一种飞机超宽部件翻转调姿的运输翻转工装及运输方法与流程

本申请属于航空制造技术领域，涉及一种对飞机超宽部件进行翻转调以适应公路运输限制条件的方法和工艺装备。

背景技术：

某型飞机作为我国目前列装的重要空中防卫力量，在我国国防建设中具有不可替代的作用。该型飞机中的某大部件是整个飞机的核心部件，由于制造流程需要，该部件制造完成后需要整体从主制造厂经长距离公路运输至某地进行内部成品装配调试，成品安装调试完成后再经公路运输回主制造厂进行总装，整个公路运输过程跨越数省，单程距离超过1000公里，途中存在多处高速出入口、大量跨高速天桥，以及部分市内路段，路况极为复杂。由于该部件的尺寸较大，长宽尺寸都为8米左右，高度尺寸近两米，已严重超出公路通行的限宽条件，沿途所有高速公路的收费站出入口都无法正常通行，并且部分路段还有建筑物、树木等也会影响到该产品的通行。以往进行大尺寸产品公路运输时，由于尺寸超限较少、运输距离相对较短，因此采用相对简单的固定式公路运输托架，不具备运输途中调整产品姿态的功能。运输途中若遇到尺寸受限处，就将影响通行的收费站、建筑物或路政设施部分拆除，通行后恢复，需耗费大量人力物力财力，且整个运输过程需要与多方协调建筑物拆除、修复以及补偿等工作，整个运输过程耗时极长。而本批产机型每架机的该大部件都需要经公路运输以完成装配调试，行进路线跨越数省，途中存在大量收费站、高速路天桥等，且部件长宽尺寸接近8米，超限程度也是前所未有，原有的大部件运输方法和设备已完全无法满足本大部件运输需求。

申请内容

本申请克服了现有的飞机超宽大部件运输方法和设备的不足，提供了一种飞机超宽部件翻转调姿的运输翻转工装及方法。

第一方面，本申请提供一种飞机超宽部件翻转调姿的运输翻转工装，所述运输翻转工装的前侧和后侧分别设置有辅助托架，所述辅助托架承托在所述飞机超宽部件的结构框上，并与所述飞机超宽部件外形贴合；所述运输翻转工装的顶部设置有对接平板，所述运输翻转工装的中部设置有主体支架，所述对接平板通过铰链结构与所述主体支架相连；所述主体支架上安装有至少一支双作用液压缸，所述双作用液压缸一端与所述对接平板铰接，所述双作用液压缸另一端与所述主体支架铰接，用以顶升飞机超宽部件翻转；主体支架下方设计了底盘，底盘包含了直线导轨和丝杠手轮组成的横向移动装置以及横向限位接头；所述双头螺柱撑杆一端与所述对接平板铰接，所述双头螺柱撑杆另一端与所述主体支架铰接。

可选的，所述主体支架上安装有至少一支双作用液压缸，具体包括：

所述主体支架上安装有两支双作用液压缸。

可选的，所述公路运输装备还包括液压系统，所述液压系统包括液压锁，所述液压锁用于维持作动筒内压力。

可选的，所述辅助托架采用气弹簧支撑进行翻倒和升起。

第二方面，本申请提供一种飞机超宽部件翻转调姿的公路运输方法，所述方法应用于上述的运输翻转工装，包括：

1)当飞机超宽部件处于水平姿态下，利用所述飞机超宽部件上与飞机主体的对接孔，将所述飞机超宽部件固定在对接平板上，所述飞机超宽部件的重心位于运输车的对称中心位置；

2)所述飞机超宽部件放置到位后，将辅助托架升起承托飞机超宽部件；

3)当所述飞机超宽部件经过狭窄路段时，先将辅助托架翻倒，再利用液压撑杆将飞机超宽部件向左顶升倾斜；

4)当飞机超宽部件顶升到位后，用双头螺柱撑杆支撑在翻转平板和下方支架之间，为飞机超宽部件在倾斜状态增加机械保险装置；

5)飞机超宽部件顶升到位后，将支撑架和飞机超宽部件向右移动至重心位于运输车对称中心上，并将支撑架上的限位装置锁死，保证飞机超宽部件倾斜通行的稳定性；

6)当飞机超宽部件以倾斜姿态缓慢通过所述狭窄路段后，将飞机超宽部件下降至水平状态，再将飞机超宽部件向左移动回至运输车对称中心；

7)采用两件手动泵驱动的双作用液压缸联动，使飞机超宽部件向上翻转时提供顶升力将飞机超宽部件顶起，飞机超宽部件向下翻转为飞机超宽部件提供拉力和支撑力。

可选的，所述利用液压撑杆将飞机超宽部件向左顶升倾斜，具体包括：

当所述飞机超宽部件经过狭窄路段时，先将辅助托架翻倒，再利用液压撑杆将飞机超宽部件向左顶升倾斜至与水平面成50°夹角，使得所述飞机超宽部件最大宽度和高度控制在所述狭窄路段的宽度和高度限制之内。

可选的，所述将支撑架和飞机超宽部件向右移动至重心位于运输车对称中心上，具体包括：

飞机超宽部件顶升到位后，利用直线导轨和丝杠手轮组成的横向移动装置，将支撑架和飞机超宽部件向右移动至重心位于运输车对称中心上，并将支撑架上的限位装置锁死，保证飞机超宽部件倾斜通行的稳定性。

可选的，所述将飞机超宽部件下降至水平状态再将飞机超宽部件向左移动回至运输车对称中心，包括：

取下双头螺柱撑杆，利用液压缸再将飞机超宽部件下降至水平状态，利用横向移动装置将飞机超宽部件再次向左移动回至运输车对称中心，同时将辅助托架升起支撑飞机超宽部件，将翻转平板与下方支架上的限位接头都锁死，保证飞机超宽部件平放状态下运输途中的稳定性。

本申请中采用创新的超宽大部件翻转调姿运输的方法，结合配套设计的工艺装备，圆满解决了长款尺寸近8米的超宽大部件长距离公路运输途中所遇到的超宽超限问题。采用手动泵驱动的联动双液压缸作为动力的专用工艺装备，无需其他设备辅助，运输途中在运输车体上就可以完成超宽部件的翻转调姿工作，解决了通行宽度受限处产品超宽无法通行的问题。同时采用横向移动装置来调整产品和支架的位置，解决了产品倾斜状下重心的偏移对车辆稳定系造成的影响，并能在产品起升后将大部分宽度都移动到车辆偏右的位置，可避开收费岗亭、护栏等固定障碍(高速入口处左侧因岗亭宽度受限，右侧宽度开敞)。经实践检测，本申请所采用的方法和工艺装备可以使产品顺利通过沿途所有正常姿态无法通过的宽度受限路段。本申请的专用工艺装备中，采用两支带液压锁的双作用缸联动负责产品顶升，直线导轨和丝杠负责产品平移，并设置了相应的机械限位装置，使整个翻转调姿通行可以在10分钟内完成，方便快捷并能做到万无一失。相对于以往飞机大部件公路运输任务中所采用的拆除部分挡害建筑物或路政设施等障碍物的方法来说，可实施性强，节省了大量的人力、物力、财力，解决了该机型批产的制约难题，为该机型顺利批产奠定了坚实基础。

附图说明

图1是本申请提供的总体示意图；

图2是本申请提供的通过狭窄路段时的状态的示意图；

图3是本申请提供的辅助托架的示意图；

图4是本申请提供的产品翻转工装平放状态的示意图；

图5是本申请提供的产品翻转工装顶起并平移后的状态示意图；

图6是本申请提供的翻转工装顶部的对接平板示意图；

图7是本申请提供的翻转工装主体支架的示意图；

图8是本申请提供的翻转工装的底盘的示意图；

其中：1.产品，2.运输车辆，3.前辅助托架，4.后辅助托架，5.翻转工装；3－1.木托，3－2.丝杠，3－3.带套筒手轮，3－4.翻转架，3－5.固定底架，3－6.转轴，3－7.气弹簧，3－8.插销；5－1.对接平板，5－2.主体支架，5－3.底盘，5－4.直线导轨，5－5.液压系统(包含压油箱、手动泵、换向阀等)，5－6.双头螺柱撑杆，5－7.作动筒；5－1－1.平板，5－1－2.翻转轴座a，5－1－3.撑杆连接座a，5－1－4.作动筒上铰接座，5－1－5.紧固接头a，5－1－6.挂钩；5－2－1.支架，5－2－2.翻转轴座b，5－2－3.撑杆连接座b，5－2－4.平移限位接头a，5－2－5.平移套筒座，5－2－6.紧固接头接头b，5－2－7.作动筒下铰接座；5－3－1.平移限位接头b，5－3－2.连接底板，5－3－3.丝杠固定座a，5－3－4.平移丝杠，5－3－5.方形套筒带手轮，5－3－6.大螺母，5－3－7.丝杠固定座b。

具体实施例

本申请克服了现有的飞机超宽大部件运输方法和设备的不足，提供了一种可以在运输过程中翻转调整大部件姿态，使超宽大部件可以方便快捷地通过运输途中尺寸受限路段的方法和相应的工艺装备，解决了超宽大部件长距离公路运输的通行难题。

实施例一

本申请采用新的运输方法和相应的工艺装备，实现了超宽大部件运输过程中进行翻转调姿和重心调整，使超宽超限的飞机大部件可以快速安全地通过高速路口等狭窄路段，详细方案如下：

1)运输翻转工装的顶部设置有对接平板，对接平板通过铰链结构与下方支架相连。正常状态下，利用本超宽大部件上与机体的对接孔将本产品固定在对接平板上，产品重心位于运输车的对称中心位置，同时兼顾产品安装高度，为翻转调姿预留空间。如图1所示。

2)在产品翻转工装的前后两侧设置两处辅助托架，辅助托架承托于产品的结构框上，并与产品外形贴合，以免产品经长距离运输时固定点松动而移位。辅助托架采用气弹簧支撑进行翻倒和升起。产品放置到位后，将辅助托架升起承托产品，此姿态为产品公路运输时的常规姿态。

3)经过高速入口等狭窄路段时，先将辅助托架翻倒以免与产品干涉，再利用液压撑杆将产品向左顶升倾斜至与水平面成50°夹角，此时产品在地面的投影宽度减小至原产品宽度的0.643倍，产品最大高度也控制高速入口顶部限高之内，同时由于产品右侧升高，可以顺利避开平放时道路外侧的护栏、树木等影响通行的障碍物。

4)产品顶升到位后，用双头螺柱撑杆支撑在翻转平板和下方支架之间，为产品在倾斜状态增加机械保险装置，避免因液压缸突然失效造成产品姿态失稳。双头螺柱撑杆的行程可以在一定范围内调整，满足产品不同顶升角度的需求。

5)产品顶升到位后，重心会向左偏离运输车对称线1.38米，由于产品重量较大，重心大幅偏移会影响到产品倾斜状态下通行的稳定性，因此设计了直线导轨和丝杠手轮组成的横向移动装置，将支撑架和产品向右移动至重心位于运输车对称中心上，并将支撑架上的限位装置锁死，保证产品倾斜通行的稳定性。

6)产品以倾斜姿态缓慢通过狭窄路段后，取下双头螺柱撑杆，利用液压缸再将产品下降至水平状态，利用横向移动装置将产品再次向左移动回至运输车对称中心，同时将辅助托架升起支撑产品，将翻转平板与下方支架上的限位接头都锁死，保证产品平放状态下运输途中的稳定性。

7)由于产品倾斜到位后重心点已越过对接平板左侧的铰链轴位置，因此运输工装中采用两件手动泵驱动的双作用液压缸联动，产品向上翻转时提供顶升力将产品顶起，产品向下翻转为产品提供拉力和支撑力。液压系统中加入了液压锁，若液压系统意外泄压，液压锁可以维持作动筒内压力，保证产品安全。

综上所述，本申请中采用创新的超宽大部件翻转调姿运输的方法，结合配套设计的工艺装备，圆满解决了长款尺寸近8米的超宽大部件长距离公路运输途中所遇到的超宽超限问题。采用手动泵驱动的联动双液压缸作为动力的专用工艺装备，无需其他设备辅助，运输途中在运输车体上就可以完成超宽部件的翻转调姿工作，解决了通行宽度受限处产品超宽无法通行的问题。同时采用横向移动装置来调整产品和支架的位置，解决了产品倾斜状下重心的偏移对车辆稳定系造成的影响，并能在产品起升后将大部分宽度都移动到车辆偏右的位置，可避开收费岗亭、护栏等固定障碍(高速入口处左侧因岗亭宽度受限，右侧宽度开敞)。经实践检测，本申请所采用的方法和工艺装备可以使产品顺利通过沿途所有正常姿态无法通过的宽度受限路段。本申请的专用工艺装备中，采用两支带液压锁的双作用缸联动负责产品顶升，直线导轨和丝杠负责产品平移，并设置了相应的机械限位装置，使整个翻转调姿通行可以在10分钟内完成，方便快捷并能做到万无一失。相对于以往飞机大部件公路运输任务中所采用的拆除部分挡害建筑物或路政设施等障碍物的方法来说，可实施性强，节省了大量的人力、物力、财力，解决了该机型批产的制约难题，为该机型顺利批产奠定了坚实基础。

实施例二

结合附图对本申请一种飞机超宽部件翻转调姿的公路运输方法及工艺装备作详细说明：

1)请参阅图1，前辅助托架3、后辅助托架4和翻转工装5按预定尺寸安装至运输车辆上，用t型螺栓与车体上预留的固定槽相连。

2)请参阅图3，3辅助托架的顶部安装有3－1木托，3－1木托按产品外形制造，在车辆行驶过程中3－1木托与产品直接接触，提供辅助支撑力。两件3－3带套筒手轮焊接在3－4翻转架上，两件3－2丝杠安装在3－3带套筒手轮内，转动3－2带套筒手轮，可调整3－1木托的高度，3－5固定底架固定在运输车体上，3－4翻转架通过两处3－6转轴与3－5固定底架相连，两支3－7气弹簧一端铰接在3－4翻转架上，一端铰接在3－5固定底架上，托架翻倒和升起时，3－7气弹簧可以提供辅助支撑力，便于操作。产品吊装到5翻转工装上之前，先将3前辅助托架和4后辅助托架顶部的木托降低，以免产品吊装过程中顶伤产品。

3)请参阅图4、图5、图6、5翻转工装的顶部是5－1对接平板，5－1对接平板的主体为5－1－1平板，q235材质，上面预留有产品对接孔，5－1－1的中部为空心结构，可方便操作人员进入，与5－1－1的下表面左端焊接有4处同轴的5－1－2翻转轴座a，下表面中部偏右位置分别焊接有两处5－1－3撑杆连接座a和两处5－1－4作动筒上铰接座，5－7作动筒的上端连接在5－1－4作动筒上铰接座上，5－7作动筒伸长，就可以使5－1对接平板绕5－1－2翻转轴座a翻转，进而完成将产品顶起倾斜至50°的动作；两处5－1－5紧固接头a焊接在5－1平板的右侧面。5－1－1平板的四周侧面焊接有共计十二处5－1－6挂钩，当产品固定到位后可以用来固定产品的包裹篷布。

请参阅图4、图5、图7，5－1对接平板的下方是5－2主体支架，其主体结构5－2－1支架是焊接式框架结构，上层框架的左侧焊接有四处2－2翻转轴座b，5－2－2翻轴座b通过铰链轴与5－1对接平板上的5－1－2翻转轴座a相连接，两处2－3撑杆连接座b焊接在上层框架的内侧，当产品倾斜顶起时，两支5－6双螺柱撑杆一端连接在5－1－3撑杆连接座a上，一端连接在5－2－3撑杆连接座b上，在产品倾斜状态下起到机械式保险作用。两处5－2－6紧固接头b焊接于5－2－1支架上层框架的右侧外表面，产品平放行驶时，可以将5－1－5紧固接头a和5－2－6紧固接头b通过螺栓固联，避免产品平放行驶时5－1接平板因颠簸而跳动，进而影响到产品稳定。5－2－4平移限位接头a焊接在下层框架的两侧，共计4处，车辆行驶过冲中将5－2－4平移限位接头a锁定，起到限制5－2主体支架平移的作用。5－2－5平移套筒座焊接与5－2主体支架下表面左侧中部，用以固定5－3－5方形套筒带手轮来驱动5－2平移；两处5－2－7作动筒下铰接座焊接在5－2主体支架的下层框架上表面，5－7作动筒的上端与5－1－4作动筒上铰接座铰接，下端与5－2－7作动筒下铰接座铰接，5－7作动筒安装于5－2主体支架的内部，通过安装于5－2侧面的5－5液压系统驱动，就可以实现对产品的顶升或下降翻转。

请参阅图4、图5、图8，5－3底盘位于整个5翻转工装的底部，5－3底盘框架的上表面安装有5－4直线导轨，5－4直线导轨中的导轨与5－3底盘螺接，滑块与5－2支架主体的下表面螺接，通过安装在5－3－4平移丝杠、5－3－5方形套筒带手轮、5－3－6大螺母的共同驱动下，可以轻松使5－2支架主体带动上方的5－1翻转平板以及与之连接的产品沿5－4直线导轨做行程共计1.38米的平移运动，达到调整产品水平位置的目的。5－3－3丝杠固定座a和5－3－7丝杠固定座b分别安装在5－3－4平移丝杠的两端头，用以限制5－3－4平移丝杠的移动和转动，组装时先将5－3－5方形套筒带手轮安装在5－3－4平移丝杠上，整体穿过焊接在5－2支架主体下表面的5－2－5平移套筒座后，再将5－3－6大螺母拧紧在5－3－5方形带套筒手轮末端的螺纹上，完成整个翻转工装平移装置的连接。5－3－5方形带套筒手轮与5－2－5平移套筒座之间有一定间隙余量，不采用焊接连接，可以避免运输途中车辆颠簸使产品和翻转工装上部结构整体重量集中在丝杠上，将5－3－4平移丝杠压变形，进而导致翻转工装上部结构和产品无法完成平移动作；两组5－3－1平移限位接头b(每组4处，共计8处)焊接在5－3底盘的两侧，5－3－2连接底板焊接在5－3底盘的下表面，上面预留有槽口，可通t型螺栓将5翻转工装与2运输车体紧固联接。

5)产品在运输车辆上安装时，先将5翻转工装调整至图4的状态，并用螺栓将5－2－4平移限位接头a和左侧一组5－3－2平移限位接头b锁定，然后将产品按水平姿态吊装至5翻转工装上，并用高强度螺栓连接产品和5－1对接平板上的预留对接孔，产品紧固到位后将5－1－5紧固接头a和5－2－6紧固接头b用螺栓连接，防止运输途中道路颠簸造成超上下跳动，之后再对产品加以包裹保护，并利用5－1－6挂钩固定包裹平布，最后将3前辅助托架和4后辅助托架上的木托升起，与产品贴合，起到辅助支撑产品的作用，避免运输途中产品的紧固螺栓因颠簸松动而造成产品移位，产品安装到位后状态如图1，整个运输途中车辆的行进速度不大于60km/h。

6)请参阅图2，当产品到达宽度受限路段时，先将3前辅助托架和4后辅助托架翻倒，再松开5－2－4平移限位接头a和5－1－5紧固接头a上的限位螺栓，检查无误后，摇动5－5液压系统中的手动泵，使两支5－7作动筒逐渐伸长，进而顶升5－1翻转带动产品绕翻转轴向左侧倾斜至于水平面成50°夹角。产品顶升到位后将两支5－6双头螺柱撑杆安装到位，撑杆的上端与5－1－3撑杆连接座a相连，下端与5－1－4撑杆连接座b相连，在产品顶升后起到机械限位的作用，与5－7作动筒上的液压锁共同构成双保险，以免液压系统意外泄压导致产品发生意外事故。产品翻转到位后，产品重心较水平状态会有所升高，并且向左偏移了近1m，因此为了保证车辆在产品倾斜状态下通过狭窄路段的稳定性，需要转动5－3－5方形带套筒手轮，驱动翻转工装上部的5－1翻转平板和5－2主体支架带动产品沿5－4直线导轨向右移动，将产品重心移回到运输车对称中心，直线导轨结构的摩擦阻力很小，仅需一人就可以完成产品的平移动作，产品平移到位后再将5－2－4平移限位接头a和右侧一组5－3－2平移限位接头b锁定，至此产品的由水平到倾斜的姿态翻转过程完成。

7)运输车缓慢通过狭窄路段，产品倾斜起升后高度减小至平放状态的0.643倍，再经过向右平移，可以将产品超出车体的绝大部分宽度都避让到运输车体右方高位，产品左侧低位宽度仅超出车体不足750mm，可以避让收费站通道等位置左侧的护栏、收费岗亭等固定建筑物(收费站最右侧通道的左端宽度高度受限，右端宽度高度较为开敞)；同时，翻转工装主体设计为下左上右的倾斜式结构(请参阅图4、图5)，使翻转工装的右侧不超出运输车体，可以有效避让通道右侧的护栏等低矮的障碍物。

8)产品通过狭窄路段后，按产品顶起时的顺序逆向操作，先松开右侧一组的平移限位接头，驱动平移丝杠将产品平移回左侧，取下5－6双头螺柱撑杆，再调整5－5液压系统中的换向阀，使用手动泵驱动5－7作动筒将产品翻转回水平状态，并重新将左侧一组平移限位接头以及5－1－5紧固接头a和5－2－6紧固接头重新紧固到位，再将3前辅助托架和4后辅助托架翻起辅助承托产品，至此，产品由倾斜状态再次恢复至水平放置的运输状态。由于产品顶升倾斜到位后，重心位置变化，重心的铅垂线已经越过了翻转轴，向下翻转时的起始阶段需要一定的拉力，因此5－7作动筒选用的是两支双作用缸，实际翻转时，仅需一支作动筒就可以满足产品翻转时的动力需求，翻转工装中采用两支联动的作动筒再加上液压锁，可以保证产品翻转过程万无一失。