CN113932708A - 一种调整航空发动机轴承端面跳动的校准装置及其校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种调整航空发动机轴承端面跳动的校准装置及其校准方法，包括底座、设置在底座上的转台组件以及设置在底座两端且关于转台组件对称布置的测量组以及与所述测量组件通信连接的终端设备；测量组件包括立柱、沿立柱上下滑动和水平滑动的横臂、设置在立柱顶端的激光器以及设置在横臂端部的测量传感器，激光器和测量传感器分别与终端设备通信连接，激光器的检测端朝向被测件；该装置进行测量检测，并根据测量结果系统自动生成高低点并进行标注，利用调整垫平面加工公差的高低点，与机匣配合面的圆周上挪动调整垫的角向装配位置来弥补组件高低点的累积误差，从而达到补偿组件累积误差的目的。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机技术领域，具体涉及一种调整航空发动机轴承端面跳动的校准装置及其校准方法。
背景技术
航空发动机主轴承是转子和机匣之间的支撑点(以下简称支点)，轴承内钢套装在转子轴颈上，外钢套固定在机匣的轴承弹性支座上，轴承弹性支座具有减震作用，中间是滚柱或滚珠。发动机各单元体组件堆叠装配时，每个轴承外钢套都有端面跳动的要求，航空发动机的轴承端面跳动要求精度高必须控制在0.05mm内。
由于发动机各大部件机匣机加工有误差，并且该误差只能减小，无法消除。发动机核心机对接装配时，各内涵机匣组件堆叠后，机匣加工公差最终转化成累积误差集中最后端的轴承支座处，导致轴承端面跳动难以合格轴承断面跳动差，则各轴承支点的同轴度就差，会导致转子工作时不平衡量超标。以中介机匣为基准，假如装配过程中各组件的最大公差均在一个方向点或局部区域面上，A、B、C、D四个机匣的端面跳动累计误差理论上最大可达0.20mm，并且端面跳动累积值具有随机性。而轴承端面跳动要求为不超过0.05mm，机匣端面跳动累积误差理论最大值远远超出轴承端面跳动要求，严重影响装配质量。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种调整航空发动机轴承端面跳动的校准装置及其校准方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种调整航空发动机轴承端面跳动的校准装置，包括底座、设置在底座上的转台组件以及设置在底座两端且关于转台组件对称布置的测量组以及与所述测量组件通信连接的终端设备；
测量组件包括立柱、沿立柱上下滑动和水平滑动的横臂、设置在立柱顶端的激光器以及设置在横臂端部的测量传感器，激光器和测量传感器分别与终端设备通信连接，激光器的检测端朝向被测件。
进一步地，立柱外壁设置有竖向滑轨，竖向滑轨上滑动配合有滑块，横臂水平滑动设置在滑块上。
进一步地，滑块靠近横臂的端面开设有竖向滑槽，竖向滑槽与竖向滑轨滑动配合，滑块的上表面开设有水平导向槽，横臂的底面滑动配合在水平导向槽内并沿水平导向槽水平滑动。
进一步地，转台组件包括设置在底座上的调心台、设置在调心台上的调平台以及设置在调平台上的转台，转台中心与被测件的中心重合，转台的回转中心线与被测件的轴线重合。
进一步地，终端设备采用计算机控制系统。
本发明还提供了一种调整航空发动机轴承端面跳动的校准方法，包括以下步骤：
S1：将高涡轴承支座组件放在转台中心点上，通过转台下方的旋钮调整被测零件的中心位置和倾斜角度保证轴承支座与转台的平行度，随后调整横臂的长度和高度，将测量传感器接触到轴承支座内表面，再开启激光器，将激光线对其轴承支座的螺纹孔，随后移动轴承支座的位置是支座找正；
S2：用自动数字表针测量高涡轴承支座的轴承安装边圆周平面度取8点数值，并通过终端设备自动生成轴承安装边圆周上的高点位置，并进行标号；
S3：将测量传感器的测量头接触到机匣安装边上，检测安装边的最高点位置并标号；
S4：用千分尺沿调整垫的圆周测量其厚度，并记录数值，在最低点处进行标号；
S5：计算机匣最高点与调整垫最低点的补偿值，若补偿值超过0.05mm时，则更换调整垫，重复步骤S4；
S6：装配带有轴承外钢套的高涡轴承支座，并用螺钉固紧力矩，使用带有百分表的测量工装测量轴承端面的跳动。
进一步地，步骤S2中所取的8个坐标点，各个坐标点之间呈45°均匀分布在轴承安装边上。
进一步地，步骤S3中进行检测时，通过转动转台，使得转台沿顺时针方向转动，当转台到达第二圈时开始记录角度位置及测量传感器数值，到达设定周期后停止。
本发明具有以下有益效果：本发明所提供的一种调整航空发动机轴承端面跳动的校准装置及其校准方法，该装置通过横臂的水平及纵向方向的移动使得测量传感器在测量平面一定范围进行任意调整姿态，提高检测的可靠性，为后续校准提供可靠测量结果，该方法根据测量结果系统自动生成高低点并进行标注，利用调整垫平面加工公差的高低点，与机匣配合面的圆周上挪动调整垫的角向装配位置来弥补组件高低点的累积误差，从而达到补偿组件累积误差的目的，保证各组件堆叠装配后，最底层机匣基准面和顶层轴承支座测量面的平行度不超过0.05mm，直接达到轴承端面跳动合格，提前通过可动机匣转位补偿，将跳动不合格风险提前规避，缩短装配、测量周期，并且本方法对发动机结构没有进行更改和变动，发动机性能不受影响。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明中滑块结构示意图；
图3为本发明中转台组件结构示意图；
图4为本发明中8个坐标点的分布示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种调整航空发动机轴承端面跳动的校准装置，包括底座1、设置在底座1上的转台组件2以及设置在底座1两端且关于转台组件2对称布置的测量组件3以及与测量组件3通信连接的终端设备4。终端设备4采用计算机控制系统，对测量组件3所测的数据进行分析统计及记录。
测量组件3包括立柱30、沿立柱30上下滑动和水平滑动的横臂31、设置在立柱30顶端的激光器32以及设置在横臂31端部的测量传感器33，激光器32和测量传感器33分别与终端设备4通信连接，激光器32的检测端朝向被测件。该装置通过横臂31的水平及纵向方向的移动使得测量传感器33在测量平面一定范围进行任意调整姿态，提高检测的可靠性，为后续校准提供可靠测量结果。根据测量结果系统自动生成高低点并进行标注，利用调整垫平面加工公差的高低点，与机匣配合面的圆周上挪动调整垫的角向装配位置来弥补组件高低点的累积误差，从而达到补偿组件累积误差的目的，保证各组件堆叠装配后，最底层机匣基准面和顶层轴承支座测量面的平行度不超过0.05mm，直接达到轴承端面跳动合格。
如图2所示，立柱30外壁设置有竖向滑轨34，竖向滑轨34上滑动配合有滑块35，横臂31水平滑动设置在滑块35上。滑块35靠近横臂31的端面开设有竖向滑槽36，竖向滑槽36与竖向滑轨34滑动配合，滑块35的上表面开设有水平导向槽37，横臂31的底面滑动配合在水平导向槽37内并沿水平导向槽37水平滑动。通过竖向滑轨34与滑块35配合实现横臂31沿立柱30的上下滑动，通过横臂31与滑块35的滑动配合实现横臂31沿立柱30的水平移动，保证横臂31带动测量传感器33能在测量范围内产生任意姿态的调整。
转台组件2包括设置在底座1上的调心台20、设置在调心台20上的调平台21以及设置在调平台21上的转台22，转台22中心与被测件的中心重合，转台22的回转中心线与被测件的轴线重合，保证被测件能稳定的固定在转台22上。
本发明还提供了一种调整航空发动机轴承端面跳动的校准方法，包括以下步骤：
S1：将高涡轴承支座组件放在转台22中心点上，通过转台22下方的旋钮调整被测零件的中心位置和倾斜角度保证轴承支座与转台22的平行度，随后调整横臂31的长度和高度，将测量传感器33接触到轴承支座内表面，再开启激光器32，将激光线对其轴承支座的螺纹孔，随后移动轴承支座的位置是支座找正；
S2：用自动数字表针测量高涡轴承支座的轴承安装边圆周平面度取8点数值，并通过终端设备4自动生成轴承安装边圆周上的高点位置，并进行标号；如图3所示，所取的8个坐标点，各个坐标点之间呈45°均匀分布在轴承安装边上。轴承支座“0”位为上方1号点为起点逆时针方向45°为2号点，90°为3号点，135°为4号点，180°为5号点，225°为6号点，270°为7号点，315°为8号点。
S3：将测量传感器33的测量头接触到机匣安装边上，检测安装边的最高点位置并标号；
在进行检测时，通过转动转台22，使得转台22沿顺时针方向转动，当转台22到达第二圈时开始记录角度位置及测量传感器33数值，到达设定周期后停止。
S4：用千分尺沿调整垫的圆周测量其厚度，并记录数值，在最低点处进行标号；
S5：计算机匣最高点与调整垫最低点的补偿值，若补偿值超过0.05mm时，则更换调整垫，重复步骤S4；
S6：装配带有轴承外钢套的高涡轴承支座，并用螺钉固紧力矩，使用带有百分表的测量工装测量轴承端面的跳动。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (8)
1.一种调整航空发动机轴承端面跳动的校准装置，其特征在于，包括底座(1)、设置在底座(1)上的转台组件(2)以及设置在底座(1)两端且关于转台组件(2)对称布置的测量组件(3)以及与所述测量组件(3)通信连接的终端设备(4)；
所述测量组件(3)包括立柱(30)、沿所述立柱(30)上下滑动和水平滑动的横臂(31)、设置在所述立柱(30)顶端的激光器(32)以及设置在所述横臂(31)端部的测量传感器(33)，所述激光器(32)和所述测量传感器(33)分别与所述终端设备(4)通信连接，所述激光器(32)的检测端朝向被测件。
2.根据权利要求1所述的调整航空发动机轴承端面跳动的校准装置，其特征在于，所述立柱(30)外壁设置有竖向滑轨(34)，所述竖向滑轨(34)上滑动配合有滑块(35)，所述横臂(31)水平滑动设置在所述滑块(35)上。
3.根据权利要求2所述的调整航空发动机轴承端面跳动的校准装置，其特征在于，所述滑块(35)靠近横臂(31)的端面开设有竖向滑槽(36)，所述竖向滑槽(36)与所述竖向滑轨(34)滑动配合，所述滑块(35)的上表面开设有水平导向槽(37)，所述横臂(31)的底面滑动配合在水平导向槽(37)内并沿所述水平导向槽(37)水平滑动。
4.根据权利要求1所述的调整航空发动机轴承端面跳动的校准装置，其特征在于，转台组件(2)包括设置在底座(1)上的调心台(20)、设置在调心台(20)上的调平台(21)以及设置在调平台(21)上的转台(22)，所述转台(22)中心与被测件的中心重合，所述转台(22)的回转中心线与被测件的轴线重合。
5.根据权利要求1至4任一项所述的调整航空发动机轴承端面跳动的校准装置，其特征在于，所述终端设备(4)采用计算机控制系统。
6.一种调整航空发动机轴承端面跳动的校准方法，其特征在于，采用权利要求1至5任一项所述的校准装置进行校准，包括以下步骤：
S1：将高涡轴承支座组件放在转台(22)中心点上，通过转台(22)下方的旋钮调整被测零件的中心位置和倾斜角度保证轴承支座与转台(22)的平行度，随后调整横臂(31)的长度和高度，将测量传感器(33)接触到轴承支座内表面，再开启激光器(32)，将激光线对其轴承支座的螺纹孔，随后移动轴承支座的位置是支座找正；
S2：用自动数字表针测量高涡轴承支座的轴承安装边圆周平面度取8点数值，并通过终端设备(4)自动生成轴承安装边圆周上的高点位置，并进行标号；
S3：将测量传感器(33)的测量头接触到机匣安装边上，检测安装边的最高点位置并标号；
S4：用千分尺沿调整垫的圆周测量其厚度，并记录数值，在最低点处进行标号；
S5：计算机匣最高点与调整垫最低点的补偿值，若补偿值超过0.05mm时，则更换调整垫，重复步骤S4；
S6：装配带有轴承外钢套的高涡轴承支座，并用螺钉固紧力矩，使用带有百分表的测量工装测量轴承端面的跳动。
7.根据权利要求6所述的一种调整航空发动机轴承端面跳动的校准方法，其特征在于，步骤S2中所取的8个坐标点，各个坐标点之间呈45°均匀分布在轴承安装边上。
8.根据权利要求6所述的一种调整航空发动机轴承端面跳动的校准方法，其特征在于，步骤S3中进行检测时，通过转动转台(22)，使得转台(22)沿顺时针方向转动，当转台(22)到达第二圈时开始记录角度位置及测量传感器(33)数值，到达设定周期后停止。
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