CN111318992A - 燃气发生器转子集成式装配辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气发生器转子集成式装配辅助装置，包括底座单元、移动架单元、小手轮单元、装配测量单元和大手轮单元，底座单元作为其它单元的安装基础，移动架单元可在底座单元上作水平前后运动，小手轮单元固设在移动架单元上，待装配和测量的转子安装在小手轮单元上，小手轮单元可以转动调整转子的方向，从而转子可以水平前后调整位置和转动调整方向位置，大手轮单元控制装配测量单元在底座单元上作上下升降运动从而调整上下位置，通过前后、上下以及旋转调整转子或者装配测量单元的位置使燃气发生器转子和装配测量单元位置匹配并相接触进行装配工作或跳动测量工作，无需人工多次搬动燃气发生器转子，提高了燃气发生器转子的装配效率。

Description

燃气发生器转子集成式装配辅助装置

技术领域

本发明涉及航空发动机燃气发生器转子装配的技术领域，特别地，涉及一种带跳动测量功能的燃气发生器转子集成式装配辅助装置。

背景技术

某型涡轴发动机燃气发生器主要由压气机转子和燃气涡轮转子2大部分组成，其装配顺序分为2步：

1、压气机转子装配

1)如图1所示：先组合中心拉杆与一级盘，依靠螺纹紧固，再将组件放置到装配座A1’(装配座A上垫一层橡胶垫)上，在装配座A1’上完成压气机转子后续各级盘的堆叠。完成各级转子堆叠之后，用固定工装将离心叶轮外罩进行固定。再于装配座A1’上继续完成后续装配，将转子连接轴安装到离心叶轮上，通过转子连接轴与中心拉杆的螺纹连接将各级盘压紧。

2)再如图2所示：180°掉转已组合完的部分转子，将其置于装配座B 2’(装配座B上垫一层橡胶垫3’)上，在一级盘前端通过压装的方式将轴承4’装上。

至此，压气机转子部分基本组合完，再将压气机转子运送至指定地点检查各级盘相关跳动。如跳动检查合格，则将压气机转子送动平衡检查；如跳动不合格，则需分下跳动不合格部分的零件进行重新装配。

2、燃气发生器转子装配

如图3所示，将压气机转子部分放置在装配座C 5’上，装上燃气涡轮转子，燃气涡轮转子装配完成后，将组合好的部分(即燃气发生器转子)送检查涡轮盘内孔跳动。如跳动检查合格，则将燃气发生器转子送动平衡检查；如跳动不合格，则需分下燃气涡轮转子进行重新装配。因单个零件加工精度不够，燃气涡轮转子跳动检查不合格情况较为频繁，需多次进行拆装。

现有的装配过程主要存在三大缺陷：

1)装配过程中需多次更换装配座，将转子从一个装配座搬至另一个装配座，而转子组件较重，压气机转子部分重量为15.5Kg，燃气发生器转子重量为25.7Kg，人力搬运容易造成磕碰伤，对于操作者来说也增加了不必要的体力劳动；

2)两次转工检查跳动极大耽误装配周期；

3)拧紧压气机前端轴承压紧螺母时，无对应的防转装置，122-135Nm的拧紧力矩仅依靠操作者手扶转子防转，操作者容易受伤，且如果操作者操作不当极有可能导致转子侧翻掉地，另外单个零件加工精度问题经常导致跳动检查不合格，需要返工重复装配，上述缺陷更为突出。

发明内容

本发明提供了一种燃气发生器转子集成式装配辅助装置，以解决燃气发生器转子装配时需频繁搬运燃气发生器转子、跳动检查不方便、装配效率低的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种燃气发生器转子集成式装配辅助装置，包括

用作安装基础的底座单元；

可在所述底座单元上水平直线运动的移动架单元；

固设在所述移动架单元上并用于夹持固定转子以及转动调整所述转子方向以便于装配和测量的小手轮单元；

可在所述底座单元上升降运动并用于装配所述转子以及测量所述转子跳动的装配测量单元；以及

固设在所述底座单元上并用于控制所述装配测量单元升降运动的大手轮单元。

进一步地，所述底座单元上设置有水平自润式直线导轨和竖向自润式直线导轨；

所述移动架单元滑动安装在所述水平自润式直线导轨上，

所述装配测量单元滑动安装在所述竖向自润式直线导轨上。

进一步地，所述小手轮单元包括可旋转的小手轮和用于夹持转子的夹持机构，所述小手轮与所述夹持机构通过传动机构相连，通过小手轮的转动带动所述转子转动，从而调整所述转子的轴线方向，以便于装配和测量。

进一步地，所述小手轮单元包括与所述小手轮传动连接的减速箱和与所述减速箱传动连接的传动轴，所述传动轴末端设有所述夹持机构，所述夹持机构包括叶轮外罩夹持环和转子连接轴夹持环。

进一步地，所述移动架单元包括用于安装固定所述小手轮和减速箱的第一安装座、用于安装固定传动轴的第二安装座以及用于存放小型工具的第一零件盒。

进一步地，所述大手轮单元包括可旋转的大手轮，所述大手轮通过传动机构与所述装配测量单元相连，通过大手轮的转动带动所述装配测量单元沿所述竖向自润式直线导轨升降。

进一步地，所述大手轮单元还包括连接所述大手轮的传动轴，

所述底座单元的底座上竖直固设有滚珠丝杠单元，所述滚珠丝杠单元包括可旋转的滚珠丝杠，所述滚珠丝杠上设有移动座，所述移动座与所述装配测量单元固定连接，

所述滚珠丝杠和所述传动轴通过一对锥齿轮副相连接，通过锥齿轮传动使所述滚珠丝杠绕轴线转动，进而通过所述移动座带动所述装配测量单元沿所述滚珠丝杠升降。

进一步地，所述底座单元包括用于安装固定所述大手轮单元的第三安装座、用于安装固定所述滚珠丝杠单元的第四安装座以及用于存放大型工装、零件的第二零件盒。

进一步地，所述装配测量单元包括所述转子装配过程中所用的装配座和测量机构；

所述装配测量单元上还设置有导轨，所述测量机构与所述导轨滑动连接，通过所述测量机构沿所述导轨滑动使所述测量机构与转子支点接触以测量转子跳动。

进一步地，所述底座单元的底座底部安装有滚轮，所述底座单元的上部安装有方便手握的推手，以用于人力手推移动所述燃气发生器转子集成式装配辅助装置。

本发明具有以下有益效果：

本发明的燃气发生器转子集成式装配辅助装置，包括底座单元、移动架单元、小手轮单元、装配测量单元和大手轮单元，底座单元作为其它单元的安装基础，移动架单元可在底座单元上作水平前后运动，小手轮单元固设在移动架单元上，因而也可以随着移动架单元的水平前后运动而运动，待装配和测量的转子安装在小手轮单元上，小手轮单元可以转动调整转子的方向，从而转子可以水平前后调整位置和转动调整方向位置，大手轮单元控制装配测量单元在底座单元上作上下升降运动从而调整装配测量单元的上下位置，通过前后调整、旋转调整转子的位置和方向以及上下调整装配测量单元的位置使燃气发生器转子和装配测量单元位置匹配并相接触进行装配工作或跳动测量工作，无需人工多次搬动燃气发生器转子，避免了搬运过程中造成零件损坏，也减少了操作工人的体力劳动强度，提高了燃气发生器转子的装配效率，同时装夹和测量的基准统一，提高了跳动测量的检测精度。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有技术中压气机转子各级盘装配的示意图；

图2是现有技术中压气机转子轴承装配的示意图；

图3是现有技术中燃气发生器转子装配的示意图；

图4是本发明优选实施例的燃气发生器转子集成式装配辅助装置的结构示意图；

图5是底座单元的结构示意图；

图6是移动架单元的结构示意图；

图7是小手轮单元的结构示意图；

图8是装配测量单元的结构示意图；

图9是大手轮单元的结构示意图；

图10是滚珠丝杠单元的结构示意图。

图例说明：

1’、装配座A；2’、装配座B；3’、橡胶垫；4’、轴承；5’、装配座C；

100、底座单元；101、水平自润式直线导轨；102、竖向自润式直线导轨；103、第三安装座；104、第四安装座；105、第二零件盒；106、滚轮；107、推手；108、支撑杆；

200、移动架单元；201、第一安装座；202、第二安装座；203、第一零件盒；204、滑块；205、支撑架；

300、小手轮单元；301、小手轮；302、夹持机构；3021、叶轮外罩夹持环；3022、转子连接轴夹持环；303、减速箱；304、传动轴；

400、装配测量单元；401、装配座；402、测量机构；403、导轨；404、滑块；405、连接座；

500、大手轮单元；501、大手轮；502、传动轴；503、第二锥齿轮；

600、滚珠丝杠单元；601、丝杠；602、移动座；603、第一固定座；604、第二固定座；605、第一锥齿轮。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图4所示，本实施例的燃气发生器转子集成式装配辅助装置，包括

用作安装基础的底座单元100；

可在底座单元100上水平直线运动的移动架单元200；

固设在移动架单元200上并用于夹持固定转子以及转动调整转子方向以便于装配和测量的小手轮单元300；

可在底座单元100上升降运动并用于装配转子以及测量转子跳动的装配测量单元400；以及

固设在底座单元100上并用于控制装配测量单元400升降运动的大手轮单元500。

本实施例的燃气发生器转子集成式装配辅助装置，包括底座单元100、移动架单元200、小手轮单元300、装配测量单元400和大手轮单元500，底座单元100作为其它单元的安装基础，移动架单元200可在底座单元100上作水平直线运动，小手轮单元300固设在移动架单元200上，因而也可以随着移动架单元200的水平直线运动而运动，待装配和测量的转子安装在小手轮单元上，小手轮单元300可以转动调整转子的轴线方向，从而转子可以水平前后调整位置和转动调整方向位置，大手轮单元500控制装配测量单元400在底座单元100上作上下升降运动从而调整装配测量单元400的上下位置，通过前后调整、旋转调整转子的位置和方向以及上下调整装配测量单元的位置使燃气发生器转子和装配测量单元位置匹配并相接触进行装配工作或跳动测量工作，无需人工多次搬动燃气发生器转子，避免了搬运过程中造成零件损坏，也减少了操作工人的体力劳动强度，提高了燃气发生器转子的装配效率，同时可使跳动测量检测精度更高。

如图4和图5所示，本实施例中，底座单元100上设置有水平自润式直线导轨101和竖向自润式直线导轨102；移动架单元200滑动安装在水平自润式直线导轨101上，装配测量单元400滑动安装在竖向自润式直线导轨102上。本实施例中在底座单元100上设置水平自润式直线导轨101和竖向自润式直线导轨102，移动架单元200上设置有滑块204，通过滑块204滑动接触水平自润式直线导轨101，使移动架单元200在水平自润式直线导轨101上作水平前后滑动，优选地，为了减小滑动时的摩擦以及为了提高平衡性，水平自润式直线导轨101设置为两个，移动架单元200的两侧分别设置滑块204，通过滑块204将移动架单元200的两侧滑动安装在水平自润式直线导轨101上；装配测量单元400上设置有滑块404，通过滑块404滑动接触竖向自润式直线导轨102，使装配测量单元400沿竖向自润式直线导轨102做上下升降运动。

如图4和图7所示，本实施例中，小手轮单元300包括可旋转的小手轮301和用于夹持转子的夹持机构302，小手轮301与夹持机构302通过传动机构相连，通过小手轮301的转动带动转子转动，从而调整转子的轴线方向，以便于装配和测量。小手轮单元300用于夹持固定转子以及转动调整转子方向，同时还可以在移动架单元200的作用下沿水平移动，调整转子在水平方向的位置，通过调整方向和水平位置一起确定转子的空间位置，进而完成装配和测量，夹持机构302夹持固定燃气发生器转子，小手轮301将机械运动传递至转子，通过小手轮301的转动带动夹持机构302和燃气发生器转子一起转动，从而调整燃气发生器转子的角度方向。

本实施例中，小手轮单元300包括与小手轮301传动连接的减速箱303和与减速箱传动连接的传动轴304，传动轴304末端设有夹持机构302，夹持机构302包括叶轮外罩夹持环3021和转子连接轴夹持环3022。根据燃气发生器转子的结构特点，夹持机构302包括夹持固定叶轮外罩的叶轮外罩夹持环3021和夹持固定转子连接轴的转子连接轴夹持环3022，从而确保转子完全固定在夹持机构上。转动小手轮301，带动减速箱303，实现传动轴304绕轴线转动，从而带动夹持机构302上的转子翻转合适角度以使转子与装配座或测量机构位置相匹配。

如图4、图6和图7所示，本实施例中，移动架单元200包括用于安装固定小手轮301和减速箱303的第一安装座201、用于安装固定传动轴304的第二安装座202以及用于存放小型工具的第一零件盒203。第一安装座201和第二安装座202通过支撑架205支撑到合适安装高度，滑块204设置支撑架205的底部，支撑架205的两侧还设有安装部，用于移动架单元200水平位置确定后将移动架单元200固定到底座单元100上，如需再次移动移动架单元200时，则松开安装部的连接件即可；第一零件盒203固定在支撑架205上；小手轮单元300上小手轮301和减速箱303的下部也设置有安装座，通过螺钉将小手轮301和减速箱303下部的安装座与第一安装座201连接固定，传动轴304上也套设有支承安装座，传动轴304可在支承安装座内转动，通过螺钉将传动轴的支承安装座与第二安装座202连接固定，从而将小手轮单元300稳固支撑在移动架单元200上。移动架单元200上还设置有第一零件盒203，用于存放小型零件或工装，方便装配或测量转子跳动时使用。

如图4和图9所示，本实施例中，大手轮单元500包括可旋转的大手轮501，大手轮501通过传动机构与装配测量单元400相连，通过大手轮501的转动带动装配测量单元400沿竖向自润式直线导轨102升降。大手轮501通过传动机构与装配测量单元400相连，将大手轮的旋转运动转化为装配测量单元400的直线运动，从而调整装配座和测量机构的竖向位置，同时借助移动架单元200的移动进行匹配，使转子与装配座、测量机构正确接触。

参见图4、图9和图10，本实施例中，大手轮单元500还包括连接大手轮501的传动轴502，底座单元100的底座上竖直固设有滚珠丝杠单元600，滚珠丝杠单元600包括可旋转的丝杠601，丝杠601上设有移动座602，移动座602与装配测量单元400固定连接，丝杠601和传动轴502通过一对锥齿轮副相连接，通过锥齿轮传动使丝杠601绕轴线转动，进而通过移动座601带动装配测量单元400沿滚珠丝杠600升降。丝杠601的上端套设有第一固定座603，丝杠601的下端套设有第二固定座604，第一固定座和第二固定座不影响和限制丝杠601的旋转。将丝杠601上下两端的固定座分别与底座单元100上的第四安装座104用螺钉固定。装配测量单元400的侧面上设置有连接座405，连接座405与移动座602用螺钉固定连接。丝杠601的顶端设置有第一锥齿轮605，传动轴502的末端设置有第二锥齿轮503，第一锥齿轮605和第二锥齿轮503啮合形成一对运动副，将大手轮501的机械运动传递至丝杠601，再通过移动座602将丝杠601的运动传递至装配测量单元400，带动装配测量单元400升降。装配测量单元400上升后，仅由丝杠601和移动座602支撑装配测量单元400，可选地，可在装配测量单元400底部和底座单元100的底座之间设置可折叠的剪刀支撑，通过剪刀支撑分担一部分装配测量单元400的重量。

本实施例中，底座单元100包括用于安装固定大手轮单元500的第三安装座103、用于安装固定滚珠丝杠单元600的第四安装座104以及用于存放大型工装、零件的第二零件盒105。大手轮单元500的传动轴502上套设有安装座，传动轴502可在安装座内转动。通过螺钉将传动轴502上的安装座与第三安装座103连接固定，从而将大手轮单元500稳固支撑在底座单元上。第二零件盒105用于存放大型工装和零件，便于移动式装配，不再受装配场地限制。

如图4和图8所示，本实施例中，装配测量单元400包括转子装配过程中所用的装配座401和测量机构402；装配测量单元400上还设置有导轨403，测量机构402与导轨403滑动连接，通过测量机构402沿导轨403滑动使测量机构402与转子的支点接触以测量转子跳动。装配座401用螺钉固定在装配测量单元400的平台底板上，测量机构402顶部设有用于支撑转子的V型支撑或滚轮支撑，由于转子需要两个支点进行支撑，因此一套测量机构402包括两个测量支撑装置，导轨403用螺钉固定在平台底板上，测量机构402通过滑块与导轨403滑动连接，测量机构402可沿着导轨403直线滑动，使测量机构402的V型支撑或滚轮支撑与转子的支点接触，测量转子的跳动。可选地，仅在测量机构402的一侧设置导轨403，测量机构402靠近导轨403的一侧设置滑块，通过滑块与导轨滑动连接，测量机构402的另一侧底部设置滚轮，以减少测量机构402左右移动时的摩擦；可选地，在测量机构402的两侧均设置导轨403，测量机构402的两侧均通过滑块与导轨403滑动连接；可选地，测量机构402的一侧的测量支撑装置固定在导轨上，另一侧的测量支撑装置通过滑块与导轨滑动连接，仅通过移动一侧的测量支撑装置调整测量机构402从而使测量机构402与转子的两支点匹配。可选地，装配座401可以更换，以适应于不同型号的燃气发生器转子的装配；或者可以在底座单元100的底座平台上同一水平轴线上设置多个装配座(例如对应图1～3中的装配座A/B/C)，这样转子可以在移动架单元200的作用下匹配不同的装配座。

如图4和图5所示，本实施例中，底座单元100的底座底部安装有滚轮106，底座单元100的上部安装有方便手握的推手107，以用于人力手推移动燃气发生器转子集成式装配辅助装置。底座单元100的底座上还设置有可升降的支撑杆108，支撑杆108伸长时可支撑在地面上将燃气发生器转子集成式装配辅助装置固定住，支撑杆108收缩时滚轮106接触地面使燃气发生器转子集成式装配辅助装置移动。

使用上述的燃气发生器转子集成式装配辅助装置进行压气机转子装配及跳动检查(燃气发生器转子装配及跳动检查过程与之一致)的步骤如下：

1)在装配测量单元400的装配座401上组合压气机转子至安装完转子连接轴，并将转子安装在小手轮单元300的夹持机构302上固定；

2)转动大手轮501，通过传动轴502末端的锥齿轮副带动丝杠601转动，使转子在丝杠601的作用下竖直上升至一定高度；

3)转动小手轮301，使已组合完的部分转子翻转180°；

4)转子在燃气发生器转子集成式装配辅助装置固定的作用下，安装压气机转子前端轴承及锁紧螺母；

5)再转动小手轮301，使压气机转子翻转90°；

6)再转动大手轮501，使压气机转子高度降低至与平台底板上的测量机构402接触；

7)推动移动架单元200，使转子在前后方向水平移动，调整转子在测量机构402的V型支架上的位置，检查压气机转子跳动。

本发明的燃气发生器转子集成式装配辅助装置，将跳动测量功能及装配功能结合至一台设备上，不仅能完成装配工作，还能完成装配过程中的跳动测量工作，避免了人工搬动和翻转重量较重的燃气发生器转子，减轻了操作工的体力劳动强度，提高了燃气发生器转子的装配效率和跳动测量精度，可以推广至绝大多数具有复杂燃气发生器转子的航空发动机进行应用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃气发生器转子集成式装配辅助装置，其特征在于，包括

用作安装基础的底座单元(100)；

可在所述底座单元(100)上水平直线运动的移动架单元(200)；

固设在所述移动架单元(200)上并用于夹持固定转子以及转动调整所述转子方向以便于装配和测量的小手轮单元(300)；

可在所述底座单元(100)上升降运动并用于装配所述转子以及测量所述转子跳动的装配测量单元(400)；以及

固设在所述底座单元(100)上并用于控制所述装配测量单元(400)升降运动的大手轮单元(500)。

2.根据权利要求1所述的燃气发生器转子集成式装配辅助装置，其特征在于，

所述底座单元(100)上设置有水平自润式直线导轨(101)和竖向自润式直线导轨(102)；

所述移动架单元(200)滑动安装在所述水平自润式直线导轨(101)上，

所述装配测量单元(400)滑动安装在所述竖向自润式直线导轨(102)上。

3.根据权利要求2所述的燃气发生器转子集成式装配辅助装置，其特征在于，

所述小手轮单元(300)包括可旋转的小手轮(301)和用于夹持转子的夹持机构(302)，所述小手轮(301)与所述夹持机构(302)通过传动机构相连，通过小手轮(301)的转动带动所述转子转动，从而调整所述转子的轴线方向，以便于装配和测量。

4.根据权利要求3所述的燃气发生器转子集成式装配辅助装置，其特征在于，

所述小手轮单元(300)包括与所述小手轮(301)传动连接的减速箱(303)和与所述减速箱传动连接的传动轴(304)，所述传动轴(304)末端设有所述夹持机构(302)，所述夹持机构(302)包括叶轮外罩夹持环(3021)和转子连接轴夹持环(3022)。

5.根据权利要求4所述的燃气发生器转子集成式装配辅助装置，其特征在于，

所述移动架单元(200)包括用于安装固定所述小手轮(301)和减速箱(303)的第一安装座(201)、用于安装固定传动轴(304)的第二安装座(202)以及用于存放小型工具的第一零件盒(203)。

6.根据权利要求2所述的燃气发生器转子集成式装配辅助装置，其特征在于，

所述大手轮单元(500)包括可旋转的大手轮(501)，所述大手轮(501)通过传动机构与所述装配测量单元(400)相连，通过大手轮(501)的转动带动所述装配测量单元(400)沿所述竖向自润式直线导轨(102)升降。

7.根据权利要求6所述的燃气发生器转子集成式装配辅助装置，其特征在于，

所述大手轮单元(500)还包括连接所述大手轮(501)的传动轴(502)，

所述底座单元(100)的底座上竖直固设有滚珠丝杠单元(600)，所述滚珠丝杠单元(600)包括可旋转的丝杠(601)，所述丝杠(601)上设有移动座(602)，所述移动座(602)与所述装配测量单元(400)固定连接，

所述丝杠(601)和所述传动轴(502)通过一对锥齿轮副相连接，通过锥齿轮传动使所述丝杠(601)绕轴线转动，进而通过所述移动座(602)带动所述装配测量单元(400)沿所述丝杠(601)升降。

8.根据权利要求7所述的燃气发生器转子集成式装配辅助装置，其特征在于，

所述底座单元(100)包括用于安装固定所述大手轮单元(500)的第三安装座(103)、用于安装固定所述滚珠丝杠单元(600)的第四安装座(104)以及用于存放大型工装、零件的第二零件盒(105)。

9.根据权利要求1所述的燃气发生器转子集成式装配辅助装置，其特征在于，

所述装配测量单元(400)包括所述转子装配过程中所用的装配座(401)和测量机构(402)；

所述装配测量单元(400)上还设置有导轨(403)，所述测量机构(402)与所述导轨(403)滑动连接，通过所述测量机构(402)沿所述导轨(403)滑动使所述测量机构(402)与转子的支点接触以测量转子跳动。

10.根据权利要求1～9任一项所述的燃气发生器转子集成式装配辅助装置，其特征在于，

所述底座单元(100)的底座底部安装有滚轮，所述底座单元(100)的上部安装有方便手握的推手，以用于人力手推移动所述燃气发生器转子集成式装配辅助装置。

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