CN113400003B - 一种广可行域多工位航空发动机单元体装配平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种广可行域多工位航空发动机单元体装配平台，包括底板、升降机构和轴心回转机构，该轴心回转机构与发动机连接，还包括俯仰翻转机构，该升降机构一端与该底板连接，该升降机构另一端与该俯仰翻转机构枢接，该俯仰翻转机构设有与该升降机构枢接的枢轴，该轴心回转机构固定于该俯仰翻转机构，设沿该升降机构的升降方向为A轴，设该枢轴轴线为B轴，设该轴心回转机构的回转轴线为C轴，该升降机构用于沿A轴移动该发动机，该轴心回转机构用于绕C轴回转该发动机，该俯仰翻转机构用于绕B轴翻转该发动机。在发动机装配中，本发明能够调整发动机固定的俯仰角度，能够对发动机姿态进行多角度调节，提高装配效率。

Description

一种广可行域多工位航空发动机单元体装配平台

技术领域

本发明涉及航空发动机装配技术领域，具体而言，涉及一种广可行域多工位航空发动机单元体装配平台。

背景技术

航空发动机装配过程中，有多个单元装配体例如反推力装置、低压压气机、机匣风扇装置等环型单元装配体，都存在体积大、质量重，且装配过程中需要实现竖直升降、俯仰翻转以及绕轴心旋转这三个不同方向的运动，传统装配过程中工人操作需爬上装、弯下装、蹲下装、趴下装，现有工艺装备航车与装配车架一套，存在不同工序情况下装配需从这个装配车架换到另一个装配车架，从工位A移动工位B等等问题，因而操作繁琐、装配效率低且在装配过程中工人存在一定的难度与危险，不能满足生产发展的需求。

现有已公开的专利名称为“可升降的发动机拆装翻转架”、公开号为CN206561249U的中国实用新型，该专利设有立柱，该立柱下端设有液压缸，该立柱上端设有转动架，转动架与发动机连接，利用液压缸实现立柱的升降，利用转动架实现发动机绕转动架中心作回转运动，以实现发动机的升降和回转。

但是，在发动机装配中，上述专利无法调整发动机固定的俯仰角度，不能对发动机姿态进行多角度调节，降低了装配效率。

发明内容

本发明的目的包括提供一种广可行域多工位航空发动机单元体装配平台，其针对广可行域多工位航空发动机单元体装配平台而设计，在发动机装配中，能够调整发动机固定的俯仰角度，能够对发动机姿态进行多角度调节，提高装配效率。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：

一种广可行域多工位航空发动机单元体装配平台，包括底板、升降机构和轴心回转机构，该轴心回转机构与发动机连接，还包括俯仰翻转机构，该升降机构一端与该底板连接，该升降机构另一端与该俯仰翻转机构枢接，该俯仰翻转机构设有与该升降机构枢接的枢轴，该轴心回转机构固定于该俯仰翻转机构，设沿该升降机构的升降方向为A轴，设该枢轴轴线为B轴，设该轴心回转机构的回转轴线为C轴，该升降机构用于沿A轴移动该发动机，该轴心回转机构用于绕C轴回转该发动机，该俯仰翻转机构用于绕B轴翻转该发动机。

本发明的一实施例中，所述俯仰翻转机构包括翻转驱动部和俯仰连接基座，该俯仰连接基座与所述轴心回转机构固定，该俯仰连接基座通过所述枢轴与所述升降机构枢接，该翻转驱动部用于驱动该俯仰连接基座绕该枢轴转动。

本发明的一实施例中，所述升降机构包括升降驱动部和升降臂，该升降臂一端设有与所述底板枢接的定端，该升降臂另一端设有动端，该动端与所述俯仰翻转机构枢接，该升降驱动部与该动端连接，该升降驱动部用于驱动该升降臂以该定端为中心转动。

本发明的一实施例中，所述俯仰连接基座配置有翻转臂，所述翻转驱动部配置为翻转液压缸，该翻转液压缸一端与该翻转臂枢接，该翻转液压缸另一端与所述升降机构枢接。

本发明的一实施例中，所述翻转液压缸配置有第一双向平衡阀。

本发明的一实施例中，所述升降驱动部配置为升降液压缸，该升降液压缸一端与所述底板枢接，该升降液压缸另一端与所述升降臂枢接。

本发明的一实施例中，所述升降液压缸配置有第二双向平衡阀。

本发明的一实施例中，所述轴心回转机构包括转接盘和回转驱动部，该转接盘配有转接轴，该转接轴通过轴承与所述俯仰连接基座连接，该转接轴与该回转驱动部连接。

本发明的一实施例中，所述回转驱动部配置有涡轮蜗杆减速机，该涡轮蜗杆减速机的动力输出端与该转接轴连接。

本发明的一实施例中，所述回转驱动部还配置有行星减速机，该行星减速机的动力输出端与所述涡轮蜗杆减速机的动力输入端连接。

本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

本发明实施例设置包括底板、升降机构、轴心回转机构和俯仰翻转机构的广可行域多工位航空发动机单元体装配平台，利用升降机构实现发动机上升或下降的移动，利用轴心回转机构实现发动机绕回转轴线顺转或逆转的转动，利用俯仰翻转机构实现发动机的前倾或后倾的翻转，在发动机装配中，能够调整发动机固定的俯仰角度，能够对发动机姿态进行多角度调节，提高了装配效率，进而实现了发动机装配过程中的三轴旋转，作业人员可直接在装配平台上完成装配过程中各个工位的动作，相对于现有装配工艺装备，本发明实施例省去了不同工位转换人工翻转的步骤，不仅提高了装配效率和质量，而且解放了人工劳动力，也保证了作业人员的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明中广可行域多工位航空发动机单元体装配平台的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为本发明中液压电气安装柜的结构示意图；

图4为本发明中液压控制系统的结构示意图；

图5为本发明中升降液压缸的结构示意图；

图6为本发明中翻转液压缸的结构示意图；

图7为本发明中轴心回转机构的结构示意图；

图8是图7的A-A剖视图；

图9为本发明中触摸屏的手动操作面板示意图；

图10为本发明中触摸屏的自动操作面板示意图。

图标：1-配重板，2-底板，3-液压电气安装柜，4-工具柜，5-升降臂，6-升降液压缸，7-俯仰连接基座，71-翻转臂，8-转接盘，81-转接轴，9-行星减速机，10-涡轮蜗杆减速机，11-大臂销轴，12-大臂耳座，13-大臂铰接座，15-第二双向平衡阀，16-第一双向平衡阀，17-枢轴，18-翻转液压缸，20-伺服电机，26-显示屏，27-按钮，28-泵组，29-油箱，30-阀组。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“配置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参照图1至图10，一种广可行域多工位航空发动机单元体装配平台，包括底板2、升降机构、轴心回转机构和俯仰翻转机构。

在本实施例中，如图1所示，底板2作为升降机构的安装基础，而且底板2下表面还设有配重板1，利用配重板1平衡整个装配平台，在底板2上表面设有液压电气安装柜3和工具柜4，液压电气安装柜3由显示屏26、按钮27、液压控制系统与电气控制系统组成，显示屏26与按钮27固定在安装柜面上，如图3所示；液压控制系统与电气控制系统一左一右安装在液压电气安装柜3里；如图4所示，液压控制系统包括阀组30、泵组28以及油箱29等，阀组30包括电磁换向阀、手动泵、比例换向阀、高压过滤器、压力传感器和溢流阀等，阀组30用来控制液压缸动作、速度及压力；泵组28由电机、钟形罩和泵组28成，为液压系统提供动力源；电气控制系统由触摸屏、可编程逻辑控制器(PLC)、空开、接触器、伺服驱动、接线端子、线槽等组成。需要说明的是，显示屏26、按钮27、液压控制系统与电气控制系统之前的连接，液压控制系统与电气控制系统内部各子部件之间的连接，均是本领域技术人员利用现有技术经验或理论知识便可完成的。

如图1和图2，升降机构包括升降驱动部和升降臂5，该升降臂5一端设有与底板2枢接的定端，该升降臂5另一端设有动端，该动端与所述俯仰翻转机构枢接，该升降驱动部与该动端连接，该升降驱动部用于驱动该升降臂5以该定端为中心转动，具体的，升降臂5定端设有大臂铰接座13，在底板2上通过螺钉固定有大臂耳座12，大臂耳座12设有大臂销轴11，大臂耳座12通过大臂销轴11与大臂铰接座13枢接，以实现升降臂5与底板2的枢接。升降驱动部配置为升降液压缸6，如图5，该升降液压缸6接入液压控制系统，该升降液压缸6一端与所述底板2枢接，该升降液压缸6另一端与所述升降臂5枢接，具体的，升降液压缸6两端均通过销轴铰接有铰接座D，升降液压缸6一端的铰接座D固定在底板2上，升降液压缸6另一端的铰接座D固定在升降臂5上。在发动机装配过程中，当需要升高发动机以对发动机底部进行作业时，通过液压控制系统控制升降液压缸6伸出，驱动升降臂5以定端为圆心转动，升降臂5的动端上升，也就实现了发动机的上升抬高。升降液压缸6还配置有第二双向平衡阀15，第二双向平衡阀15固定在升降液压缸6外壁，利用第二双向平衡阀15起到防止升降液压缸6爆管的作用，以及起到升降液压缸6闭锁功能，保护设备安全的作用。需要说明的是，本实施例通过改变升降臂5的倾斜角度实现发动机高度的升降，升降臂5的倾斜角度小，则发动机的高度低，升降臂5的倾斜角度大，则发动机的高度高。虽然升降臂5在升降发动机时，发动机除了在竖直方向有位移分量，在水平方向也有位移分量，为了便于以机床自由度的方式描述本装配平台，设沿该升降机构的升降方向为A轴，即发动机在竖直方向的位移分量所在的方向，如果发动机还没有安装至本装配平台时，通过升降臂5沿A轴调整轴心回转机构的位置。

如图1-2和图7-8所示，俯仰翻转机构包括翻转驱动部和俯仰连接基座7，该俯仰连接基座7与所述轴心回转机构固定，该俯仰连接基座7通过所述枢轴17与所述升降机构枢接，该翻转驱动部用于驱动该俯仰连接基座7绕该枢轴17转动，翻转驱动部驱动俯仰连接基座7转动的方式可以液压缸驱动或齿轮齿圈驱动或齿轮副驱动等。本实施例中，翻转驱动部采用液压缸驱动的方式驱动俯仰连接基座7转动，具体的，俯仰连接基座7配置有翻转臂71，翻转驱动部配置为翻转液压缸18，翻转液压缸18接入液压控制系统，翻转液压缸18一端与该翻转臂71枢接，该翻转液压缸18另一端与所述升降机构枢接，具体的，翻转液压缸18的两端分别设有铰接座，翻转液压缸18一端通过铰接座与该翻转臂71枢接，该翻转液压缸18另一端通过铰接座与所述升降臂5枢接。当需要绕枢轴17翻转发动机，以便对发动机底部进行装配时，翻转液压缸18伸出或缩进，翻转液压缸18对俯仰连接基座7的翻转臂71施加推力或拉力，在杠杆作用下，俯仰连接基座7绕枢轴17转动，进而实现调整发动机固定的俯仰角度，也就是实现发动机前倾或后倾的姿态调整。如图6，翻转液压缸18配置有第一双向平衡阀16，第一双向平衡阀16固定在翻转液压缸外壁，利用第一双向平衡阀16起到防止翻转液压爆管的作用，以及起到翻转液压闭锁功能，保护设备安全的作用。为了便于以机床自由度的方式描述本装配平台，设枢轴17轴线为B轴。

如图1和图2所示，轴心回转机构包括转接盘8和回转驱动部，该转接盘8配有转接轴81，转接轴81垂直于转接盘8盘面，转接轴81与转接盘8可以是一体成型的，转接轴81与转接盘8也可以是焊接、螺纹连接而成的。转接盘8接盘处通过螺栓与辅助工装夹具相连，为装置工装提供连接接口，该辅助工装夹具是指与发动机连接的工装夹具，发动机通过该辅助工装夹具与转接盘8连接，该辅助工装夹具采用现有技术即可，该辅助工装夹具是本领域技术人员进行发动机装配所常用或定制的。转接轴81通过圆锥滚子轴承与所述俯仰连接基座7连接，该转接轴81与该回转驱动部连接。回转驱动部包括伺服电机20、涡轮蜗杆减速机10和行星减速机9，伺服电机20接入电气控制系统，该涡轮蜗杆减速机10的动力输出端与该转接轴81连接，该涡轮蜗杆减速机10用于系统减速和系统自锁，该行星减速机9的动力输出端与所述涡轮蜗杆减速机10的动力输入端连接，行星减速机9与涡轮蜗杆减速机10相连，具有改变变速系统传动方向和系统减速的作用。当需要回转发动机时，通过转接盘8的回转运动驱动发动机转接轴81轴线回转，实现发动机的顺转或逆转。为了便于以机床自由度的方式描述本装配平台，设该轴心回转机构的回转轴线为C轴，也就是设转接轴81轴线为C轴。

本装配平台具有沿A轴移动、沿B轴转动和沿C轴回转的三个自由度，因此该装配平台具有三轴旋转操作的功能。

本发明实施例设置包括底板2、升降机构、轴心回转机构和俯仰翻转机构的广可行域多工位航空发动机单元体装配平台，设沿该升降机构的升降方向为A轴，设该枢轴17轴线为B轴，设该轴心回转机构的回转轴线为C轴。利用升降机构沿A轴移动该发动机，实现发动机上升或下降的移动；利用轴心回转机构绕C轴回转该发动机，实现发动机绕回转轴线顺转或逆转的转动；利用俯仰翻转机构绕B轴翻转该发动机，实现发动机的前倾或后倾的翻转，在发动机装配中，能够调整发动机固定的俯仰角度，能够对发动机姿态进行多角度调节，提高了装配效率，进而实现了发动机装配过程中的三轴旋转，作业人员可直接在装配平台上完成装配过程中各个工位的动作，相对于现有装配工艺装备，本发明实施例省去了不同工位转换人工翻转的步骤，不仅提高了装配效率和质量，而且解放了人工劳动力，也保证了作业人员的安全性。

以下通过装配航空发动机反推力装置为例对本实施例进行说明。反推力装置的装配是航空发动机单元体装配线最核心的工序，反推力装置主要由转接段、防火隔板、外罩、上电动梁、下电动梁、尾喷管、反推门、整流罩以及相应附件构成。本实例主要需要两个工位状态，分别是工位一和工位二。

本实施例中，设定广可行域多工位航空发动机单元体装配平台的初始位置，即设定本装配平台处于工位一状态，即，控制升降液压缸6伸出或缩进，调整升降液压缸6的倾斜程度，以调整升降液压缸6的中心线与底板2的夹角，直至升降液压缸6中心线与底板2的夹角为35°，控制翻转液压缸18伸缩，以使俯仰连接基座7转动，直至转接盘8盘面与底板2平行，转接盘8中心与底板2垂直距离为1200mm。在升降液压缸6伸缩过程中，升降臂5摆动，转接盘8中心距底板2的垂直距离随之变化，也就实现了沿A轴移动转接盘8，以调整转接盘8中心与地面的垂直距离。在翻转液压缸18伸缩过程中，俯仰连接基座7转动绕其枢轴17翻转，也就实现了绕B轴翻转转接盘8。

将装配平台调至工位一状态后，在转接盘8上安装辅助工装夹具，并把反推力装置的转接段装配至辅助工装夹具上。保持升降液压缸6初始位置角度不变，在工位一状态下依次装配外罩、尾喷管、防火隔板以及上、下电动梁组件。

在工位一状态下的反推力装置装配工序结束后，设定工位二状态，即控制翻转液压缸18缩进，直至转接盘8盘面与地面垂直，控制升降液压缸6伸出，以使升降臂5摆动，抬升反推力装置，直至转接盘8中心与地面垂直距离为1700mm。在工位二状态下依次装配反推门、控制及连锁机构。

根据反推力装置的装配工艺，需对反推力装置进行反推门试验，在工位二状态下，反推力装置施加一定的压力，试验结束时仍在该状态下继续安装上、下外整流罩。其间，安装各个零部件时，可根据孔位的不同位置，通过控制伺服电机20，驱动转接盘8顺时针回转或逆时针回转，即驱使反推力装置随转接盘8绕C轴顺转或逆转来旋转到指定位置。

至此，反推力装置安装完成，点击自动操作界面中的工位状态，选择“工位一”，回到初始位置，将反推力装置卸下，完成装配。

以上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 (6)

1.一种广可行域多工位航空发动机单元体装配平台，包括底板、升降机构和轴心回转机构，该轴心回转机构与发动机连接，其特征在于，

还包括俯仰翻转机构，

该升降机构一端与该底板连接，该升降机构另一端与该俯仰翻转机构枢接，该俯仰翻转机构设有与该升降机构枢接的枢轴，该轴心回转机构固定于该俯仰翻转机构，

设沿该升降机构的升降方向为A轴，设该枢轴轴线为B轴，设该轴心回转机构的回转轴线为C轴，

该升降机构用于沿A轴移动该发动机，该轴心回转机构用于绕C轴回转该发动机，该俯仰翻转机构用于绕B轴前倾或后倾地翻转该发动机；

所述俯仰翻转机构包括翻转驱动部和俯仰连接基座，该俯仰连接基座与所述轴心回转机构固定，该俯仰连接基座通过所述枢轴与所述升降机构枢接，该翻转驱动部用于驱动该俯仰连接基座绕该枢轴转动；

所述升降机构包括升降驱动部和升降臂，该升降臂一端设有与所述底板枢接的定端，该升降臂另一端设有动端，该动端与所述俯仰翻转机构枢接，该升降驱动部与该动端连接，该升降驱动部用于驱动该升降臂以该定端为中心转动；

所述俯仰连接基座配置有翻转臂，所述翻转驱动部配置为翻转液压缸，该翻转液压缸一端与该翻转臂枢接，该翻转液压缸另一端与所述升降机构枢接；

所述升降驱动部配置为升降液压缸，该升降液压缸一端与所述底板枢接，该升降液压缸另一端与所述升降臂枢接。

2.根据权利要求1所述的广可行域多工位航空发动机单元体装配平台，其特征在于，

所述翻转液压缸配置有第一双向平衡阀。

3.根据权利要求1所述的广可行域多工位航空发动机单元体装配平台，其特征在于，

所述升降液压缸配置有第二双向平衡阀。

4.根据权利要求1所述的广可行域多工位航空发动机单元体装配平台，其特征在于，

所述轴心回转机构包括转接盘和回转驱动部，

该转接盘配有转接轴，该转接轴通过轴承与所述俯仰连接基座连接，该转接轴与该回转驱动部连接。

5.根据权利要求4所述的广可行域多工位航空发动机单元体装配平台，其特征在于，

所述回转驱动部配置有涡轮蜗杆减速机，

该涡轮蜗杆减速机的动力输出端与该转接轴连接。

6.根据权利要求5所述的广可行域多工位航空发动机单元体装配平台，其特征在于，

所述回转驱动部还配置有行星减速机，

该行星减速机的动力输出端与所述涡轮蜗杆减速机的动力输入端连接。

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