CN115723091B - 航空发动机弹簧组件的高效装配装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种航空发动机弹簧组件的高效装配装置及方法，高效装配装置包括安装座、涡卷弹簧收紧装置和涡卷弹簧压装装置，安装座主要用于整个装配工装使用过程中起到固定、支承作用，防止操作过程中装配工装窜动，涡卷弹簧收紧装置固定于安装座之上，通过旋转机构、工作盘等部件实现涡卷弹簧的收紧，压装装置通过压紧机构、限位环、压盖等部件，将限位环内收紧的涡卷弹簧按规定位置压装到弹簧组件的壳体内，实现涡卷弹簧的装配。本发明减轻了工人的装配劳动强度，同时提高了弹簧组件装配的一次成功率与装配质量。

Description

航空发动机弹簧组件的高效装配装置及方法

技术领域

本发明属于航空发动机整机装配试车技术领域，具体是用于航空发动机弹簧组件中涡卷弹簧的高效装配装置及装配方法。

背景技术

弹簧组件广泛用于航空发动机喷口反馈系统，旨在发动机工作时实时反馈加力部件的运行状态。弹簧组件的装配中，涉及多个精细零件的装配，其中涡卷弹簧装配技术难度最大。

涡卷弹簧的具体装配过程是需要将涡卷弹簧的直径缩小至2倍以上，然后压装于弹簧组件的壳体内，再通过止动钉对涡卷弹簧上的孔进行限位。在涡卷弹簧收缩过程中，需要克服涡卷弹簧自身弹力，该过程实现较为困难。

现阶段，通常采用的方式是采取人工持续旋转，并借助周向3颗螺栓进行旋拧压紧，该方法操作人员需要整个过程持续施力，当收缩的涡卷弹簧未达到装配状态时，需要反复调整；同时在将收缩的涡卷弹簧安装于壳体内时，因无法周向定位，需要反复调整涡卷弹簧的初始位置，效率较低，涡卷弹簧弹力较大，操作不当极易造成操作人员受伤。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明旨在提供一种航空发动机弹簧组件的高效装配装置及方法，实现稳定、快速、高效以及安全的安装涡卷弹簧，同时提升涡卷弹簧的装配质量。

本发明采用了以下技术方案：

航空发动机弹簧组件的高效装配装置，包括安装座、涡卷弹簧收紧装置和涡卷弹簧压装装置，其中：

所述涡卷弹簧收紧装置主要由工作盘、扳手、固定螺钉、活动手柄、棘爪、活动压板、压板以及滑块组成；

所述扳手同时贯穿并可转动插接在安装座和工作盘的通孔内，板手的轴向第一端外表面设置有卡槽，扳手的轴向第一端端面与压板可拆卸连接，扳手的轴向第二端与活动手柄插接，扳手表面且位于活动手柄与安装座之间设置有棘齿；

所述工作盘与压板同侧的表面上设置有涡卷弹簧限位、导向用的凸台以及滑块；

所述活动压板滑动连接在安装座上，活动压板上开有与扳手外径匹配的限位槽，活动压板的移动路径与扳手相交；

所述棘爪通过固定螺钉作为旋转轴线转动连接在安装座上，棘爪包括棘爪部和配重部，棘爪部与扳手上的棘齿配合，配重部关于固定螺钉的转矩大于棘爪部关于固定螺钉的转矩且方向相反；

所述涡卷弹簧压装装置主要由支架、限位环、压盖、固定手柄和套筒组成；

所述支架呈C字形，其上螺纹连接有固定手柄，固定手柄的一端与压盖连接，压盖的外径小于套筒的内腔内径；

所述限位环的外径大于压盖的外径且小于套筒的内腔内径。

进一步，所述涡卷弹簧收紧装置还包括限位螺钉，所述限位螺钉螺纹连接在导板上，且限位螺钉的轴线与活动压板的滑动路径相交。

进一步，所述涡卷弹簧收紧装置还包括锁紧销，所述锁紧销滑动连接在安装板上且锁紧销的一端与活动压板连接。

进一步，所述涡卷弹簧收紧装置还包括导板，所述导板固定连接在安装座上，导板上开设有槽口，活动压板滑动连接在槽口内。导板的截面形状类似槽钢，活动压板在槽钢凹槽内滑动。

进一步，所述涡卷弹簧收紧装置还包括调整螺栓，所述调整螺栓螺纹连接在工作盘上，调整螺栓位于滑块的滑动路径上且调整螺栓的轴线平行于滑块的移动方向。

进一步，所述限位环上包括一段台阶，当限位环插接在压盖和套筒之间时，台阶位于套筒外侧。

采用上述高效装配装置的航空发动机弹簧组件装配方法，包括以下步骤：

步骤一，移动活动压板使其限位槽压紧在扳手上并保持与棘齿的端面接触，将涡卷弹簧内的折角卡入扳手上的卡槽，沿着同一方向旋转活动手柄从而带动扳手转动，涡卷弹簧随着扳手旋转且在工作盘上凸台的限位、导向作用下收紧；

步骤二，移动工作盘上的滑块，使得滑块保持对涡卷弹簧的限位状态；

步骤三，当涡卷弹簧的外径即将接触到工作盘上的凸台时，取下扳手末端的压板，将限位环套接在涡卷弹簧的外侧，移开活动压板使其限位槽脱离扳手和棘齿的端面；

步骤四，通过活动手柄拉动扳手向着活动扳手一侧移动，直到涡卷弹簧退出扳手上的卡槽并分离收紧进入限位环中；

步骤五，将弹簧组件的壳体安装在支架上；

步骤六，将装有涡卷弹簧的限位环安装在弹簧组件的壳体上；

步骤七，将套筒套接在限位环的外侧；

步骤八，旋转固定手柄驱动压盖对限位环中的涡卷弹簧施加压力从而将涡卷弹簧压入弹簧组件壳体内，完成装配。

与现有技术相比，本发明可高效实施弹簧组件的装配，解决了以往无专用工装的窘境，减轻了工人的劳动强度，同时提高了弹簧组件装配的一次成功率与装配质量。

附图说明

图1是涡卷弹簧收紧装置结构；

图2是涡卷弹簧收紧装置俯视图；

图3是涡卷弹簧压装装置结构图；

图4是安装座结构图；

图5～图8是航空发动机高效装配弹簧组件的装配装置安装总图；

图中，1-工作盘；2-扳手；3-固定螺钉；4-活动手柄；5-棘爪；6-锁紧销；7-导板；8-活动压板；9-压板；10-限位螺钉；11-滑块；12-支架；13-限位环；14-压盖；15-固定手柄；16-套筒；17-支座；18-固定螺栓；19-底座；20-凸台；21-调整螺栓；22-棘齿；23-台阶。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明，但不应就此理解为本发明所述主题的范围仅限于以下的实施例，在不脱离本发明上述技术思想情况下，凡根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种修改、替换和变更，均包括在本发明的范围内。

如图5～图8所示，弹簧组件的高效装配装置包括：安装座、涡卷弹簧收紧装置以及涡卷弹簧压装装置，其中：

(1)安装座主要用于整个装配工装使用过程中起到固定、支承作用，防止操作过程中装配工装窜动，给操作者带来不便；

(2)涡卷弹簧收紧装置是该装配装置应用的核心部分，该部分固定于安装座之上，通过旋转机构、工作盘1等部件实现涡卷弹簧的收紧，以满足装配需求；

(3)压装装置通过压紧机构、限位环13、压盖14等部件，将限位环13内收紧的涡卷弹簧按规定位置压装到弹簧组件的壳体内，实现涡卷弹簧的装配。

如图1～图4所示，航空发动机弹簧组件的高效装配装置主要由1个安装座、1个涡卷弹簧收紧装置、1个涡卷弹簧压装装置作为主构件。涡卷弹簧收紧装置安装于安装座上，用于对涡卷弹簧进行收紧工作；涡卷弹簧压装装置为独立结构，主要实现将已收紧的涡卷弹簧压装至弹簧组件壳体内，实现涡卷弹簧的装配工作。

如图4，安装座由支座17和底座19构成，通过8根固定螺栓18进行连接固定。

如图1、2、5和6所示，涡卷弹簧收紧装置由工作盘1、扳手2、固定螺钉3、活动手柄4、棘爪5、3根锁紧销6、导板7、活动压板8、压板9、限位螺钉10以及2个滑块11构成。扳手2、活动手柄4和压板9构成转动件，用于带动涡卷弹簧旋转；棘爪5设计成偏心结构，利用自身重力，通过固定螺钉3作为旋转支点的杠杆作用，与扳手2上的棘齿22相配合，实现顺时针旋转、逆时针止动的单向转动功能，能够避免转动过程中扳手2受涡卷弹簧弹力影响而逆时针回弹；工作盘1和2个滑块11构成引导盘结构，工作盘1上的凸台20结构用于对涡卷弹簧在收缩过程中的引导，实现涡卷弹簧能够在特定的路径下进行收缩，2个滑块11用于对收缩后的涡卷弹簧外轮廓进行约束，确保涡卷弹簧收缩后相对圆滑；3根锁紧销6，导板7，活动压板8以及限位螺钉10构成限位机构，主要实现在转动状态下对扳手2进行轴向限位(卡在棘齿22的端面，使得扳手2的轴向移动被限制)，扳手2防止向外脱出，同时在涡卷弹簧完成收紧工作后，退出限位机构，扳手2可向活动手柄4一侧移动，涡卷弹簧被工作盘1阻挡后，与扳手2脱离，完成涡卷弹簧的收紧工作。导板7选择槽钢，通过螺钉安装在支座17上，槽钢的凹槽作为活动压板8滑动的空间，限位螺钉10螺纹连接在槽钢的底面，实现活动压板8的压紧定位。

如图3、7和8所示，涡卷弹簧压装装置由支架12、限位环13、压盖14、固定手柄15、套筒16构成，限位环13是用于将收紧后的涡卷弹簧由涡卷弹簧收紧装置上转移至涡卷弹簧压装装置，通过固定手柄15带动压盖14将涡卷弹簧压装至弹簧组件壳体内。

采用上述装配装置进行涡卷弹簧的装配方法如下：

1.移动活动压板8，将其限位槽压在扳手2上并紧贴棘齿22的端面，将涡卷弹簧安装于涡卷弹簧收紧装置上，涡卷弹簧内的折角卡入扳手2的卡槽内，通过旋转活动手柄4带动扳手2顺时针转动，涡卷弹簧在工作盘1上的凸台20限位下，进行有规则的收紧；

2.通过旋拧2根调整螺栓21带动2个滑块11向工作盘1的盘心移动，对涡卷弹簧进行均布限位；

3.待涡卷弹簧收紧至凸台20范围内时，取下压板9，将限位环13安装在涡卷弹簧上，通过旋拧锁紧销6带动活动压板8，实现限位机构的退出；

4.通过活动手柄4将扳手2向活动手柄4一侧移动，涡卷弹簧被工作盘1阻挡下，实现与扳手2的分离，此时涡卷弹簧收紧至限位环13内；

5.将弹簧组件的壳体安装于支架12上；

6.将装有涡卷弹簧的限位环13安装于弹簧组件的壳体上，通过限位环13的台阶23进行周向限位；

7.将套筒16套在限位环13外圈，实现对限位环13的定心；

8.通过旋转固定手柄15带动压盖14对涡卷弹簧施加压力，涡卷弹簧在力的作用下从限位环13内压装至弹簧组件的壳体内，最终完成涡卷弹簧的装配。

本发明的说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (7)

1.航空发动机弹簧组件的高效装配装置，其特征在于：包括安装座、涡卷弹簧收紧装置和涡卷弹簧压装装置，其中：

所述涡卷弹簧收紧装置由工作盘（1）、扳手（2）、固定螺钉（3）、活动手柄（4）、棘爪（5）、活动压板（8）、压板（9）以及滑块（11）组成；

所述扳手（2）同时贯穿并可转动插接在安装座和工作盘（1）的通孔内，扳手（2）的轴向第一端外表面设置有卡槽，扳手（2）的轴向第一端端面与压板（9）可拆卸连接，扳手（2）的轴向第二端与活动手柄（4）插接，扳手（2）表面且位于活动手柄（4）与安装座之间设置有棘齿（22）；

所述工作盘（1）与压板（9）同侧的表面上设置有涡卷弹簧限位、导向用的凸台（20）以及滑块（11）；

所述活动压板（8）滑动连接在安装座上，活动压板（8）上开有与扳手（2）外径匹配的限位槽，活动压板（8）的移动路径与扳手（2）相交；

所述棘爪（5）通过固定螺钉（3）作为旋转轴线转动连接在安装座上，棘爪（5）包括棘爪部和配重部，棘爪部与扳手（2）上的棘齿（22）配合，配重部关于固定螺钉（3）的转矩大于棘爪部关于固定螺钉（3）的转矩且方向相反；

所述涡卷弹簧压装装置由支架（12）、限位环（13）、压盖（14）、固定手柄（15）和套筒（16）组成；

所述支架（12）呈C字形，其上螺纹连接有固定手柄（15），固定手柄（15）的一端与压盖（14）连接，压盖（14）的外径小于套筒（16）的内腔内径；

所述限位环（13）的外径大于压盖（14）的外径且小于套筒（16）的内腔内径。

2.根据权利要求1所述的航空发动机弹簧组件的高效装配装置，其特征在于：所述涡卷弹簧收紧装置还包括限位螺钉（10），所述限位螺钉（10）螺纹连接在导板（7）上，且限位螺钉（10）的轴线与活动压板（8）的滑动路径相交。

3.根据权利要求1所述的航空发动机弹簧组件的高效装配装置，其特征在于：所述涡卷弹簧收紧装置还包括锁紧销（6），所述锁紧销（6）滑动连接在安装板上且锁紧销（6）的一端与活动压板（8）连接。

4.根据权利要求1所述的航空发动机弹簧组件的高效装配装置，其特征在于：所述涡卷弹簧收紧装置还包括导板（7），所述导板（7）固定连接在安装座上，导板（7）上开设有槽口，活动压板（8）滑动连接在槽口内。

5.根据权利要求1所述的航空发动机弹簧组件的高效装配装置，其特征在于：所述涡卷弹簧收紧装置还包括调整螺栓（21），所述调整螺栓（21）螺纹连接在工作盘（1）上，调整螺栓（21）位于滑块（11）的滑动路径上且调整螺栓（21）的轴线平行于滑块（11）的移动方向。

6.根据权利要求1所述的航空发动机弹簧组件的高效装配装置，其特征在于：所述限位环（13）上包括一段台阶（23），当限位环（13）插接在压盖（14）和套筒（16）之间时，台阶（23）位于套筒（16）外侧。

7.采用权利要求1所述航空发动机弹簧组件的高效装配装置的航空发动机弹簧组件装配方法，其特征在于：包括，

步骤一，移动活动压板（8）使其限位槽压紧在扳手（2）上并保持与棘齿（22）的端面接触，将涡卷弹簧内的折角卡入扳手（2）上的卡槽，沿着同一方向旋转活动手柄（4）从而带动扳手（2）转动，涡卷弹簧随着扳手（2）旋转且在工作盘（1）上凸台（20）的限位、导向作用下收紧；

步骤二，移动工作盘（1）上的滑块（11），使得滑块（11）保持对涡卷弹簧的限位状态；

步骤三，当涡卷弹簧的外径即将接触到工作盘（1）上的凸台（20）时，取下扳手（2）末端的压板（9），将限位环（13）套接在涡卷弹簧的外侧，移开活动压板（8）使其限位槽脱离扳手（2）和棘齿（22）的端面；

步骤四，通过活动手柄（4）拉动扳手（2）向着活动手柄（4）一侧移动，直到涡卷弹簧退出扳手（2）上的卡槽并分离收紧进入限位环（13）中；

步骤五，将弹簧组件的壳体安装在支架（12）上；

步骤六，将装有涡卷弹簧的限位环（13）安装在弹簧组件的壳体上；

步骤七，将套筒（16）套接在限位环（13）的外侧；

步骤八，旋转固定手柄（15）驱动压盖（14）对限位环（13）中的涡卷弹簧施加压力从而将涡卷弹簧压入弹簧组件壳体内，完成装配。