CN104440810B - 基于平面正交解耦的航空发动机装配测量***二维驱动装置 - Google Patents

基于平面正交解耦的航空发动机装配测量***二维驱动装置 Download PDF

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Abstract

基于平面正交解耦的航空发动机装配测量***二维驱动装置属于精密仪器及机械技术领域；托盘配置于底座与台面之间，固连在托盘上的Y向导向块B与托盘上的导向槽b1接触配合，Y向导向块A与托盘上导向槽b2的接触配合，为托盘沿Y轴运动导向；Y向电机驱动托盘沿Y轴正向运动，Y向弹簧压缩，为托盘沿Y轴负向运动提供回复力；固连在台面上的X向导向块A与托盘上的导向槽b3接触配合，X向导向块B与托盘上的导向槽b4接触配合，为台面沿X轴运动导向；X向电机驱动台面沿X轴负向运动，X向弹簧压缩，为台面沿X轴正向运动提供回复力；本发明建立的装置提高了航空发动机装配测量***的运动与定位精度，提升了发动机的装配精度和测量效率。

Description

基于平面正交解耦的航空发动机装配测量***二维驱动装置
技术领域
本发明属于精密仪器及机械技术领域，特别涉及一种基于平面正交解耦的航空发动机装配测量***二维驱动装置。
背景技术
近年来，随着先进装备制造业逐渐朝向精密化和超精密化发展，特别是航空发动机性能的不断提升，对发动机加工装配的精度要求越来越高，尤其是在追求更高推重比的同时，由于装配误差产生的发动机振动、噪声等因素对性能的影响逐渐突显出来。这就对发动机的测试装备性能提出了严峻的挑战，因而也对所使用的调整定位工作台性能有了更高的要求。
2000年，法国Compiegne工业大学的Samir Mckid等人于研制的摩擦驱动工作台通过液体静压导轨支撑，并使用了零膨胀材料微晶玻璃制作导轨，从而能够降低对环境的要求。该工作台行程为220mm，定位精度可达16nm.(Mekid S.High precision linear slide.Part I:design and construction[J].International Journal ofMachine Tools and Manufacture,2000,40(7):1039～1050)。
2001年，东京工业大学的Shinno等人研制了混合直线电机驱动的两级驱动大行程超精密平台，采用直线电机进行粗定位，音圈电机精密定位(Shinno H,Hashizume H.High speed nanometer positioning using a hybrid linear motor[J].CIRPAnnals-Manufacturing Technology,2001,50(1):243～246)。
台湾淡江大学的Chao.C.L等人也对精密调整定位工作台展开了研究，他们采用摩擦轮驱动和气体支撑的方式对工作台进行了设计，使用激光干涉仪作为反馈测量装置。该工作台在温度20±1℃和湿度60±5％的环境中，其定位精度优于15nm(Chao.C.L,Neou J.Model reference adaptive control of air-lubricatedcapstan drive for precision positioning[J].Precision engineering,2000,24(4):285～290)。
2003年，东京工业大学的Mao J、Tachikawa H等人，成功研制了采用直线电机驱动和空气静压丝杠驱动技术的超精密纳米定位工作台，并使用空气静压导轨进行支撑和导向，整个工作台的定位精度可以达到±2nm(Mao J,TachikawaH,Shimokohbe A.Precision positioning of a DC-motor-driven aerostatic slidesystem[J].Precision engineering,2003,27(1):32～41)。
上述运动平台都具有较高的定位精度和位移分辨力，但都是在轻载情况下工作，无法满足航空发动机装配中数百公斤的大负载要求。
专利CN201310166438“大行程微驱动精密二维工作台”提出了一种大行程微驱动精密二维工作台，为一种宏/微驱动结合结构；X向进给装置包括X向大行程进给装置和X向微进给装置，Y向进给装置包括Y向大行程进给装置和Y向微进给装置；Y向大行程进给装置设置于X向微进给装置之上且能随X向微进给装置的进给动作而移动；底座的过渡连接板与机床连接。
专利CN200620072502“大行程高精度二维工作台”提出一种大行程高精度二维工作台，采用复合式磁浮－滑动导轨，设置二维移动工作台的顶部导向面与测量光栅的测量面相重合的结构形式，设置驱动区和工作区二级隔离。
专利CN200920177016“单层小行程二维工作台”提出一种单层小行程二维工作台，由固定滑块、过渡滑块、目标滑块、板式弹簧和调节螺钉组成，采用环状板式结构，通过调节螺钉和板式弹簧的共同作用，使目标滑块在同一水平层中完成X轴、Y轴二维方向的移动，解决普通双层结构的二维工作台占用较大空间的问题。
上述现有技术存在的共性问题是在大载荷的情况下，难以实现调整装置的高运动精度和高定位稳定性。然而在航空发动机实际装配及测量过程中，由于发动机转静子以及相关转接盘等回转体组件重达数百公斤，且对发动机的装配工作直接在二维调整定位工作台上进行，装调中需频繁调整被测试件以保证装配和测量精度，因此对装调测试中使用的二维调整工作台要求极高，特别是在两个相互正交的运动方向上，要求使用的调整工作台两个方向上运动无耦合，以保证工作台的运动精度和发动机的装配质量。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有技术存在的问题，提出一种基于平面正交解耦的航空发动机装配测量***二维驱动装置；该装置通过X向和Y向驱动***的双层结构设计，将正交的X轴运动与Y轴运动的驱动力解耦，消除了驱动力对其正交方向上产生的力和位移，提高了调整工作台的运动精度。
上述目的通过以下的技术方案实现：
一种基于平面正交解耦的航空发动机装配测量***二维驱动装置，包括底座、托盘和台面，所述托盘配置于底座与台面之间；
在所述的底座上沿Y轴依次固连有Y向导向块A、Y向电机、Y向弹簧座和Y向导向块B；所述的Y向导向块B与托盘上的导向槽b1接触配合，Y向导向块A与托盘上的导向槽b2接触配合；所述的Y向弹簧座上配装有Y向调节螺钉，在Y向调节螺钉上配装有Y向弹簧，Y向弹簧与托盘相连；所述Y向电机与托盘相连，并为托盘提供驱动力；
台面上沿X轴固连有X向导向块A和X向导向块B，所述X向导向块A与托盘上的导向槽b3接触配合，X向导向块B与托盘上的导向槽b4接触配合；托盘上固连有X向弹簧座，在台面上配装有X向调节螺钉，X向调节螺钉上配装有X向弹簧，X向弹簧与X向弹簧座相连；托盘上固连有X向电机，所述的X向电机为台面提供驱动力；
固连在托盘上的Y向导向块B与托盘上的导向槽b1接触配合，Y向导向块A与托盘上导向槽b2的接触配合，为托盘沿Y轴运动导向；Y向电机驱动托盘沿Y轴正向运动，Y向弹簧压缩，为托盘沿Y轴负向运动提供回复力；Y向弹簧的预紧力通过Y向调节螺钉进行调节；X向导向块A和X向导向块B，带动台面与托盘沿Y轴同步运动；
固连在台面上的X向导向块A与托盘上的导向槽b3接触配合，X向导向块B与托盘上的导向槽b4接触配合，为台面沿X轴运动导向；X向电机驱动台面沿X轴负向运动，X向弹簧压缩，为台面沿X轴正向运动提供回复力；X向弹簧的预紧力通过X向调节螺钉进行调节；
X向弹簧的预紧力大于底座与托盘之间的最大静摩擦力；Y向弹簧的预紧力大于托盘与台面之间的最大静摩擦力；
X向弹簧和Y向弹簧采用相同的结构形式，或采用不同的结构形式。
本发明具有以下特点及有益效果：
1、本发明装置在台面与底座之间设计托盘结构，并在台面与底座上分别配置有导向块，与托盘上的导向槽紧密配合，对台面沿X轴与沿Y轴的运动起到精确导向的作用；同时通过托盘结构将正交的X轴运动与Y轴运动的驱动力完全解耦，避免了X轴运动与Y轴运动的相互耦合，极大提高了平台的运动精度与定位精度，显著提升了发动机的装配和测量效率；
2、本发明装置中X轴和Y轴回复装置的回复力通过调节螺钉精确可调，并针对发动机装配和测量过程中负载大小的变化，精确进行回复预紧力的调整设定，减小***损耗，提高工作台运动的稳定性和可靠性，有效确保发动机装配和测量的精度。
本发明装置特别适用于航空发动机静转子装配测量场合，解决大负载及超大负载场合下平面二维调整装置的精确调整及定位问题。
附图说明
图1为基于平面正交解耦的航空发动机装配测量***二维驱动装置结构示意图；
图2为基于平面正交解耦的航空发动机装配测量***二维驱动装置结构剖面示意图；
图3为带工作平面的基于平面正交解耦的航空发动机装配测量***二维驱动装置结构剖面示意图。
图中：1、底座；2、托盘；3、X向电机；4、Y向电机；5、Y向导向块B；6、Y向导向块A；7、向导向块A；8、向导向块B；9、Y向弹簧座；10、X向弹簧座；11、X向调节螺钉；12、X向弹簧；13、Y向调节螺钉；14、Y向弹簧；15、台面；b1、导向槽b1；b2、导向槽b2；b3、导向槽b3；b4、导向槽b4。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明。
一种基于平面正交解耦的航空发动机装配测量***二维驱动装置，包括底座1、托盘2和台面15，所述托盘2配置于底座1与台面15之间。
在所述的底座1上沿Y轴依次固连有Y向导向块A6、Y向电机4、Y向弹簧座9和Y向导向块B5；所述的Y向导向块B5与托盘2上的导向槽b1接触配合，Y向导向块A6与托盘2上的导向槽b2接触配合；所述的Y向弹簧座9上配装有Y向调节螺钉13，在Y向调节螺钉13上配装有Y向弹簧14，Y向弹簧14与托盘2上相连；所述Y向电机4与托盘2相连，并为托盘2提供驱动力。
台面15上沿X轴固连有X向导向块A7和X向导向块B8，所述X向导向块A7与托盘2上的导向槽b3接触配合，X向导向块B8与托盘2上的导向槽b4接触配合；所述的托盘2上固连有X向弹簧座10，在台面15上配装有X向调节螺钉11，X向调节螺钉11上配装有X向弹簧12，X向弹簧12与X向弹簧座10相连；所述的托盘2上固连有X向电机3，X向电机3为台面15提供驱动力。
固连在托盘2上的Y向导向块B5与托盘2上导向槽b1的接触配合，以及Y向导向块A6与托盘2上导向槽b2的接触配合，共同引导托盘2沿Y轴运动；Y向电机4驱动托盘2沿Y轴正向运动，Y向弹簧14压缩，为托盘2沿Y轴负向运动提供回复力；Y向弹簧14的预紧力通过Y向调节螺钉13进行调节；X向导向块A7和X向导向块B8，带动台面15与托盘2沿Y轴同步运动。
固连在台面15上的X向导向块A7与托盘2上导向槽b3的接触配合，以及X向导向块B8与托盘2上导向槽b4的接触配合，共同引导台面15沿X轴运动；X向电机3驱动台面15沿X轴负向运动，X向弹簧12压缩，为台面15沿X轴正向运动提供回复力；X向弹簧12的预紧力通过X向调节螺钉11进行调节。
X向弹簧12的预紧力大于底座1与托盘2之间的最大静摩擦力，以驱动托盘2沿X轴回复运动；Y向弹簧14的预紧力大于托盘2与台面15之间的最大静摩擦力，以驱动台面15沿Y轴回复运动。
X向弹簧12和Y向弹簧14采用相同的结构形式，或采用不同的结构形式，X向弹簧12和Y向弹簧14可采用圆柱螺旋弹簧，也可采用碟形弹簧，根据装配和测量过程中实际负载大小进行选择，并对弹簧预紧力大小进行精确调整，提高发动机的装配和测量效率。

Claims (3)

1.一种基于平面正交解耦的航空发动机装配测量***二维驱动装置，包括底座(1)、托盘(2)和台面(15)，所述托盘(2)配置于底座(1)与台面(15)之间，其特征在于：
在所述的底座(1)上沿Y轴依次固连有Y向导向块A(6)、Y向电机(4)、Y向弹簧座(9)和Y向导向块B(5)；所述的Y向导向块B(5)与托盘(2)上的导向槽b1接触配合，Y向导向块A(6)与托盘(2)上的导向槽b2接触配合；所述的Y向弹簧座(9)上配装有Y向调节螺钉(13)，在Y向调节螺钉(13)上配装有Y向弹簧(14)，Y向弹簧(14)与托盘(2)相连；所述Y向电机(4)与托盘(2)相连，并为托盘(2)提供驱动力；
台面(15)上沿X轴固连有X向导向块A(7)和X向导向块B(8)，所述X向导向块A(7)与托盘(2)上的导向槽b3接触配合，X向导向块B(8)与托盘(2)上的导向槽b4接触配合，托盘(2)上固连有X向弹簧座(10)，在台面(15)上配装有X向调节螺钉(11)，X向调节螺钉(11)上配装有X向弹簧(12)，X向弹簧(12)与X向弹簧座(10)相连；托盘(2)上固连有X向电机(3)，所述的X向电机(3)为台面(15)提供驱动力；
固连在托盘(2)上的Y向导向块B(5)与托盘(2)上的导向槽b1接触配合，Y向导向块A(6)与托盘(2)上的导向槽b2接触配合，为托盘(2)沿Y轴运动导向；Y向电机(4)驱动托盘(2)沿Y轴正向运动，Y向弹簧(14)压缩，为托盘(2)沿Y轴负向运动提供回复力；Y向弹簧(14)的预紧力通过Y向调节螺钉(13)进行调节；X向导向块A(7)和X向导向块B(8)，带动台面(15)与托盘(2)沿Y轴同步运动；
固连在台面(15)上的X向导向块A(7)与托盘(2)上的导向槽b3接触配合，X向导向块B(8)与托盘(2)上的导向槽b4接触配合，为台面(15)沿X轴运动导向；X向电机(3)驱动台面(15)沿X轴负向运动，X向弹簧(12)压缩，为台面(15)沿X轴正向运动提供回复力；X向弹簧(12)的预紧力通过X向调节螺钉(11)进行调节。
2.根据权利要求1所述的一种基于平面正交解耦的航空发动机装配测量***二维驱动装置，其特征在于：X向弹簧(12)的预紧力大于底座(1)与托盘(2)之间的最大静摩擦力；Y向弹簧(14)的预紧力大于托盘(2)与台面(15)之间的最大静摩擦力。
3.根据权利要求1所述的一种基于平面正交解耦的航空发动机装配测量***二维驱动装置，其特征在于：X向弹簧(12)和Y向弹簧(14)采用相同的结构形式，或采用不同的结构形式。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201950528U (zh) * 2009-09-24 2011-08-31 成都成量工具集团有限公司 单层小行程二维工作台
CN103273328A (zh) * 2013-05-08 2013-09-04 武汉科技大学 大行程微驱动精密二维工作台

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4965273B2 (ja) * 2007-02-02 2012-07-04 東京エレクトロン株式会社 載置装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201950528U (zh) * 2009-09-24 2011-08-31 成都成量工具集团有限公司 单层小行程二维工作台
CN103273328A (zh) * 2013-05-08 2013-09-04 武汉科技大学 大行程微驱动精密二维工作台

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