CN110814692A - 一种用于发动机分离试验的多自由度对接工装及装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种用于发动机分离试验的多自由度对接工装及装配方法，工装包括对接平台、高度与转动调节弧座单元和轴向与横向调节弧座单元，通过高度与转动调节弧座单元实现对接产品一端的高度移动、翻滚角度和俯仰角度调节；通过轴向与横向调节弧座单元实现对接产品另一端的轴向移动、横向移动和偏航角度调节。采用滚动轴承和双滚动直线导轨结构实现大重量部件产品对接的手动连续调节；采用橡胶滚轮和弧座毛毡支撑并保护发动机试验部件。本发明简单方便调节，性能可靠，使用此多自由度对接工装准确方便地实现了发动机分离试验的总装与停放要求。

Description

一种用于发动机分离试验的多自由度对接工装及装配方法

技术领域

本发明涉及多级发动机分离试验技术领域，具体为一种用于发动机分离试验的多自由度对接工装及装配方法。

背景技术

发动机分离试验的试验产品是由一级发动机、级间段、二级尾段、二级发动机以及相关电气产品和火工品组成。试验主要考查由级间段和二级尾段构成的试验件在分离过程中的工作性能，并获取分离姿态，因此，需要先对分离结构试验件进行安装并布置传感器、靶线等测试仪器，进而与一级、二级发动机前后对接安装。

分离试验中，根据一、二级发动机的质量特性，将其简化，设计出相应的结构配重，并与分离试验件装配后进行试验。因此，在发动机分离试验中，需要设计专用的对接平台用于级间段、二级尾段的试验件对接安装，以及试验件与一子级配重件、二级弹体配重件的总装。

以往的对接平台将产品的一部分安装在固定端，产品的另一部分安装在六自由度调节工装上，固定端的产品不动，六自由度调节工装调整来对接产品的两部分。这种方式的对接工装，结构比较复杂，人工及时间成本高。为了更好地满足试验需求，降低试验成本，需要研制一套用于分离试验装配的对接平台，要具备操作简单、快捷方便、可多自由度调节等特点。

发明内容

发动机分离试验中进行产品装配时，需要完成产品及配重的总装，并实现试验件的分离保护。由于产品及配重较重、产品对接精度要求较高，需设计专用的对接平台来完成试验件的总装。与此同时，对接平台需满足以下可调自由度要求：轴向移动自由度、高度移动自由度、横向移动自由度、翻滚角度、偏航角度和俯仰角度。

为此，本发明提出一种用于发动机分离试验的多自由度对接工装及装配方法，工装包括对接平台、高度与转动调节弧座单元和轴向与横向调节弧座单元。

高度与转动调节弧座单元和轴向与横向调节弧座单元沿对接平台长度方向安装在对接平台上，其中轴向与横向调节弧座单元安装在对接平台上的沿长度方向的滚动直线导轨上，且能够沿滚动直线导轨移动；

所述高度与转动调节弧座单元包括多组高度与转动调节弧座，所述高度与转动调节弧座具有高度调节蜗轮蜗杆结构，高度调节蜗轮蜗杆结构顶部连接双滚轮形式的滚动调节结构，且高度调节蜗轮蜗杆结构与滚动调节结构均能在对接平台宽度方向移动；

多组高度与转动调节弧座中的高度调节蜗轮蜗杆结构等高度调节能够实现高度移动自由度调节，不等高度调节能够实现俯仰角度调节，滚动调节结构能够实现翻滚角度调节，滚动调节结构中的双滚轮间距调节能够实现适应不同直径的对接部件；

所述轴向与横向调节弧座单元包括多组V形支撑座，所述V形支撑座底部具有沿对接平台宽度方向的滑轨，且能够沿滑轨在对接平台宽度方向移动；

多组V形支撑座沿对接平台宽度方向等位移调节实现横向移动自由度调节，不等位移调节实现偏航角度调节，多组V形支撑座沿对接平台长度方向移动实现轴向移动自由度调节。

进一步的，所述对接平台采用型钢焊接组成，其上表面进行加工，以满足滚动直线导轨安装的平面度要求，并在上表面加工两排平行度满足要求的内螺孔，其中用于安装轴向与横向调节弧座单元的对接平台部位安装沿对接平台长度方向的滚动直线导轨。

进一步的，所述高度与转动调节弧座包括底板、高度调节蜗轮蜗杆结构、直线套筒、上安装板和滚动调节结构；所述底板沿对接平台宽度方向固定安装在对接平台上，且底板上具有沿对接平台宽度方向的条形孔，高度调节蜗轮蜗杆结构安装在底板的条形孔中，且高度调节蜗轮蜗杆结构的安装位置能够沿条形孔移动；两个直线套筒固定安装在底板条形孔的两端位置外侧；上安装板固定在高度调节蜗轮蜗杆结构、直线套筒顶部，且上安装板中也具有沿对接平台宽度方向的条形孔；滚动调节结构安装在上安装板的条形孔中，且滚动调节结构中双滚轮的安装位置能够沿条形孔同向或反向移动。

进一步的，所述轴向与横向调节弧座单元中的多组V形支撑座为多组具有不同开口高度的V形支撑座；V形支撑座的开口高度与一子级配重件中对应部位的直径匹配。

利用上述工装进行装配的方案，包括以下步骤：

步骤1：将发动机级间段和二级尾段构成的试验件放置在轴向与横向调节弧座单元中靠近高度与转动调节弧座单元一侧的V形支撑座上，并用弧形盖板固定；将二级弹体配重件放置在高度与转动调节弧座单元中的滚动调节结构上；

步骤2：利用高度与转动调节弧座单元调节二级弹体配重件的高度，使二级弹体配重件和试验件的中心线在同一水平面上；然后利用高度与转动调节弧座单元转动二级弹体配重件，使其端面连接孔与试验件连接孔径向对准；轴向和横向移动放置试验件的V形支撑座，使二级弹体配重件与试验件完全对正，然后用标准件固连二级弹体配重件与试验件，之后拆除试验件上的弧形盖板；

步骤3：利用高度与转动调节弧座单元升高二级弹体配重件与试验件组合体；然后将支撑试验件的V形支撑座轴向已开；

步骤4：将一子级配重件放置在轴向与横向调节弧座单元上；根据一子级配重件的高度，利用高度与转动调节弧座单元调节二级弹体配重件与试验件组合体高度和转动角度，使组合体高度与一子级配重件的高度一致，连接孔径对准；然后轴向和横向移动一子级配重件，使一子级配重件与组合体完全对正，然后用标准件固连一子级配重件与组合体，完成装配。

进一步的，步骤1中的V形支撑座以及弧形盖板内侧粘有毛毡。

有益效果

本发明具有以下效果：

本发明简单方便调节，性能可靠，使用此多自由度对接工装准确方便地实现了发动机分离试验的总装与停放要求：

在级间分离试验中完成二级弹体配重件、一子级配重件的装配，先将试验产品与二级弹体配重件对接，再将对接后的产品与一子级配重件连接。

与本发明中的装配过程类似，本发明也可用于头体分离试验，完成头体分离试验的试验件与验证器配重件、二子级配重件的装配：先将试验产品与验证器配重件对接，再将对接后的组合体与二子级配重件连接。

使用此装配方法能够将试验产品和配重件准确对接，确保了试验的顺利进行。对接平台采用通用化设计，通过预留安装位置，便于更换部分弧座，可扩展对接平台的应用范围，适用于不同直径的发动机试验部件的对接总装。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明专利的总体结构示意图；

图2是本发明专利的高度与转动调节弧座；

图3是本发明专利的轴向与横向调节弧座；

图4是本发明专利的试验件与二级弹体配重件装配示意图；

图5是本发明专利的试验件与一子级配重件装配示意图；

其中：1-高度与转动调节弧座；2-轴向与横向调节弧座。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本实施例为发动机分离试验的装配工装。装配时采用可调节对接平台实现发动机各部分试验件的对接安装，并对试验件进行保护。按照设计要求和设计依据，可以将对接工装分为三部分考虑，即两端为配重件的支撑和固定，中间部分为试验件的支撑和固定。通过这三部分的轴向、横向移动和高度、滚转调节，配合完成产品和配重件的连接。

如图1所述，工装包括对接平台、高度与转动调节弧座单元和轴向与横向调节弧座单元。高度与转动调节弧座单元和轴向与横向调节弧座单元沿对接平台长度方向安装在对接平台上，其中轴向与横向调节弧座单元安装在对接平台上的沿长度方向的滚动直线导轨上，且能够沿滚动直线导轨移动。

所述对接平台采用型钢焊接组成，对接平台高度使试验件中心高大致在1.2m，人工安装时操作舒适。对对接平台上表面进行加工，以满足滚动直线导轨安装的平面度要求，并在上表面加工两排平行度满足要求的内螺孔，其中用于安装轴向与横向调节弧座单元的对接平台部位安装沿对接平台长度方向的滚动直线导轨。

所述高度与转动调节弧座单元放置对接产品的一部分，主要目的是在对接过程中可以调节升降高度，并通过人工转动完成俯仰与翻滚角度调节，如图2所示，包括两组高度与转动调节弧座，所述高度与转动调节弧座具有高度调节蜗轮蜗杆结构，高度调节蜗轮蜗杆结构顶部连接双橡胶滚轮形式的滚动调节结构，且高度调节蜗轮蜗杆结构与滚动调节结构均能在对接平台宽度方向移动。

两组高度与转动调节弧座中的高度调节蜗轮蜗杆结构等高度调节能够实现高度移动自由度调节，不等高度调节能够实现俯仰角度调节，滚动调节结构能够实现翻滚角度调节，滚动调节结构中的双滚轮间距调节能够实现适应不同直径的对接部件。

本实施例中，所述高度与转动调节弧座包括底板、高度调节蜗轮蜗杆结构、直线套筒、上安装板和滚动调节结构；所述底板沿对接平台宽度方向固定安装在对接平台上，且底板上具有沿对接平台宽度方向的条形孔，高度调节蜗轮蜗杆结构安装在底板的条形孔中，且高度调节蜗轮蜗杆结构的安装位置能够沿条形孔移动；两个直线套筒固定安装在底板条形孔的两端位置外侧；上安装板固定在高度调节蜗轮蜗杆结构、直线套筒顶部，且上安装板中也具有沿对接平台宽度方向的条形孔；滚动调节结构安装在上安装板的条形孔中，且滚动调节结构中双滚轮的安装位置能够沿条形孔同向或反向移动。

所述轴向与横向调节弧座单元放置对接产品的另一部分，在对接过程中可以进行横向、轴向与偏航角度调节，如图3所示。包括两组具有不同开口高度的V形支撑座，；V形支撑座的开口高度与一子级配重件中对应部位的直径匹配。所述V形支撑座底部具有沿对接平台宽度方向的滑轨，且能够沿滑轨在对接平台宽度方向移动；

两组V形支撑座沿对接平台宽度方向等位移调节实现横向移动自由度调节，不等位移调节实现偏航角度调节，两组V形支撑座沿对接平台长度方向移动实现轴向移动自由度调节。

下面以分离试验中一子级配重件、试验件、二级弹体配重件对接过程为例，说明具体应用于级间分离试验时，对接平台的装配方法。

步骤1：将发动机级间段和二级尾段构成的试验件放置在轴向与横向调节弧座单元中靠近高度与转动调节弧座单元一侧的V形支撑座上，并用弧形盖板固定，V形支撑座以及弧形盖板内侧粘有毛毡，不会损伤试验件；将二级弹体配重件放置在高度与转动调节弧座单元中的滚动调节结构上；

步骤2：利用高度与转动调节弧座单元调节二级弹体配重件的高度，使二级弹体配重件和试验件的中心线在同一水平面上；然后利用高度与转动调节弧座单元转动二级弹体配重件，使其端面连接孔与试验件连接孔径向对准；轴向和横向移动放置试验件的V形支撑座，使二级弹体配重件与试验件完全对正，如图4所示；然后用标准件固连二级弹体配重件与试验件，之后拆除试验件上的弧形盖板；

步骤3：利用高度与转动调节弧座单元升高二级弹体配重件与试验件组合体；然后将支撑试验件的V形支撑座轴向已开；

步骤4：将一子级配重件放置在轴向与横向调节弧座单元上；根据一子级配重件的高度，利用高度与转动调节弧座单元调节二级弹体配重件与试验件组合体高度和转动角度，使组合体高度与一子级配重件的高度一致，连接孔径对准；然后轴向和横向移动一子级配重件，使一子级配重件与组合体完全对正，然后用标准件固连一子级配重件与组合体，完成装配，如图5所示

同样地，在头体分离试验中，通过调节该对接工装也能实现试验产品和验证器配重件、二子级配重件的连接和装配。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种用于发动机分离试验的多自由度对接工装，其特征在于：包括对接平台、高度与转动调节弧座单元和轴向与横向调节弧座单元；

高度与转动调节弧座单元和轴向与横向调节弧座单元沿对接平台长度方向安装在对接平台上，其中轴向与横向调节弧座单元安装在对接平台上的沿长度方向的滚动直线导轨上，且能够沿滚动直线导轨移动；

所述高度与转动调节弧座单元包括多组高度与转动调节弧座，所述高度与转动调节弧座具有高度调节蜗轮蜗杆结构，高度调节蜗轮蜗杆结构顶部连接双滚轮形式的滚动调节结构，且高度调节蜗轮蜗杆结构与滚动调节结构均能在对接平台宽度方向移动；

多组高度与转动调节弧座中的高度调节蜗轮蜗杆结构等高度调节能够实现高度移动自由度调节，不等高度调节能够实现俯仰角度调节，滚动调节结构能够实现翻滚角度调节，滚动调节结构中的双滚轮间距调节能够实现适应不同直径的对接部件；

所述轴向与横向调节弧座单元包括多组V形支撑座，所述V形支撑座底部具有沿对接平台宽度方向的滑轨，且能够沿滑轨在对接平台宽度方向移动；

多组V形支撑座沿对接平台宽度方向等位移调节实现横向移动自由度调节，不等位移调节实现偏航角度调节，多组V形支撑座沿对接平台长度方向移动实现轴向移动自由度调节。

2.根据权利要求1所述一种用于发动机分离试验的多自由度对接工装，其特征在于：所述对接平台采用型钢焊接组成，其上表面进行加工，以满足滚动直线导轨安装的平面度要求，并在上表面加工两排平行度满足要求的内螺孔，其中用于安装轴向与横向调节弧座单元的对接平台部位安装沿对接平台长度方向的滚动直线导轨。

3.根据权利要求1所述一种用于发动机分离试验的多自由度对接工装，其特征在于：所述高度与转动调节弧座包括底板、高度调节蜗轮蜗杆结构、直线套筒、上安装板和滚动调节结构；所述底板沿对接平台宽度方向固定安装在对接平台上，且底板上具有沿对接平台宽度方向的条形孔，高度调节蜗轮蜗杆结构安装在底板的条形孔中，且高度调节蜗轮蜗杆结构的安装位置能够沿条形孔移动；两个直线套筒固定安装在底板条形孔的两端位置外侧；上安装板固定在高度调节蜗轮蜗杆结构、直线套筒顶部，且上安装板中也具有沿对接平台宽度方向的条形孔；滚动调节结构安装在上安装板的条形孔中，且滚动调节结构中双滚轮的安装位置能够沿条形孔同向或反向移动。

4.根据权利要求1所述一种用于发动机分离试验的多自由度对接工装，其特征在于：所述轴向与横向调节弧座单元中的多组V形支撑座为多组具有不同开口高度的V形支撑座；V形支撑座的开口高度与一子级配重件中对应部位的直径匹配。

5.利用权利要求1所述工装进行发动机分离试验装配的方法，包括以下步骤：

步骤1：将发动机级间段和二级尾段构成的试验件放置在轴向与横向调节弧座单元中靠近高度与转动调节弧座单元一侧的V形支撑座上，并用弧形盖板固定；将二级弹体配重件放置在高度与转动调节弧座单元中的滚动调节结构上；

步骤2：利用高度与转动调节弧座单元调节二级弹体配重件的高度，使二级弹体配重件和试验件的中心线在同一水平面上；然后利用高度与转动调节弧座单元转动二级弹体配重件，使其端面连接孔与试验件连接孔径向对准；轴向和横向移动放置试验件的V形支撑座，使二级弹体配重件与试验件完全对正，然后用标准件固连二级弹体配重件与试验件，之后拆除试验件上的弧形盖板；

步骤3：利用高度与转动调节弧座单元升高二级弹体配重件与试验件组合体；然后将支撑试验件的V形支撑座轴向已开；

步骤4：将一子级配重件放置在轴向与横向调节弧座单元上；根据一子级配重件的高度，利用高度与转动调节弧座单元调节二级弹体配重件与试验件组合体高度和转动角度，使组合体高度与一子级配重件的高度一致，连接孔径对准；然后轴向和横向移动一子级配重件，使一子级配重件与组合体完全对正，然后用标准件固连一子级配重件与组合体，完成装配。

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