[发明专利]航空发动机多级鼓盘式转子装配装置和装配方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是航空发动机装配领域的技术，具体是一种航空发动机多级鼓盘式转子连续装配装置与装配方法。

背景技术

航空发动机转子的零部件在加工过程中不可避免的伴随有跳动、偏心、倾斜等偏差，如果转子的定心方案设计不妥，转子装配不当，偏差累积将会成倍放大，并由于杠杆效应，造成装配后整个转子部件的巨大偏摆和倾斜。若转子部件产生严重偏心，转子工作时将产生剧烈振动，直接影响发动机的安全性和可靠性。

目前，国内发动机装配主要采用传统的装配方法，以千分表人工手动测试为主，按照从下到上的顺序装配发动机。装配一个部件之后进行测量，确保每次增加部件后的整体能够满足同轴度的阈值条件，然后再向上安装另一个部件。每次都以前一个部件作为基准，最终要求整体的同轴度在一定范围内。这种方法耗费时间长，返工可能性大，严重影响安装效率及发动机寿命。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN103899367A，公开(公告)日2014.07.02，公开了一种航空发动机转子堆叠装配方法与装置。该装置采用气浮回转轴系确定回转基准，依据光电编码器确定转台的角度定位；先采用四个接触式传感测头提取转子径向装配面的径向误差和轴向装配面的倾斜误差，得到该转子对装配后转子同轴度的影响权值，然后分别测量装配所需的全部转子，得到各转子对装配后转子同轴度的影响权值，最后将各转子的权值进行矢量优化，得到各转子的装配角度。该方法存在的问题是，所采用的接触式测量会对零件表面产生挤压力作用，测头一个轻微的扰动易造成转子部件同轴度超差，而且测量范围狭窄，接触式测量设备无法覆盖整个零件装配面，也无法提供直观的零件表面形貌图像，以找到偏差源所在。

中国专利文献号CN103790644A，公开(公告)日2014.05.14，公开了一种基于空间矢量投影的航空发动机转子装配方法与装置，该装置依据光栅尺确定转台的角度定位，通过测量每个零件径向装配面的径向误差和轴向装配面的倾斜误差，得到该转子对装配后转子同轴度的影响权值，将各权值进行矢量优化，计算出装配角度。该方法存在的问题是，零件测量与装配需要不同台架来逐个测量和安装，此过程分开进行，效率低。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种航空发动机多级鼓盘式转子装配装置和装配方法，利用全息检测技术生成待测零件的完整三维表面形貌和轮廓，通过形貌匹配技术检测到最优装配位置，实现连续在线安装。

本发明是通过以下技术方案实现的，

本发明涉及一种航空发动机多级鼓盘式转子装配装置，包括：基座、气浮转台、夹具装置、测量装置和计算控制系统，其中：气浮转台固定于基座中心，夹具装置安装在气浮转台上，测量装置安装在基座上并设置于气浮转台两侧；

所述的计算控制系统与气浮转台相连并传输驱动、调心调倾信息，计算控制系统与测量装置相连并采集装配零件的形貌信息。

所述的夹具装置包括：液压卡盘、标准中心筒、一级支撑和二级支撑，其中：液压卡盘和一级支撑安装在气浮转台上，液压卡盘卡固标准中心筒，二级支撑安装在标准中心筒上。

所述的测量装置包括：分别设置在气浮转台两侧的两个测量立柱、与左侧测量立柱相连的两个测量臂、与右侧测量立柱相连的两个测量臂、轴向圆跳动千分表、径向圆跳动千分表和激光传感器，其中：轴向圆跳动千分表、径向圆跳动千分表分别设置在左侧一测量臂和右侧一测量臂上，左侧另一测量臂和右侧另一测量臂均设有激光传感器。

本发明涉及上述装置的航空发动机转子装配方法，包括以下步骤：

步骤一、校准标准中心筒的轴向最大跳动量和径向最大跳动量，并控制n级零件上端装配面和n+1级零件上端装配面的轴向最大跳动量和径向最大跳动量，与标准中心筒保持同一水平；

步骤二、使用激光传感器同步扫描n级零件上端装配面和n+1级零件下端装配面，利用多波长数字全息技术重建零件表面三维形貌，通过形貌匹配找到两个零件互相匹配的高低点，得到转子偏心量和倾斜量，确定n+1级零件相对于n级零件的安装角；

步骤三、根据n+1级零件相对于n级零件的安装角对n+1级零件标定，下移二级支撑及n+1级零件，完成n+1级零件相对于n级零件的装配，使n+1级零件装配后与n级零件同轴度误差最小；

步骤四、重新固定二级支撑，并将n+2级零件固定在二级支撑上，重复上述步骤，完成n+2级零件相对于n+1级零件的装配，直至完成全部N级零件的装配。