CN109631806A - 一种面向航空发动机装配同轴度误差在线检测装置 - Google Patents

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肖木峥
金鑫
胡廷智
王世铭
周垚
蒲民
蒲一民
周恺
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Abstract

本发明涉及在线检测技术领域，具体涉及一种在线检测同轴度误差的装置。一种面向航空发动机装配同轴度误差在线检测装置，包括：托盘、CCD、自准直仪、角隅棱镜以及自定心机构；自定心机构包括：力矩电机、正反丝杠及外壳；正反丝杠上套接有定心锥体，外壳设有横向的套筒，套筒内设置有第一钢珠、第二钢珠及定心圆柱；检测时，发动机夹持在托盘上，正反丝杠旋转令第二钢珠从套筒的锥形端口向外探出与发动机待测轴承孔内壁接触，完成定心；角隅棱镜顶点与发动机待测孔轴线重合；自准直仪与CCD设置在角隅棱镜的正上方；自准直仪发出基准激光束，经角隅棱镜反射后，由CCD接收。本发明能够实现涡轮发动机总体装配过程中轴承孔同轴度的在线检测。

Description

一种面向航空发动机装配同轴度误差在线检测装置
技术领域
本发明涉及在线检测技术领域，具体涉及一种在线检测同轴度误差的装置。
背景技术
现代航空飞行器中广泛采用涡轮发动机为内燃机以获取动力，涡轮发动机转静子碰摩、转子不平衡量过大以及支承轴承松动等都是发动机振动的诱发因素。由于发动机机匣同轴度不合格而导致的转静子碰摩，是发动机发生振动故障的一种主要原因。因此同轴度大小是影响发动机质量的一个重要指标，减小同轴度误差可以提高发动机的运行质量。
涡轮发动机的总体装配是产品生产线中的一个重要环节，装配质量的好坏将直接地影响到最终的产品质量和性能。在发动机的装配环节中，传统的人工机械检测方法效率较低，精度也不高，不能满足越来越高的质量要求，而装配过程中同轴度的在线检测更能保证产品的装配质量。
发动机质量要求的不断提高对同轴度测量的要求也越来越高，检测方法的不断改进可以极大地提高检测精度。对于多孔大跨距零件装配同轴度的高精度测量，现有的测量方法需要多次改变测量基准，难以在同一基准的条件下实现精确测量。而且传统的同轴度测量方法测量多孔大跨距同轴度误差时，会存在评价基准选择、大距离量具制造、测试装置安装等实际困难，导致大跨距同轴度误差测量值精度受到影响。而由于定子装配后的待测轴孔位置较深，现有通用检测仪器无法测量装配后的轴孔同轴度，必须在试装后通过固定工装来测量，导致试装耗时长、生产率低。
发明内容
本发明的目的是：为实现涡轮发动机机匣主要支承轴承孔系的同轴度高精度检测，提供一种面向航空发动机装配同轴度误差在线检测装置。
本发明的技术方案是：一种面向航空发动机装配同轴度误差在线检测装置，包括：托盘、CCD、自准直仪、角隅棱镜以及自定心机构；
托盘具有良好的承载能力，在检测过程中为发动机提供一个稳定的装夹环境；
自准直仪用于提供稳定可靠的激光束，作为检测的基准；
角隅棱镜用于反射自准直仪发出的激光束，反映孔心位置；
CCD用于采集角隅棱镜所返射的激光束光学信号，并转换为电信号；
自定心机构包括：力矩电机、正反丝杠以及外壳；正反丝杠设置在外壳内，正反丝杠的底部从外壳穿出并通过波纹管联轴器与力矩电机连接；正反丝杠上套接有定心锥体，定心锥体具有楔形结构的侧壁；外壳设有横向的套筒，套筒设有锥形端口，在锥形端口内设有第二钢珠，套筒内设置有定心圆柱，定心圆柱的一端通过第一钢珠与定心锥体的侧壁接触，定心圆柱的另一端与第二钢珠接触；
角隅棱镜安装在外壳的顶部，托盘设置在角隅棱镜的上方；
检测时，发动机夹持在托盘上，正反丝杠旋转令定心锥体的侧壁推动第一钢珠、定心圆柱，第二钢珠由套筒的锥形端口向外探出与发动机待测轴承孔内壁接触，完成定心；角隅棱镜顶点与发动机待测孔轴线重合；自准直仪与CCD相结合，设置在角隅棱镜的正上方；自准直仪发出基准激光束，经角隅棱镜反射后，由CCD接收。
由CCD接收后经数据处理得出的距离值为基准激光与定心轴线距离的两倍；整合CCD测量数据和孔心高度坐标到同一绝对坐标系中，通过坐标变换、最小二乘拟合的方式可以得出发动机最终的孔系同轴度误差。
进一步的，检测装置还包括：底座、立柱、连接板、水平位移台以及竖直位移台；
底座为整个测量装置的承载基础，立柱与自定心机构安装在底座上；
立柱作为支撑件，与底座连接构成整个装置的基础和框架；立柱的底部设有水平位移台，连接板与滑台连接，滑台通过竖直位移台安装在立柱上；自准直仪与CCD安装在连接板上；
水平位移台与竖直位移台用于调整自准直仪、CCD与待检测发动机的相对位置。
有益效果：本发明能够实现涡轮发动机总体装配过程中轴承孔同轴度的在线检测，通过自定心机构能够实现确定待测孔截面中心和固定的功能，角隅棱镜能够反映待测孔中心，自准直仪与CCD的结合能够准确测量自准直仪出射激光与回射激光的偏移量，通过坐标变换、最小二乘拟合的方式可以得出发动机最终的孔系同轴度误差。本装置整体结构紧凑简明，自定心结构由力矩电机驱动控制，易于操作。
附图说明
图1为本发明实施例2的结构示意图；
图2为本发明实施例2中立柱处的结构示意图；
图3为本发明中自定心机构的结构示意图；
图4为本发明中自定心机构外壳内部的结构示意图；
图中：1-底座、2-立柱、3-连接板、4-托盘、5-CCD、6-自准直仪、7-水平位移台、8-竖直位移台、9-滑台、10-角隅棱镜、11-波纹管联轴器、12-力矩电机、13-正反丝杠、14-外壳、15-定心圆柱、16-第二钢珠、17-套筒、18-第一钢珠、19-定心锥体。
具体实施方式
实施例1：
一种面向航空发动机装配同轴度误差在线检测装置，包括：托盘4、CCD5、自准直仪6、角隅棱镜10以及自定心机构；
托盘4具有良好的承载能力，在检测过程中为发动机提供一个稳定的装夹环境；
自准直仪6用于提供稳定可靠的激光束，作为检测的基准；
角隅棱镜10用于反射自准直仪6发出的激光束，反映孔心位置；
CCD5用于采集角隅棱镜10所返射的激光束光学信号，并转换为电信号；
参见附图3、4，自定心机构包括：力矩电机12、正反丝杠13以及外壳14；正反丝杠13设置在外壳14内，正反丝杠13的底部从外壳14穿出并通过波纹管联轴器11与力矩电机12连接；正反丝杠13上套接有定心锥体19，定心锥体19具有楔形结构的侧壁；外壳14设有横向的套筒17，套筒17设有锥形端口，在锥形端口内设有第二钢珠16，套筒17内设置有定心圆柱15，定心圆柱15的一端通过第一钢珠18与定心锥体19的侧壁接触，定心圆柱15的另一端与第二钢珠16接触；本例中，自定心机构设有两组套筒17；每组套筒17在同一周向上的数量为3个，等间距分布；
角隅棱镜10安装在外壳14的顶部，托盘4设置在角隅棱镜10的上方；
检测时，发动机夹持在托盘4上，正反丝杠13旋转令定心锥体19的侧壁推动第一钢珠18、进而推动定心圆柱15向外延伸移动并推动第二钢珠16，第二钢珠16由套筒17的锥形端口向外探出与发动机待测轴承孔内壁接触，完成定心；角隅棱镜10顶点与发动机待测孔轴线重合；自准直仪6与CCD5相结合，设置在角隅棱镜10的正上方；自准直仪6发出基准激光束，经角隅棱镜10反射后，由CCD5接收。
由CCD5接收后经数据处理得出的距离值为基准激光与定心轴线距离的两倍；整合CCD5测量数据和孔心高度坐标到同一绝对坐标系中，通过坐标变换、最小二乘拟合的方式可以得出发动机最终的孔系同轴度误差。
实施例2
参见附图1、2，在实施例1的基础上，检测装置还包括：底座1、立柱2、连接板3、水平位移台7以及竖直位移台8；
底座1为整个测量装置的承载基础，立柱2与自定心机构安装在底座1上；
立柱2作为支撑件，与底座1连接构成整个装置的基础和框架；立柱设计功能和应满足的基本要求：应具有符合架构稳定性的刚度质量比和较高的刚度、应具有较好的动态特性(包括较大的动刚度和阻尼)、热稳定性好且可能产生的热变形对同轴度检测精度的影响较小、安装简便并具有稳定可靠的结构工艺性；
立柱2的底部设有水平位移台7，连接板3与滑台9连接，滑台9通过竖直位移台8安装在立柱2上；自准直仪6与CCD5安装在连接板3上；
水平位移台7与竖直位移台8用于调整自准直仪6、CCD5与待检测发动机的相对位置；本例中，具体的，水平位移台7与竖直位移台8采用滚珠丝杠导轨式结构。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种面向航空发动机装配同轴度误差在线检测装置，其特征在于，包括：托盘(4)、CCD(5)、自准直仪(6)、角隅棱镜(10)以及自定心机构；
所述自定心机构包括：力矩电机(12)、正反丝杠(13)以及外壳(14)；所述正反丝杠(13)设置在所述外壳(14)内，所述正反丝杠(13)的底部从所述外壳(14)穿出并通过波纹管联轴器(11)与所述力矩电机(12)连接；所述正反丝杠(13)上套接有定心锥体(19)，所述定心锥体(19)具有楔形结构的侧壁；所述外壳(14)设有横向的套筒(17)，所述套筒(17)设有锥形端口，在所述锥形端口内设有第二钢珠(16)，所述套筒(17)内设置有定心圆柱(15)，所述定心圆柱(15)的一端通过第一钢珠(18)与所述定心锥体(19)的侧壁接触，所述定心圆柱(15)的另一端与所述第二钢珠(16)接触；
所述角隅棱镜(10)安装在所述外壳(14)的顶部，所述托盘(4)设置在所述角隅棱镜(10)的上方；
检测时，发动机夹持在所述托盘(4)上，所述正反丝杠(13)旋转令所述定心锥体(19)的侧壁推动所述第一钢珠(18)、所述定心圆柱(15)，所述第二钢珠(16)由所述套筒(17)的锥形端口向外探出与所述发动机待测轴承孔内壁接触，完成定心；所述角隅棱镜(10)顶点与所述发动机待测孔轴线重合；所述自准直仪(6)与所述CCD(5)相结合，设置在所述角隅棱镜(10)的正上方；所述自准直仪(6)发出基准激光束，经所述角隅棱镜(10)反射后，由所述CCD(5)接收。
2.如权利要求1所述的一种面向航空发动机装配同轴度误差在线检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括：底座(1)、立柱(2)、连接板(3)、水平位移台(7)以及竖直位移台(8)；所述立柱(2)与所述自定心机构安装在所述底座(1)上，所述立柱(2)的底部设有所述水平位移台(7)，所述连接板(3)与滑台(9)连接，所述滑台(9)通过所述竖直位移台(8)安装在所述立柱(2)上；所述自准直仪(6)与所述CCD(5)安装在所述连接板(3)上。
3.如权利要求2所述的一种面向航空发动机装配同轴度误差在线检测装置，其特征在于，所述水平位移台(7)与所述竖直位移台(8)采用滚珠丝杠导轨式结构。
4.如权利要求1至3任一项所述的一种面向航空发动机装配同轴度误差在线检测装置，其特征在于，所述自定心机构设有一组以上的所述套筒(17)；每组所述套筒(17)在同一周向上的数量为3个，等间距分布。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110238649A (zh) * 2019-06-19 2019-09-17 北京理工大学 一种用于航空发动机的可重配置人机协同装配系统
CN110361177A (zh) * 2019-06-27 2019-10-22 天津大学 碰摩实验装置
CN111121671A (zh) * 2019-12-10 2020-05-08 中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心 一种航空发动机内孔同轴度误差检测装置
CN113916160A (zh) * 2021-11-18 2022-01-11 内蒙古第一机械集团股份有限公司 一种履带车辆底盘多孔同轴度测量系统及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1357744A (zh) * 2000-12-29 2002-07-10 天津理工学院 一种利用单光束激光进行准值/轴对中测量的技术
DE60315370T2 (de) * 2002-03-27 2008-05-08 Mori Seiki Co., Ltd., Yamatokoriyama Vorrichtung zur Bestimmung der Präzision einer Werkzeugmaschine
CN201314822Y (zh) * 2008-12-11 2009-09-23 大连光程光电科技有限公司 激光轴系检测仪
CN102322825A (zh) * 2011-06-02 2012-01-18 南京航空航天大学 超长孔系零件同轴度光学测量系统及方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1357744A (zh) * 2000-12-29 2002-07-10 天津理工学院 一种利用单光束激光进行准值/轴对中测量的技术
DE60315370T2 (de) * 2002-03-27 2008-05-08 Mori Seiki Co., Ltd., Yamatokoriyama Vorrichtung zur Bestimmung der Präzision einer Werkzeugmaschine
CN201314822Y (zh) * 2008-12-11 2009-09-23 大连光程光电科技有限公司 激光轴系检测仪
CN102322825A (zh) * 2011-06-02 2012-01-18 南京航空航天大学 超长孔系零件同轴度光学测量系统及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
胡廷智等: "基于激光自准直的发动机轴孔同轴度在线检测方法", 《中国航天第三专业信息网第三十九届技术交流会暨第三届空天动力联合会议论文集-S06材料、工艺与制造技术》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110238649A (zh) * 2019-06-19 2019-09-17 北京理工大学 一种用于航空发动机的可重配置人机协同装配系统
CN110238649B (zh) * 2019-06-19 2020-09-25 北京理工大学 一种用于航空发动机的可重配置人机协同装配系统
CN110361177A (zh) * 2019-06-27 2019-10-22 天津大学 碰摩实验装置
CN111121671A (zh) * 2019-12-10 2020-05-08 中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心 一种航空发动机内孔同轴度误差检测装置
CN113916160A (zh) * 2021-11-18 2022-01-11 内蒙古第一机械集团股份有限公司 一种履带车辆底盘多孔同轴度测量系统及方法
CN113916160B (zh) * 2021-11-18 2023-11-28 内蒙古第一机械集团股份有限公司 一种履带车辆底盘多孔同轴度测量系统及方法

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