7包括:通过导轨16设置在气浮转台两侧的两个测量立柱10、通 过滑动连接件14与左侧测量立柱10相连的两个测量臂12、通过滑动连接件14与右侧测量立 柱10相连的两个测量臂12、轴向圆跳动千分表13、径向圆跳动千分表15和激光传感器16,其 中：导轨16设置在基座1上，测量立柱10与导轨16滑动连接，轴向圆跳动千分表13、径向圆跳 动千分表15分别设置在左下测量臂12和右下测量臂12上，左上测量臂12和右上测量臂12的 末端均设有激光传感器11;通过控制滑动连接件14的位置调节测量高度，W满足测量各级 零件的需要。
[0028] 所述的一级支撑5包括:可伸缩支架5a、丝杠螺母化、支撑板5c和零件锁紧滑块5d， 其中：上下支撑板5c通过可伸缩支架5a连接;可伸缩支架5a设有丝杠螺母化便于调节一级 支撑5的结构高度，上部支撑板5c设有周向均布的凹槽，零件锁紧滑块5d设置在凹槽内，便 于锁紧不同直径的一级零件8。
[0029] 所述的二级支撑7包括:可伸缩支架7a、丝杠螺母7b、支撑板7c、零件锁紧滑块7d、 二级支撑装配螺母7e、二级支撑定位螺母7f和夹持部7g，其中：夹持部7g和支撑板7c通过可 伸缩支架7a相连;夹持部7g通过二级支撑装配螺母7e相互锁紧、可拆分，二级支撑7通过夹 持部7g上的二级支撑定位螺母7f固定在标准中屯、筒6上，可伸缩支架7a设有丝杠螺母7b便 于调节二级支撑7的结构高度，上部支撑板7c设有周向均布的凹槽，零件锁紧滑块7d设置在 凹槽内，便于锁紧不同直径的二级零件9。
[0030] 所述的气浮转台2由无刷伺服电机驱动，定位精度<2角秒，双向重复定位精度<1角 秒，转速60~80r/min。
[0031 ]本实施例设及上述装置装配航空发动机转子的方法：
[0032] 1)先将标准中屯、筒6固定在液压卡盘4上，启动气浮转台2，调节测量高度，使轴向 圆跳动千分表13测量标准中屯、筒6上端面、径向圆跳动千分表15测量标准中屯、筒6柱面，调 节气浮转台2的调屯、调倾旋钮，使轴向最大跳动量小于0.030mm，径向最大跳动量小于 0.038mm，关闭气浮转台2，完成标准中屯、筒6的标定；
[0033] 2)接着装配一级零件8，然后启动气浮转台2，调节高度，使轴向圆跳动千分表13测 量一级零件8的上端装配面、径向圆跳动千分表15测量一级零件8柱面，手动调节支撑丝杠 螺母化至阀值，使轴向最大跳动量小于0.030mm，径向最大跳动量小于0.038mm，关闭气浮转 台2,完成一级零件8的标定；
[0034] 3)接着装配二级零件9，然后启动气浮转台2，调节高度，使轴向圆跳动千分表13测 量二级零件9的上端装配面、径向圆跳动千分表15测量二级零件9柱面，手动调节丝杠螺母 7b至阀值，使轴向最大跳动量小于0.030mm，径向最大跳动量小于0.038mm，关闭气浮转台2， 完成二级零件9的标定；
[0035] 4)然后调节左侧和右侧的激光传感器11的高度分别测量一级零件8上端装配面和 二级零件9下端装配面之间，启动气浮转台2,激光传感器11将测得的=维形貌数据传输给 计算控制系统18,根据公式：
入为激光波长，i和i'分别为激光入射角和反射角，计算控制系统18计算得到P点相位，找到 两个零件互相匹配的高低点，得到转子偏屯、量和倾斜量，确定二级零件9相对一级零件8的 安装角；
[0036] 5)关闭气浮转台2,根据二级零件9相对一级零件8的安装角，用角度尺在二级零件 9上沿着激光线旋转一个角度标上记号，再在一级零件8的激光线位置做一个标记，把两个 标记对齐，松开二级支撑定位螺母7f，下移二级支撑7,完成二级零件9相对于一级零件8的 装配；
[0037] 6)松开二级支撑装配螺母7e，取出二级支撑7,重新装夹二级支撑7和下一级零件， 进行下一级零件相对于二级零件9的装配，直至完成全部N级零件的装配。
【主权项】
1. 一种航空发动机多级鼓盘式转子装配装置，其特征在于，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，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。2. 根据权利要求1所述的航空发动机多级鼓盘式转子装配装置，其特征是，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。3. 根据权利要求1所述的航空发动机多级鼓盘式转子装配装置，其特征是，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。4. 一种根据上述任一权利要求所述的装置的航空发动机多级鼓盘式转子装配方法，其 特征在于，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η级零件上端装 配面和η+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η级零件上端装配面和η+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η+1级零件相对于η级零件的安装角； 步骤三、根据η+1级零件相对于η级零件的安装角对η+1级零件标定，下移二级支撑及η+ 1级零件，完成η+1级零件相对于η级零件的装配，使η+1级零件装配后与η级零件的同轴度误 差最小； 步骤四、重新固定二级支撑，并将η+2级零件固定在二级支撑上，重复上述步骤，完成η+ 2级零件相对于η+1级零件的装配，直至完成全部Ν级零件的装配。5. 根据权利要求4所述的航空发动机多级鼓盘式转子装配方法，其特征是，所述的形貌 匹配是指:设η级零件上端装配面为零位相平面，并取一个参考点0、坐标设为( Χ〇,7〇,0)，设η + 1级零件下端装配面上任一点Ρ的坐标为(邱，^，如），根据数字全息测量三维轮廓生成原理 的微小物体高度表达式：得到Ρ点相位Φ Ρ : % =λ为激光波长，i和i '分别为激光 入射角和反射角。6. 根据权利要求4所述的装配航空发动机多级鼓盘式转子的方法，其特征是，所述的轴 向最大跳动量小于0.030mm，径向最大跳动量小于0.038mm。
【专利摘要】一种航空发动机多级鼓盘式转子装配装置和装配方法，该装置包括：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。本发明能够保证转子各级零件的同轴度，且能进行连续装配，无需拆下零件逐个测量、标记和装配，通用性强，操作简易，装配精度和装配效率高。
【IPC分类】F01D25/28, F01D21/00
【公开号】CN105443169
【申请号】CN201510762025
【发明人】金隼, 陈伟, 李志敏, 丁司懿, 魏桢琦
【申请人】上海交通大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月11日