[发明专利]摆动调姿机构

说明书

本发明提供了一种摆动调姿机构，用于高精度航空发动机风扇核心机单元体，其包括：底座；两个第一固定支座，所述第一固定支座相对地固定在所述底座上，其中一个所述第一固定支座上安装有第一旋转支点，另一所述第一固定支座上安装有一第二旋转支点；第二固定支座，所述第二固定支座固定在所述底座上，且与两个所述第一固定支座呈三角状分布；电动推杆组件，所述电动推杆组件安装在所述第二固定支座上；在所述高精度航空发动机的轴线方向上的B止口到所述第一旋转支点和所述第二旋转支点的距离小于所述第一旋转支点和所述第二旋转支点到所述电动推杆组件的距离的1/10。本发明摆动调姿机构具有精度高，满足装配工艺要求等诸多优点。

技术领域

本发明涉及航空发动机总装智能装配领域，特别涉及一种摆动调姿机构，适用于在航空发动机总装智能装配过程中，对风扇核心机单元体进行高精度的姿态调整。

背景技术

航空发动机总装是航空发动机装配的重要环节，总装效果直接影响发动机的质量。该过程需要对接风扇核心机单元体和低压涡轮单元体，要求将低压涡轮单元体中长约2m的低压涡轮轴，使其插入风扇核心机单元体中，并保证低压涡轮轴与风扇轴(属于风扇核心机单元体)实现花键套齿啮合及双短止口配合。

这种装配过程具有以下特点：

一、装配精度要求高，导致对风扇核心机单元体的调姿精度要求高。

图1为现有技术中低压涡轮轴与风扇轴止口间的配合示意图。如图1所示，低压涡轮轴10与风扇轴11止口间的最小配合间隙在B止口12处，为0-0.057mm。因此，为了保证低压涡轮轴能够安全装配到风扇核心机单元体内腔，必须确保对风扇核心机单元体的调姿精度，需要保证B止口12处的摆动位移误差不超过0.057mm。

二、传统航空发动机总装过程中，风扇核心机位置难以实时调整，易返工，效率低。

传统航空发动机总装过程中，首先将风扇核心机单元体放置于立架上，调整其姿态至水平后固定，此后的装配过程中不再改变风扇核心机的位置，而仅通过调整低压涡轮单元体的姿态从而实现对接装配。因此，如风扇核心机定位前的姿态存在误差，定位后由于风扇核心机单元体不能再进行姿态调整，将极大影响总装效果，甚至导致返工，降低效率。

三、接口结构受限，导致装配设备结构类型有限。同时，由于航空发动机质量较大，对装配设备的承载能力要求较高。

图2为航空发动机接口的示意图一。图3为航空发动机接口的示意图二。如图2和图3所示，由于航空发动机结构的特殊性，要求装配过程中，风扇核心机单元体必须以其上预留的安装接口J1，J2以及核心机单元体上的安装边J3处作为支撑位置。其中，接口J1、J2均包含一沉头孔，用于与外部结构连接。两沉头孔轴线平行但不共线，且位于同一平面内，该平面垂直于发动机的轴线。因此，发动机调姿时无法直接同时绕接口J1、J2转动，对相应装配工装、设备的结构造成了限制。

针对以上特点，目前总装中用于风扇核心机单元体的装配装置存在以下缺陷：

一、精度不足。风扇核心机的调姿，主要通过目视以及工装实现，调姿精度低。即使采用自动控制的多自由度并联机构或将风扇核心机单元体放到旋转平台上，由于风扇核心机单元体直径约2m且质量近2吨，要达到通过调整风扇核心机单元体而实现对B止口处0-0.057mm的摆动位移控制精度仍非常困难，且对相应承力机构的精度、承载能力要求高，这就导致成本过高。

二、效率低下。在传统装配方式中，风扇核心机定位前的调姿，主要通过目视以及工装实现，效率低下。另外，风扇核心机在装置上定位后，装配过程中不再进行调整，如定位存在误差，可能导致装配过程反复进行才能满足要求，进一步降低了效率。

三、不满足接口限制。如前所述，传统装配方式中所用工装虽满足发动机接口要求，但调姿精度差、效率低，而现有的自动控制的多自由度并联机构，不满足接口限制。