CN114166152B - 一种航空发动机自动装配对中测量装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种航空发动机自动装配对中测量装置及其使用方法，利用高精度的激光测距传感器以及标定杆以解决装配精度和可靠性的问题，通过数据处理配合装配工装自动调节实现航空发动机自动化装配。本发明提供的装置及其使用方法适用于航空发动机的自动装配，解决了在传统航空发动机装配过程中人工操作所导致的发动机磨损、装配质量浮动等情况，不仅提高了装配精度、装配效率，而且减少了因发动机磕碰、装配质量不稳定等现象所导致发动机磨损严重、使用寿命降低等情况。
Description
技术领域
本发明属于航空发动机装配技术应用相关的装配工艺领域，涉及一种航空发动机自动装配对中测量装置及其使用方法。
背景技术
航空发动机作为飞行器的动力来源，其装配质量将直接影响发动机的最终性能。在精密装配的整个工作模式中，航空发动机的孔轴装配作业占据了重要的位置。装配前，核心机与低压涡轮处于分离状态，装配过程中需要对孔轴对中，如果对中误差过大，将会导致核心机与低压涡轮产生严重磨损，显著降低后续飞行器的使用寿命并同时对飞行器使用造成很大的危害。
目前传统的航空发动机装配过程多为人工操作完成，人工装配不仅耗费大量的人力以及时间，而且最终的装配精度和可靠性也难以得到保证，不适合大批量、高稳定性的生产任务。为保证航空发动机的装配质量，提高其可靠性，延长其使用寿命，航空发动机的自动化装配已成为航空发动机装配的必然趋势。
发明内容
针对传统航空发动机装配过程中存在人工操作导致发动机装配质量不稳定的问题，本发明提供一种航空发动机自动装配对中测量装置及其使用方法，利用高精度的激光测距传感器以及标定杆以解决装配精度和可靠性的问题，通过数据处理配合装配工装自动调节实现航空发动机自动化装配。
本发明采用以下技术方案：一种航空发动机自动装配对中测量装置，包括：
一核心机及安装在其端面上的一传感器支架；
激光测距传感器组一与激光测距传感器组二由螺栓固定，均匀分布在传感器支架上且两组传感器对应不同平面；
一标定杆左端位于核心机孔内，右端位于核心机外；
一低压涡轮由装配工装所吊装；
其中，所述标定杆与核心机过盈连接，右端留出部分与激光测距传感器组一和激光测距传感器组二配合测量，所述激光测距传感器组一由四个激光测距传感器所组成，激光测距传感器组二由四个相对于与激光测距传感器组一不在同一平面的激光测距传感器所组成，传感器支架由两个半传感器支架所组成。
进一步的，标定杆的数据作为后续测量低压涡轮偏差调节的数据，装配工装控制低压涡轮多自由度的空间位姿调节。
本发明采用的第二种技术方案时，航空发动机自动装配对中测量装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤1.提取标定杆轴面一、轴面二中心；
步骤2.核心机中心孔轴线标定；
步骤3.低压涡轮中心轴线偏差测量与调节。
在上述步骤1中，提取标定杆轴面一、轴面二中心的具体步骤包括：
1)激光测距传感器组一向标定杆发射激光，在获取轴面一的距离数据后传送给上位机并记录，结合标定杆直径大小通过数据处理提取轴面一中心；
2)激光测距传感器组二向标定杆发射激光，在获取轴面二的距离数据后传送给上位机并记录，结合标定杆直径大小通过数据处理提取轴面二中心。
在上述步骤2中，核心机中心孔轴线标定的具体步骤包括：
1)将上述步骤1所得到的轴面一中心点与轴面二中心点相连接，得到核心机在空间上的中心孔轴线并记录；
2)拆除标定杆并将低压涡轮通过装配工装移动至激光测距传感器组一与激光测距传感器组二所能检测到的位置。
在上述步骤3中，转子单元体轴线偏差测量与调节的具体步骤包括：
1)根据步骤1所述的方法获取低压涡轮两轴面的中心并连接两轴面中心获取此时低压涡轮的中心轴线；
2)测量得出低压涡轮与核心机的中心轴线偏差，通过装配工装对低压涡轮进行位姿调节；
3)判断低压涡轮与核心机孔轴线同轴情况是否满足偏差要求，如若不满足，重复偏差测量与调节，如若满足，则完成对中测量过程。
本发明的有益效果是：本发明提供一种航空发动机自动装配对中测量装置及其使用方法适用于航空发动机的自动装配，解决了在传统航空发动机装配过程中人工操作所导致的发动机磨损、装配质量浮动等情况，不仅提高了装配精度、装配效率，而且减少了因发动机磕碰、装配质量不稳定等现象所导致发动机磨损严重、使用寿命降低等情况。
附图说明
图1为本发明的一种航空发动机自动装配对中测量装置的装配关系示意图。
图2为本发明的激光测距传感器对标定杆的数据采集过程示意图。
其中，1.核心机，2.传感器支架，2-1、2-2.半传感器支架，3.激光测距传感器组一，4.激光测距传感器组二，，3-1、3-2、3-3、3-4、4-1、4-2、4-3、4- 4.激光测距传感器.5.标定杆，6.低压涡轮，7.监测轴面，7-1.轴面一，7-2.轴面二、8.中心孔轴线(核心机)。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式来对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种航空发动机自动装配对中测量装置，如图1所示，包括核心机1及安装在其端面上的传感器支架2，标定杆5左端与核心机1过盈连接，右端位于核心机1外，激光测距传感器组一3与激光测距传感器组二4由螺栓固定，均匀分布在传感器支架2上且两组传感器对应轴上的不同平面，低压涡轮6 由装配工装所吊装；
本发明还提供了一种航空发动机自动装配对中测量装置的使用方法，如图2 所示，应用本发明方法对航空发动机进行自动对中测量，执行以下步骤：
(1)提取标定杆5的轴面一7-1、轴面二7-2中心，具体步骤包括：
1)激光测距传感器组一3向标定杆5发射激光，在获取轴面一7-1的距离数据后传送给上位机并记录，结合标定杆5直径大小通过数据处理提取轴面一 7-1中心；
2)激光测距传感器组二4向标定杆5发射激光，在获取轴面二7-2的距离数据后传送给上位机并记录，结合标定杆5直径大小通过数据处理提取轴面二 7-2中心。
(2)对核心机1中心孔轴线8标定，提供低压涡轮6偏差测量环境，具体步骤包括：
1)将上述步骤所得到的轴面一7-1中心点与轴面二7-2中心点相连接，得到核心机1在空间上的中心孔轴线8并记录；
2)拆除标定杆5并将低压涡轮6通过装配工装移动至激光测距传感器组一 3与激光测距传感器组二4所能检测到的位置。
(3)对低压涡轮2中心轴线偏差测量与调节，具体步骤包括：
1)根据步骤1所述的方法获取低压涡轮6两轴面的中心并连接两轴面中心获取此时低压涡轮6的中心轴线；
2)测量得出低压涡轮6与核心机1的中心轴线偏差，通过装配工装对低压涡轮6进行位姿调节；
3)判断低压涡轮6与核心机1孔轴线同轴情况是否满足偏差要求，如若不满足，重复偏差测量与调节，如若满足，则完成对中测量过程。
实施例
一种航空发动机自动装配对中测量装置，核心机1与低压涡轮6都由装配工装所吊装且低压涡轮6的多自由度空间位姿调节由装配工装所控制，均匀分布八个传感器的传感器支架2位于核心机1后端面，且每四个传感器为一组，每组监测的轴面不同，传感器支架2分为两个半传感器支架2-1、2-2，便于核心机与低压涡轮配合时拆卸，标定杆5左端与核心机过盈连接，后端与两组传感器配合测量核心机的中心孔轴线8。
一种航空发动机自动装配对中测量装置的使用方法，首先利用激光测距传感器组一3与激光测距传感器组二4对标定杆5的轴面一7-1、轴面二7-2获取距离数据，结合标定杆5直径大小得出两轴面中心，连接两轴面中心得到核心机1 的中心孔轴线8，上位机记录后拆去标定杆5，利用装配工装将低压涡轮6移动至两组传感器能够检测到的位置，重复轴面测量、获取中心孔轴线的工作并测量得出与核心机1的中心轴线偏差，利用装配工装调节低压涡轮6直至核心机1与低压涡轮6的中心孔轴线重合。
Claims (5)
1.一种航空发动机自动装配对中测量装置，其特征在于：
一核心机(1)及安装在其端面上的一传感器支架(2)；
激光测距传感器组一(3)与激光测距传感器组二(4)由螺栓固定，均匀分布在传感器支架(2)上且两组传感器对应不同平面；
一标定杆(5)左端位于核心机(1)孔内，右端位于核心机(1)外；
一低压涡轮(6)由装配工装所吊装；
其中，所述标定杆(5)与核心机(1)过盈连接，右端留出部分与激光测距传感器组一(3)和激光测距传感器组二(4)配合测量，所述激光测距传感器组一(3)由激光测距传感器(3-1)、激光测距传感器(3-2)、激光测距传感器(3-3)与激光测距传感器(3-4)所组成，激光测距传感器组二(3)由激光测距传感器(4-1)、激光测距传感器(4-2)、激光测距传感器(4-3)与激光测距传感器(4-4)所组成，传感器支架(2)由半传感器支架(2-1)与半传感器支架(2-2)所组成。
2.根据权利要求1所述的一种航空发动机自动装配对中测量装置的使用方法，其特征在于包括下述步骤：
步骤1.提取标定杆(5)轴面一(7-1)、轴面二(7-2)中心；
步骤2.核心机(1)中心孔轴线(8)标定；
步骤3.低压涡轮(6)中心轴线偏差测量与调节。
3.根据权利要求2所述的使用方法，其特征在于：在所述的步骤1中，提取标定杆(5)轴面一(7-1)中心、轴面二(7-2)中心的具体步骤包括：
1)激光测距传感器组一(3)向标定杆(5)发射激光，在获取轴面一(7-
1)的距离数据后传送给上位机并记录，结合标定杆(5)直径大小通过数据处理提取轴面一(7-1)中心；
2)激光测距传感器组二(4)向标定杆(5)发射激光，在获取轴面二(7-2)的距离数据后传送给上位机并记录，结合标定杆(5)直径大小通过数据处理提取轴面二(7-2)中心。
4.根据权利要求2所述的使用方法，其特征在于：在所述的步骤2中，核心机(1)中心孔轴线(8)标定的具体步骤包括：
1)将上述步骤1所得到的轴面一(7-1)中心点与轴面二(7-2)中心点相连接，得到核心机(1)在空间上的中心孔轴线(8)并记录；
2)拆除标定杆(5)并将低压涡轮(6)通过装配工装移动至激光测距传感器组一(3)与激光测距传感器组二(4)所能检测到的位置。
5.根据权利要求2所述的使用方法，其特征在于：在所述的步骤3中，低压涡轮(6)中心轴线偏差测量与调节的具体步骤包括：
1)根据步骤1所述的方法获取低压涡轮(6)两轴面的中心并连接两轴面中心获取此时低压涡轮(6)的中心轴线；
2)测量得出低压涡轮(6)与核心机(1)的中心轴线偏差，通过装配工装对低压涡轮(6)进行位姿调节；
3)判断低压涡轮(6)与核心机(1)孔轴线同轴情况是否满足偏差要求，如若不满足，重复偏差测量与调节，如若满足，则完成对中测量过程。
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