CN112676805B - 一种大长细比发动机的穿舱套装工装及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大长细比发动机的穿舱套装工装及方法，属于装配技术领域，解决了现有技术中大长细比发动机大行程小间隙穿舱套装困难的问题。本发明工装包括设备舱支撑龙门架、发动机舱支撑龙门架和发动机支撑调姿轨道架车；设备舱支撑龙门架用于对设备舱进行支撑固定；发动机舱支撑龙门架用于对发动机舱进行支撑固定；发动机支撑调姿轨道架车包括发动机支撑托架和设备舱支撑托架，发动机支撑托架和设备舱支撑托架均可进行高度调节，发动机支撑托架用于对发动机进行支撑固定及姿态调整；设备舱支撑托架用于在发动机穿舱后对设备舱进行支撑固定和姿态调整。本发明适用于大长细比发动机的穿舱套装。

Description

一种大长细比发动机的穿舱套装工装及方法

技术领域

本发明属于装配技术领域，特别涉及一种大长细比发动机的穿舱套装工装及方法。

背景技术

由于产品技术的快速发展，其发动机结构具备大长细比的特点，为保证良好的气动外形，产品在结构上日渐趋于一体化，这给发动机的安装带来了挑战，需要将大长细比的发动机穿过某设备舱再进行后续安装。

在发动机穿舱套装过程是一种典型的大重量、非规则结构对接，此项工作是产品装配过程中的难点，要保障发动机能够顺利穿过某设备舱，又要保障发动机本体与该设备舱内设备不受损坏，由于发动机与设备舱体积重量大，无法利用人工手段实现，需要一种科学的工程方法来实现发动机、设备舱的穿舱套装工作，解决工程上发动机的安装问题。

发明内容

鉴于以上分析，本发明旨在提供一种大长细比发动机的穿舱套装工装及方法，用以解决大长细比发动机大行程小间隙穿舱套装困难的问题。本发明中的大长细比发动机是指长细比在10以上的发动机。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种大长细比发动机的穿舱套装工装，包括设备舱支撑龙门架、发动机舱支撑龙门架和发动机支撑调姿轨道架车；

设备舱支撑龙门架用于对设备舱进行支撑固定；

发动机舱支撑龙门架用于对发动机舱进行支撑固定；

发动机支撑调姿轨道架车包括发动机支撑托架和设备舱支撑托架，发动机支撑托架和设备舱支撑托架均可进行高度调节，发动机支撑托架用于对发动机进行支撑固定及姿态调整；设备舱支撑托架用于在发动机穿舱后对设备舱进行支撑固定和姿态调整；

设备舱支撑龙门架、发动机舱支撑龙门架和发动机支撑调姿轨道架车底部均设置有行走滚轮。

在一种可能的设计中，发动机支撑托架设置有多个，发动机支撑托架沿发动机轴向间隔设置，相邻两个发动机支撑托架之间的距离大于设备舱轴向长度。

在一种可能的设计中，发动机支撑托架设置有3个，为前支撑托架、中支撑托架和后支撑托架。

在一种可能的设计中，前支撑托架和后支撑托架处设置有冗余紧固件。

在一种可能的设计中，设备舱支撑托架设置在发动机支撑调姿轨道架车上发动机尾部对应的位置；

设备舱支撑托架设置有多个，设备舱支撑托架第一个与最后一个之间的距离小于设备舱的轴向长度。

在一种可能的设计中，发动机支撑调姿轨道架车包括第一支撑平台和第二支撑平台；

第一支撑平台与第二支撑平台为上下设置，第一支撑平台与第二支撑平台之间设置有高度调节支架。

在一种可能的设计中，发动机支撑托架和设备舱支撑托架设置在第一支撑平台上。

在一种可能的设计中，发动机支撑调姿轨道架车的行走滚轮设置在第二支撑平台下方。

另一方面，本发明还提供了一种长细比发动机的穿舱套装方法，包括以下步骤：

步骤1.将发动机安装到发动机支撑调姿轨道架车上，采用发动机支撑托架进行支撑；

步骤2.将设备舱安装到设备舱支撑龙门架，设备舱支撑龙门架将设备舱限制在一定的角度；

步骤3.将发动机与设备舱进行对接，移除设备舱支撑龙门架；

步骤4.通过调整发动机支撑调姿轨道架车，将设备舱调整至水平；

步骤5.将发动机舱安装道发动机舱支撑龙门架上，通过移动发动机支撑龙门架将发动机舱转移到发动机上方；

步骤6.升高发动机支撑调姿轨道架车，使发动机和设备舱缓慢上升，发动机进入到发动机舱内，连接机械接口，完成发动机舱与发动机和设备舱的对接。

在一种可能的设计中，步骤3中，发动机与设备舱的对接过程中，

在垂直于水平面方向上，发动机为主动对接端，设备舱为被动对接端，存在位置不协调情况时采用发动机支撑调姿轨道架车对发动机姿态进行调整；

在水平轴向方向上，通过轴向移动设备舱支撑龙门架控制套装的轴向行程。

与现有技术相比，本发明至少能实现以下技术效果之一：

1)本发明提供工装及方法可用于大长细比发动机大行程小间隙穿舱套装，可实现发动机与舱段的穿舱套装，同时可保护发动机本体与舱体设备的安全性。解决了产品装配工程难点，且本发明提供的工装设计方法和工装的应用方法实用性强，且费用较低，可为产品装配协调技术领域在大重量、非规则结构对接方面提供理论参考，具备领域内应用推广价值。

2)设备舱支撑龙门架可实现设备舱的支撑固定，并将设备舱轴线与水平面限制在一定的角度α，此角度为发动机与设备舱对接时的轴线夹角。设备舱内部设置有设置有一些设备，为了防止这些设备在穿舱套装过程中受损，套装时以及完成套装后对接时，发动机与设备舱支架根据需要形成一定的角度。

发动机体积较大且为细长形，若套装时将发动机倾斜进行套装，操作十分不便。设备舱体积较小，本发明在套装前，将设备舱通过设备舱支撑龙门架限制在角度α，套装及对接时，发动机保持轴线水平即可，操作方便。

3)考虑到发动机支撑位置与发动机本体质心的位置关系，为了增强更换支撑时的支撑稳定性，在前支撑托架、后支撑托架处增加冗余紧固件，防止前支撑托架或后支撑托架上下调时，发动机支撑不稳定出现侧翻等情况。

4)发动机支撑调姿轨道架车还包括第一支撑平台和第二支撑平台；第一支撑平台与第二支撑平台为上下设置，第一支撑平台与第二支撑平台之间设置有高度调节支架。高度调节支架可整体调节第一支撑平台的高度，从而使发动机和设备舱整体进行上下移动，便于发动机与发动机舱的对接。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的附图标记表示相同的部件。

图1发动机舱支撑龙门架示意图；

图2设备舱支撑龙门架示意图；

图3发动机支撑调姿轨道架车示意图；

图4设备舱与发动机套装过程示意图；

图5发动机舱与发动机、设备舱对接过程示意图；

图6发动机舱与发动机、设备舱对接到位示意图。

附图标记：

1-发动机舱支撑龙门架；101-吊挂接头；2-设备舱支撑龙门架；3-发动机支撑调姿轨道架车；301-发动机支撑托架；302-设备舱支撑托架；303-第一支撑平台；304-第二支撑平台；305-高度调节支架；4-发动机舱；5-设备舱；6-发动机；7-行走滚轮。

具体实施方式

以下结合具体实施例对一种大长细比发动机的穿舱套装工装及方法作进一步的详细描述，这些实施例只用于比较和解释的目的，本发明不限定于这些实施例中。

为了便于描述，这里诸如“在...之下”、“在...下方”、“下面”、“在...之上”、“上方”等的空间相对术语可用来描述附图中所示的一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。应理解，除了附图中描绘的取向之外，空间相对术语旨在包含装置在使用或操作中的不同取向。例如，当附图中的装置翻转时，描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”的元件将取向为在其他元件或特征“之上”。因此，示例性术语“在...下方”可包括之上和之下两种取向。装置可以其他方式取向(旋转90度或在其他方向)。

这里使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不旨在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确说明。应进一步理解，术语“包括”和/或“包含”在用于本说明书中时表明所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。

本发明中大长细比发动机6尾部尺寸较大，尾部无法穿过设备舱5(图中未示出)，需要将大长细比的发动机6从头部穿过设备舱5再进行后续安装。

一种大长细比发动机的穿舱套装工装，如图1-图3所示，包括设备舱支撑龙门架2、发动机舱支撑龙门架1和发动机支撑调姿轨道架车3；

设备舱支撑龙门架2用于对设备舱5进行支撑固定；

发动机舱支撑龙门架1用于对发动机舱4进行支撑固定；

发动机支撑调姿轨道架车3包括发动机支撑托架301和设备舱支撑托架302，发动机支撑托架301和设备舱支撑托架302均可进行高度调节，发动机支撑托架301用于对发动机6进行支撑固定及姿态调整；设备舱支撑托架302用于在发动机6穿舱后对设备舱5进行支撑固定和姿态调整；

发动机支撑调姿轨道架车3通可实现发动机6的俯仰调节，发动机支撑调姿轨道架车3能同时支撑发动机6和设备舱5，并可保证发动机6与设备舱5的理论相对位置；

设备舱支撑龙门架2、发动机舱支撑龙门架1和发动机支撑调姿轨道架车底部均设置有行走滚轮7。

本发明提供的大长细比发动机大行程小间隙穿舱套装工装，可实现发动机6与舱段(设备舱5)的穿舱套装，同时可保护发动机6本体与舱体设备的安全性。

设备舱支撑龙门架2可实现设备舱5的支撑固定，并将设备舱5轴线与水平面限制在一定的角度α(图1-图6中未示出)，此角度为发动机6与设备舱5对接时的轴线夹角。设备舱5内部设置有一些设备，为了防止这些设备在穿舱套装过程中受损，套装时以及完成套装后对接时，发动机6与设备舱5支架根据需要形成一定的角度。

发动机6体积较大且为细长形，若套装时将发动机6倾斜进行套装，操作十分不便。设备舱5体积较小，本发明在套装前，将设备舱5通过设备舱支撑龙门架2限制在角度α，套装及对接时，发动机6保持轴线水平即可，操作方便。

示例性的，设备舱支撑龙门架2为框架结构，大致呈立方体形，包括支撑柱、矩形框和加强杆。加强杆设置在矩形框内，一方面对矩形框的形状结构进行稳定加强，另一方面用于设置转接头。具体的，支撑柱设置有四根以上，支撑柱上端与矩形框固定连接，多根支撑柱对称设置在矩形框两侧，支撑柱与矩形框所在平面垂直。当支撑柱设置有四根时，四根支撑柱分别设置在矩形框的四角位置，示例性的，支撑柱与矩形框可以为螺纹连接、焊接或铆接。支撑柱下端设置有行走滚轮7，使设备舱支撑龙门架2可进行移动。优选的，加强杆设置在矩形框的轴线位置，加强杆两端分别与矩形框相对的两边固定连接。在加强杆下方前后设置两个转接接头，转接接头与设备舱5固定连接，示例性的，可以是螺纹连接。可通过改变前后两个连接接头的长度来调整设备舱5与水平面的角度α。

示例性的，发动机舱支撑龙门架1结构与设备舱支撑龙门架2结构相同。

发动机支撑调姿轨道架车上设置有多个发动机支撑托架301，发动机支撑托架301沿发动机6轴向间隔设置，相邻两个发动机支撑托架301之间的距离大于设备舱5轴向长度。发动机6与设备舱5穿舱套装时，发动机6轴线保持水平，通过轴向移动设备舱支撑龙门架2控制设备舱5前进，来控制套装的轴向行程。穿舱套装时先将处于发动机6前方的第一个发动机支撑托架301下调，推动设备舱5前进，进入第一个发动机支撑托架301与第二个发动机支撑托架301的间隔中后，将第一个支撑托架上调至支撑位置，然后将第二个发动机支撑托架301下调，依次操作，直至完成穿舱。

优选的，发动机支撑托架301设置有3个，为前支撑托架、中支撑托架和后支撑托架。穿舱套装时：

先下调前支撑托架，采用中支撑托架和后支撑托架支撑发动机6，将设备舱5穿过前支撑托架区域，完全穿过后，恢复前支撑托架高度，此时设备舱5位于前支撑托架和中支撑托架之间；

然后下调中支撑托架，采用前支撑托架和后支撑托架支撑发动机6，将设备舱5穿过中支撑托架区域，完全穿过后，恢复中支撑托架高度，此时设备舱5位于中支撑托架和后支撑托架之间；

然后下调后支撑托架，采用前支撑托架和中支托架撑支撑发动机6，将设备舱5穿过后支撑托架区域，完全穿过后，恢复后支撑托架安装，此时设备舱5位于后支撑托架之后，到达对接位置。

考虑到发动机6支撑位置与发动机6本体质心的位置关系，为了增强更换支撑时的支撑稳定性，在前支撑托架、后支撑托架处增加冗余紧固件，防止前支撑托架或后支撑托架上下调时，发动机6支撑不稳定出现侧翻等情况。示例性的，冗余紧固件为包带，包带上设置卡扣，可用于对包带长度进行调节。当前支撑托架下调前，后支撑托架处的包带对发动机6进行紧固；后支撑托架下调前，前支撑托架处的包带对发动机6进行紧固。

发动机支撑调姿轨道架车上还设置有设备舱支撑托架302，设备舱支撑托架302设置在发动机支撑调姿轨道架车上发动机6尾部对应的位置，当发动机6和设备舱5完成穿舱套装后，设备舱5到达发动机6尾部，设备舱支撑托架302用于支撑固定设备舱5。设备舱支撑托架302设置有多个，设备舱支撑托架302第一个与最后一个之间的距离小于设备舱5的轴向长度。示例性的，设备舱支撑托架302设置有2个。

当发动机6和设备舱5完成穿舱套装及对接口连接后，调整发动机支撑托架301和设备舱支撑托架302，将设备舱5轴线调整成水平，完成发动机6和设备舱5的对接。

发动机支撑调姿轨道架车还包括第一支撑平台303和第二支撑平台304；第一支撑平台303与第二支撑平台304为上下设置，第一支撑平台303与第二支撑平台304之间设置有高度调节支架305。高度调节支架305可整体调节第一支撑平台303的高度，从而使发动机6和设备舱5整体进行上下移动，便于发动机6与发动机舱4的对接。

发动机支撑托架301和设备舱支撑托架302设置在第一支撑平台303上。发动机支撑调姿轨道架车3的行走滚轮7设置在第二支撑平台304下方。

一种大长细比发动机的穿舱套装方法，如图4-图6所示，包括以下步骤：

确定发动机6、设备舱5、发动机舱4均完成对接时，发动机6与设备舱5的轴线角度α、发动机6与发动机舱4的轴线角度β。

步骤1.将发动机6安装到发动机支撑调姿轨道架车3上，采用发动机支撑托架301进行支撑。

此时发动机6轴线为水平设置。

步骤2.将设备舱5安装到设备舱支撑龙门架2。

通过设备舱支撑龙门架2将设备舱5的轴线与水平面成角度限制呈角度α支撑，示例性的，α为4.5°。

在将设备舱5安装到设备舱支撑龙门架2之前，应明确在设备舱5与设备舱支撑龙门架2的机械连接接口，示例性的，采用舱体前后对接螺纹孔。

步骤3.将发动机6与设备舱5进行穿舱套装和对接，移除设备舱支撑龙门架2。

发动机6与设备舱5的对接过程中：

在垂直于水平面方向上，发动机6为主动对接端，设备舱5为被动对接端，存在位置不协调情况时采用发动机支撑调姿轨道架车3对发动机6姿态进行调整；

在水平轴向方向上，通过轴向移动设备舱支撑龙门架2控制套装的轴向行程。

示例性的，发动机支撑托架301设置有3个，为前支撑托架、中支撑托架和后支撑托架。穿舱套装时：

先下调前支撑托架，采用中支撑托架和后支撑托架支撑发动机6，将设备舱5穿过前支撑托架区域，完全穿过后，恢复前支撑托架高度，此时设备舱5位于前支撑托架和中支撑托架之间；

然后下调中支撑托架，采用前支撑托架和后支撑托架支撑发动机6，将设备舱5穿过中支撑托架区域，完全穿过后，恢复中支撑托架高度，此时设备舱5位于中支撑托架和后支撑托架之间；

然后下调后支撑托架，采用前支撑托架和中支撑托架支撑发动机6，将设备舱5穿过后支撑托架区域，完全穿过后，恢复后支撑托架安装，此时设备舱5位于后支撑托架之后，到达对接位置。

将发动机6和设备舱5对接口连接，然后调节设备舱支撑托架302高度，完成对设备舱5的支撑固定后，移除设备舱支撑龙门架2。

再调整发动机支撑托架301和设备舱支撑托架302，将发动机6和设备舱5调节至适于与发动机舱4对接的角度，例如将设备舱5轴线调整至水平位置。

步骤4.将发动机舱4安装到发动机舱支撑龙门架1上，通过移动发动机舱支撑龙门架1将发动机舱4转移到发动机6上方。

发动机舱4设置有与发动机6形状相匹配的容纳腔，容纳腔为下端开口，容纳腔内设置有与发动机6对接的对接口。

发动机舱4安装前，需明确发动机舱4与发动机舱支撑龙门架1的机械连接接口，本实施例中发动机舱支撑龙门架1上设置吊挂接头101，发动机舱4上设置有吊挂孔，并将发动机舱4的轴线与水平面成角度β支撑，本例中β为0°。

步骤5.升高发动机支撑调姿轨道架车3，使发动机6和设备舱5缓慢上升，发动机6进入到发动机舱4内，连接机械接口，完成发动机舱4与发动机6和设备舱5的对接。

通过调整发动机支撑调姿轨道架车3上的发动机6高度调节支架305，可整体调节第一支撑平台303的高度，从而使发动机6和设备舱5整体进行上下移动，便于发动机6与发动机舱4的对接。

为了保证大长细比发动机穿舱套装能够一次性完成，避免引起损失，在工装正式安装、穿舱前可进行试安装，确保各接口的适应性，并检查升降机构合的可行性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种大长细比发动机的穿舱套装方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.将发动机安装到发动机支撑调姿轨道架车上，采用发动机支撑托架进行支撑；

步骤2.将设备舱安装到设备舱支撑龙门架，设备舱支撑龙门架将所述设备舱限制在一定的角度；

步骤3.将发动机与设备舱进行穿舱套装和对接，移除设备舱支撑龙门架；

步骤4.通过调整发动机支撑调姿轨道架车，将设备舱调整至水平；

步骤5.将发动机舱安装到发动机舱支撑龙门架上，通过移动发动机支撑龙门架将发动机舱转移到发动机上方；

步骤6.升高发动机支撑调姿轨道架车，使发动机和设备舱缓慢上升，发动机进入到发动机舱内，连接机械接口，完成发动机舱与发动机和设备舱的对接；

其中，发动机支撑托架设置有多个，发动机支撑托架沿发动机轴向间隔设置，相邻两个所述发动机支撑托架之间的距离大于设备舱轴向长度；

步骤3中，穿舱套装时先将处于发动机前方的第一个发动机支撑托架下调，推动设备舱前进，进入第一个发动机支撑托架与第二个发动机支撑托架的间隔中后，将第一个支撑托架上调至支撑位置，然后将第二个发动机支撑托架下调，依次操作，直至完成穿舱。

2.根据权利要求1所述的大长细比发动机的穿舱套装方法，其特征在于，所述步骤3中，发动机与设备舱的对接过程中，在垂直于水平面方向上，发动机为主动对接端，设备舱为被动对接端，存在位置不协调情况时采用发动机支撑调姿轨道架车对发动机姿态进行调整；

在水平轴向方向上，通过轴向移动设备舱支撑龙门架控制套装的轴向行程。

3.根据权利要求1所述的大长细比发动机的穿舱套装方法，其特征在于，所述穿舱套装方法使用大长细比发动机的穿舱套装工装；所述穿舱套装工装包括设备舱支撑龙门架、发动机舱支撑龙门架和发动机支撑调姿轨道架车；

所述设备舱支撑龙门架用于对设备舱进行支撑固定；

所述发动机舱支撑龙门架用于对发动机舱进行支撑固定；

所述发动机支撑调姿轨道架车包括发动机支撑托架和设备舱支撑托架，所述发动机支撑托架和设备舱支撑托架均能够进行高度调节，所述发动机支撑托架用于对发动机进行支撑固定及姿态调整；所述设备舱支撑托架用于在发动机穿舱后对设备舱进行支撑固定和姿态调整；

所述设备舱支撑龙门架、发动机舱支撑龙门架和发动机支撑调姿轨道架车底部均设置有行走滚轮。

4.根据权利要求3所述的大长细比发动机的穿舱套装方法，其特征在于，所述发动机支撑托架设置有3个，为前支撑托架、中支撑托架和后支撑托架。

5.根据权利要求4所述的大长细比发动机的穿舱套装方法，其特征在于，所述前支撑托架和后支撑托架处设置有冗余紧固件。

6.根据权利要求3所述的大长细比发动机的穿舱套装方法，其特征在于，所述设备舱支撑托架设置在发动机支撑调姿轨道架车上发动机尾部对应的位置；

所述设备舱支撑托架设置有多个，第一个设备舱支撑托架与最后一个设备舱支撑托架之间的距离小于设备舱的轴向长度。

7.根据权利要求3-4任一所述的大长细比发动机的穿舱套装方法，其特征在于，所述发动机支撑调姿轨道架车包括第一支撑平台和第二支撑平台；

所述第一支撑平台与第二支撑平台为上下设置，所述第一支撑平台与第二支撑平台之间设置有高度调节支架。

8.根据权利要求7所述的大长细比发动机的穿舱套装方法，其特征在于，所述发动机支撑托架和设备舱支撑托架设置在第一支撑平台上。

9.根据权利要求7所述的大长细比发动机的穿舱套装方法，其特征在于，所述发动机支撑调姿轨道架车的行走滚轮设置在第二支撑平台下方。

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