51和链条52，链条52可以可变长度在可移动托架49下展开(图12)。

再次参考图2。如果在支架的通常状态下，绞辘10和11位于可移动托架12和摆动托盘17的任一侧，则不会施加这种状态，因为托架12在下轨道13上滑动，下轨道13清楚地位于上轨道47的下方。通过升起竖直管48并缠绕链条52，可以使绞辘10和11在可移动托架上方通过，以将它们两者都放置在摆动托盘17的任何一侧。因此，可以使它们在刚性臂37之间下降。

现在将给出一些技术细节。

图13示出了水平梁6悬挂到可沿着竖直滑动件54移动的托架53，每个竖直滑动件54包括设置在立柱1的平坦表面上的一对平行导轨。托架53通过插入未示出的常规再循环球系统而保持在一对导轨之间。该设备进一步包括设置在每对导轨之间的蜗杆55，由固定在相应立柱1的顶部的发动机56驱动，并且其旋转升高或降低固定在托架53上的螺母。托架53的球状引导件可以是预应力的并且因此无间隙(play)，并且发动机56通过配备有制动器的绝对编码主从式变速器彼此同步。因此，该设备由于不存在间隙而能够控制水平梁6的高精度移动，由于蜗杆和螺母之间的移动不可逆性而具有很大的安全性，并且梁保持水平，这归功于发动机56的同步。

摆动托盘17沿两个方向的水平运动通过类似的导向装置来确保，所述导向装置一方面将下工作台14连接到水平梁6并且另一方面将下工作台14连接到上工作台15，并且其包括工作台14和15通过预应力中间球在其上滑动的滑块，仍然确保组装在任何时候无间隙和高位置精度。运动可以通过齿轮齿条机构或滚珠丝杠保证。竖直轴16可以通过预加载的交叉滚柱轴承安装到上工作台15上。机电圆柱体45通过轴颈70固定在盖69上，并且通过传动带系统无间隙地和滚珠丝杠配置。它们通过具有预应力球托架的导轨71固定在滑块70中的摆动托盘17上，这确保在负载下不存在明显的变形。

绞辘10的竖直管48通过类似于图13中描述的水平梁6的升降系统9的机构在可移动托架46上移动。升降机被安装到可移动的托架46，然而驱动旋转螺母，并且竖直管48承载固定螺钉和引导系统的滑块，滑块在可移动托架46中滑动。

绞辘10和11的平移通过无间隙的导向系统进一步进行，并且通过齿轮齿条系统确保移动。

无间隙的导向机构和发动机驱动系统的连接可以非常精确地驱动，由于传动器也无间隙和高齿轮比减速器，使得发动机M的模块能够放置在明确限定的位置并且因此其固定到得到保证。此外，三轴传感器50测量通过绞辘10连续提升并彼此组装的负载的重量，以逐步形成发动机M.

图14示意性地并且综合地示出支架控制。传感器60包括三轴传感器50和用于不同机械组装的位置传感器，提供其指示给控制系统61；作为三轴传感器50的测量值的这些指示中的一些还出现在显示器62上，显示器62设置在支架的不同位置处，以便保持操作者可见。

由于已知提升的重量和不同元件的位置，控制系统61计算支架的不同元件的变形64。它可以利用预先进行的校准测量，例如借助于激光器，并且存储在库63中。因此，从中推导出对元件施加的轨迹校正，特别是对于绞辘10和11的提升的轨迹，以高度精确地控制模块的固定。基于正在计算的变形校正的轨迹，控制系统61作用在发动机65上以控制纵向宛延(securement)轨迹，并通过添加到发动机的速度变速器66沿着轨迹施加速度功能。然而，操作员(由标记67表示)保持运动的主动性，并且可以基于读取显示器62，通过作用在发动机65和速度变速器66上，对轨迹施加手动校正。

组装顺序可以包括以下步骤。放置在可移动托架上的发动机M的第一模块被带到摆动托盘17的下方。然后降低并旋转，直到主摇架18被放置在适当的高度和适当的方向。摆动托盘17的水平运动将紧固设备22放置在设置在模块上的相应装置的前面，然后进行紧固。模块被提升并且以合适的方向被更换以接收其他模块，通过移动主绞辘10到上轨道上，这些模块这时通过主绞辘10被提升并且被推进到摆动托盘17。当大量模块已经安装到主摇架18上并且当进一步的支撑变得优选时，辅助摇架19可以被开启。这可以通过将另一个模块固定到辅助摇架上并且移动辅助摇架来将该模块连接到发动机M上，或者通过将已经由主摇架18支撑的发动机M紧固到辅助摇架上来实现。当主模块已经通过主绞辘10和可能的辅助绞辘11安装，发动机M的装备的辅助件(泵、电动机、软管等)可以手动放置。然后发动机M可以自由地移动到每个操作的最方便的位置、高度和方向；使其围绕其轴线旋转的可能性也使其所有发电机能够放置在适合组装的合适高度。

Claims (13)

1.一种用于组装发动机(M)的组装支架，该支架包括：水平梁(6)；两个竖直立柱(1)；两个引导和升降装置(9)，每个引导和升降装置(9)将水平梁(6)的一端连接到立柱(1)之一；放置在水平梁上并可沿该水平梁移动的托架(12)；悬挂在托架上的摆动托盘(17)；以及用于使摆动托盘围绕将摆动托盘连接到托架的竖直轴(16)转动的装置，摆动托盘包括用于紧固发动机的摇架(18)，其特征在于，摇架(18)包括连接到竖直轴(16)的第一部分(20)，承载用于紧固发动机(M)的紧固设备(22)的第二部分(21)，以及用于沿着第一部分绕水平轴线滑动地枢转第二部分的装置，第二部分由第一部分支撑，第一部分和第二部分呈弧形。

2.根据权利要求1所述的组装支架，其特征在于，所述摆动托盘包括辅助摇架(19)，所述辅助摇架包括悬挂到摆动托盘的第一部分(38)，承载用于紧固发动机(M)的装置(40)的第二部分(41)，第二部分由第一部分支撑，第一部分和第二部分呈弧形，第二部分沿第一部分自由滑动，摇架和辅助摇架的弧形同轴。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的组装支架，其特征在于，所述组装支架包括至少一个放置在水平梁上并可沿该水平梁移动的升降绞辘(10)。

4.根据权利要求3所述的组装支架，其特征在于，绞辘(10)承载提升负载传感器(50)。

5.根据权利要求4所述的组装支架，其特征在于，提升负载传感器(50)是三轴提升负载传感器。

6.根据权利要求3所述的组装支架，其特征在于，绞辘(10)可在水平梁的轨道(47)上移动，所述轨道叠置着水平梁的另一轨道(13)，托架(12)在该另一轨道(13)上是可移动的，并且绞辘能够提升到上水平面，在该上水平面上，绞辘延伸完全高于可移动托架和摆动托盘的顶部。

7.根据权利要求1或2所述的组装支架，其特征在于，所述托架包括连接至水平梁(6)的第一部分(14)和连接至竖直轴(16)的第二部分(15)，以及用于以垂直于水平梁的水平方向相对于第一部分移动第二部分的装置。

8.根据权利要求1或2所述的组装支架，其特征在于，发动机(M)通过包括自由竖直间隙的紧固设备(22)固定到摇架(18)。

9.根据权利要求1或2所述的组装支架，其特征在于，所述组装支架包括将立柱彼此连接的接合梁(7)，该接合梁包括具有交叉方向的斜梁(8)。

10.根据权利要求1或2所述的组装支架，其特征在于，立柱包括上升部(2)和拱顶弯曲顶部(5)，所述上升部(2)在上升方向上远离水平梁倾斜，所述拱顶弯曲顶部(5)连接上升部到水平梁。

11.根据权利要求1或2所述的组装支架，其特征在于，所述组装支架包括用于控制支架部件的移动的控制设备(61)，该控制设备包括用于基于由摇架(18)支撑的重量自动校正移动的数字装置。

12.根据权利要求11所述的组装支架，其特征在于，该控制设备包括用于基于由绞辘(10)提升的重量自动校正移动的数字装置。

13.根据权利要求1或2所述的组装支架，其特征在于，所述组装支架包括提升或支撑重量显示器(62)。

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