一种带升降平台的涡轮氧泵组合系统及涡轮氧泵组合方法技术方案

本发明专利技术公开了一种带升降平台的涡轮氧泵组合系统及涡轮氧泵组合方法，通过壳体辅助对接装置将涡轮壳体吊装于涡轮壳体固定平台上，并通过径向夹紧机构，周向顶紧机构和轴向拉平机构实现涡轮壳体夹紧及找平，由升降机构带动氧泵装配平台及涡轮壳体固定平台提升到人工可视范围，测量装置升至壳体正下方，测量探头在升降平台带动下实现半自动循环测量；最后用壳体辅助对接装置吊起氧泵壳体，并手动调平，移动至涡轮壳体上方，实现辅助对接；其中所有动作模块均通过操作控制系统驱动各机构来完成，在一套系统上完成涡轮壳体的自动夹紧找平、深度测量、氧泵壳体的辅助对接，最终实现了涡轮氧泵的组合装配，使得装配过程大大简化，提高了涡轮氧泵的装配质量和效率。提高了涡轮氧泵的装配质量和效率。提高了涡轮氧泵的装配质量和效率。

【技术实现步骤摘要】
一种带升降平台的涡轮氧泵组合系统及涡轮氧泵组合方法


[0001]本专利技术属于非标准装配工艺设备领域，涉及一种带升降平台的涡轮氧泵组合系统及涡轮氧泵组合方法。

技术介绍

[0002]目前，液体火箭发动机的装配基本依靠手工作业完成，而涡轮泵是火箭发动机中唯一高速旋转的部件，其装配精度直接影响着发动机乃至航天器的性能和可靠性。涡轮泵装配过程涉及涡轮壳体装夹固定、单轴承的过盈压装、深度检测、壳体对接装配、推拉试验、电性能测试等过程，工艺复杂，涉及压装力、位移量、间隙等参数。
[0003]装配工艺方法与装备的机械化、自动化程序密切相关，长期以来，涡轮氧泵装配一直沿用自行设计的装配车，完全为手工作业。其装配车为简单的框架焊接机构，涡轮壳体的固定和夹紧依靠一对卡板与装配车连接，只能用于夹紧，而找平则依靠铁丝固定于偏心部位上大致进行拉平，检测采用目视方式；轴承装配时采用千斤顶和转接工装压入；深度测量依靠操作者钻入装配车下方，利用深度尺仰视测量，然后由专人记录，操作费时费力；氧泵壳体对接时，采用吊车和吊带进行固定，装入过程中采用橡皮榔头一直缓缓敲击直至壳体完全装入。
[0004]这种装备的不足之处是：涡轮壳体的固定和夹紧无定位基准，水平度难以保证；偏心部位拉平后受后续装配过程中施力、拧紧等影响，很容易松动偏斜；深度检测时完全为人工手动仰视测量，受个人操作经验影响尺寸偏差较大，且装配车下方空间小，操作费时费力；壳体对接无专用设备，该过程劳动强度大，容易磕碰密封面等关键部位；因缺少自动化装备，目前装配需3
‑r/>4人配合作业，且装配周期长。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服上述缺陷，提供一种带升降平台的涡轮氧泵组合系统及涡轮氧泵组合方法，通过壳体辅助对接装置将涡轮壳体吊装于涡轮壳体固定平台上，并通过径向夹紧机构，周向顶紧机构和轴向拉平机构实现涡轮壳体夹紧及找平，然后由升降机构带动氧泵装配平台及涡轮壳体固定平台提升到人工可视范围，测量装置提升至壳体正下方，测量探头在升降平台带动下上升、测量、下降、旋转、再上升，实现半自动循环测量；最后用壳体辅助对接装置吊起氧泵壳体，并手动调平，移动至涡轮壳体上方，实现辅助对接；其中所有动作模块均通过操作控制系统驱动各机构来完成，在一套系统上完成涡轮壳体的自动夹紧找平、深度测量、氧泵壳体的辅助对接，最终实现了涡轮氧泵的组合装配。通过该系统，避免了涡轮壳体装夹偏斜、找正困难的问题，提高了深度尺寸的测量精度，降低了壳体对接时操作者的劳动强度，使得装配过程大大简化，提高了涡轮氧泵的装配质量和效率，具有自动化程度高、集成度高、精度高等特点，可用于其它相似型号涡轮泵的装配。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种带升降平台的涡轮氧泵组合系统，包括涡轮壳体固定平台，氧泵装配平台，深
度测量装置，操作控制系统和壳体辅助对接装置；
[0008]涡轮壳体固定平台包括装配平台，径向夹紧机构，周向顶紧机构和轴向拉平机构，装配平台设有圆孔，所述涡轮壳体缩颈部位与所述圆孔配合，实现涡轮壳体在装配平台上的定位，径向夹紧机构，周向顶紧机构和轴向拉平机构用于实现涡轮壳体的径向夹紧，周向顶紧和轴向拉平；
[0009]氧泵装配平台用于带动涡轮壳体固定平台上下运动，使涡轮壳体固定平台位于便于人工操作的高度；
[0010]深度测量装置位于涡轮壳体固定平台下方，对涡轮壳体的深度进行测量；
[0011]壳体辅助对接装置用于将氧泵壳体吊起，并将氧泵壳体装入涡轮壳体；
[0012]操作者通过操作控制系统控制涡轮壳体固定平台，氧泵装配平台，深度测量装置和壳体辅助对接装置执行相应动作。
[0013]进一步的，涡轮氧泵组合系统，还包括人工站台，所述人工站台设有与涡轮壳体固定平台配合的方形孔，所述氧泵装配平台带动涡轮壳体固定平台上升，涡轮壳体固定平台穿过所述方形孔到达便于人工操作的高度。
[0014]进一步的，所述涡轮壳体固定平台中的径向夹紧机构位于装配平台下表面，包括径向夹紧基板，径向夹紧卡盘，限位板和第一径向夹紧气缸，径向夹紧基板和限位板分别设于装配平台所设圆孔两侧，径向夹紧基板和限位板中分别设有圆弧形的径向夹紧卡盘，第一径向夹紧气缸驱动径向夹紧基板中的径向夹紧卡盘水平运动，使径向夹紧卡盘推动涡轮壳体水平运动，最终径向夹紧基板和限位板中的径向夹紧卡盘分别与涡轮壳体缩颈部位两侧配合，实现对涡轮壳体的径向夹紧。
[0015]进一步的，所述涡轮壳体固定平台中的周向顶紧机构位于装配平台上表面，包括周向夹紧气缸，周向夹紧板和周向限位支座，所述周向夹紧气缸、周向夹紧板和周向限位支座沿装配平台所设圆孔周向设置，周向夹紧气缸驱动周向夹紧板运动，周向限位支座驱动周向夹紧板分别与涡轮壳体中的偏心球和连接球形主体与偏心球的弯管部分配合，实现对涡轮壳体的周向夹紧。
[0016]进一步的，所述涡轮壳体固定平台中的轴向拉平机构位于装配平台下表面，与径向夹紧机构配合，实现涡轮壳体的轴向拉平；
[0017]轴向拉平机构包括定位基板，轴向拉紧驱动机构，轴向拉紧丝杠，底盘和轴向拉紧导柱；定位基板固定于涡轮壳体固定平台中装配平台下表面，并紧贴径向夹紧基板中的径向夹紧卡盘上表面，轴向拉紧导柱为竖直方向，两端分别连接装配平台和底盘，底盘设于径向夹紧基板下方，轴向拉紧驱动机构驱动轴向拉紧丝杠旋转，进而使径向夹紧基板带动径向夹紧卡盘沿轴向拉紧导柱竖直运动，带动涡轮壳体向上运动至轮壳体中的法兰与定位基板下表面贴紧，实现涡轮壳体的轴向拉平。
[0018]进一步的，所述涡轮壳体固定平台还包括偏心调节机构，所述偏心调节机构用于支撑涡轮壳体中的偏心球。
[0019]进一步的，所述氧泵装配平台包括操作平台，升降伺服马达，升降动力传递机构，升降支座，升降丝杠和横梁导轨；
[0020]横梁导轨设于操作平台上，装配平台安装于横梁导轨上，实现水平方向的位置调整，升降丝杠一端升降支座上，另一端与操作平台连接，升降伺服马达通过升降动力传递机
构带动升降丝杠上下运动，进而带动涡轮壳体固定平台上下运动。
[0021]进一步的，所述深度测量装置包括测量托盘，升降平台，转位把手，测量头，测量块和测量座；测量头为带浮动功能的接触式测量头，包括长测量头或短测量头；
[0022]所述测量托盘可转动的固定于升降平台上方，转位把手与测量座固定连接，测量托盘设有环形排布的定位孔，测量头通过测量块安装于测量座上，测量座利用所述定位孔实现在测量托盘上的定位；
[0023]测量时，升降平台带动测量托盘上升至预定高度，并进行测量，测量完毕后，升降平台带动测量托盘下降至预定高度，通过人工转动转位把手使测量座转动至与下一定位孔配合的位置，进行循环测量。
[0024]进一步的，所述壳体辅助对接装置包括立柱，驱动气缸，折叠转位机构，调平机构和控制手柄；驱动气缸和折叠转位机构一端安装于立柱上，折叠转位机构另一端设有调平机构和控制手柄；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带升降平台的涡轮氧泵组合系统，其特征在于，包括涡轮壳体固定平台(1)，氧泵装配平台(3)，深度测量装置(4)，操作控制系统(5)和壳体辅助对接装置(6)；涡轮壳体固定平台(1)包括装配平台，径向夹紧机构，周向顶紧机构和轴向拉平机构，装配平台设有圆孔，所述涡轮壳体(10)缩颈部位与所述圆孔配合，实现涡轮壳体(10)在装配平台上的定位，径向夹紧机构，周向顶紧机构和轴向拉平机构用于实现涡轮壳体(10)的径向夹紧，周向顶紧和轴向拉平；氧泵装配平台(3)用于带动涡轮壳体固定平台(1)上下运动，使涡轮壳体固定平台(1)位于便于人工操作的高度；深度测量装置(4)位于涡轮壳体固定平台(1)下方，对涡轮壳体(10)的深度进行测量；壳体辅助对接装置(6)用于将氧泵壳体吊起，并将氧泵壳体装入涡轮壳体(10)；操作者通过操作控制系统(5)控制涡轮壳体固定平台(1)，氧泵装配平台(3)，深度测量装置(4)和壳体辅助对接装置(6)执行相应动作。2.根据权利要求1所述的一种带升降平台的涡轮氧泵组合系统，其特征在于，还包括人工站台(2)，所述人工站台(2)设有与涡轮壳体固定平台(1)配合的方形孔，所述氧泵装配平台(3)带动涡轮壳体固定平台(1)上升，涡轮壳体固定平台(1)穿过所述方形孔到达便于人工操作的高度。3.根据权利要求1所述的一种带升降平台的涡轮氧泵组合系统，其特征在于，所述涡轮壳体固定平台(1)中的径向夹紧机构位于装配平台下表面，包括径向夹紧基板(1
‑
7)，径向夹紧卡盘(1
‑
9)，限位板(1
‑
10)和第一径向夹紧气缸(1
‑
6)，径向夹紧基板(1
‑
7)和限位板(1
‑
10)分别设于装配平台所设圆孔两侧，径向夹紧基板(1
‑
7)和限位板(1
‑
10)中分别设有圆弧形的径向夹紧卡盘(1
‑
9)，第一径向夹紧气缸(1
‑
6)驱动径向夹紧基板(1
‑
7)中的径向夹紧卡盘(1
‑
9)水平运动，使径向夹紧卡盘(1
‑
9)推动涡轮壳体(10)水平运动，最终径向夹紧基板(1
‑
7)和限位板(1
‑
10)中的径向夹紧卡盘(1
‑
9)分别与涡轮壳体(10)缩颈部位两侧配合，实现对涡轮壳体(10)的径向夹紧。4.根据权利要求1所述的一种带升降平台的涡轮氧泵组合系统，其特征在于，所述涡轮壳体固定平台(1)中的周向顶紧机构位于装配平台上表面，包括周向夹紧气缸(1
‑
2)，周向夹紧板和周向限位支座(1
‑
4)，所述周向夹紧气缸(1
‑
2)、周向夹紧板和周向限位支座(1
‑
4)沿装配平台所设圆孔周向设置，周向夹紧气缸(1
‑
2)驱动周向夹紧板运动，周向限位支座(1
‑
4)驱动周向夹紧板分别与涡轮壳体(10)中的偏心球(11)和连接球形主体与偏心球(11)的弯管部分配合，实现对涡轮壳体(10)的周向夹紧。5.根据权利要求3所述的一种带升降平台的涡轮氧泵组合系统，其特征在于，所述涡轮壳体固定平台(1)中的轴向拉平机构位于装配平台下表面，与径向夹紧机构配合，实现涡轮壳体(10)的轴向拉平；轴向拉平机构包括定位基板(1
‑
1)，轴向拉紧驱动机构(1
‑
5)，轴向拉紧丝杠(1
‑
13)，底盘(1
‑
8)和轴向拉紧导柱(1
‑
12)；定位基板(1
‑
1)固定于涡轮壳体固定平台(1)中装配平台下表面，并紧贴径向夹紧基板(1
‑
7)中的径向夹紧卡盘(1
‑
9)上表面，轴向拉紧导柱(1
‑
12)为竖直方向，两端分别连接装配平台和底盘(1
‑
8)，底盘(1
‑
8)设于径向夹紧基板(1
‑
7)下方，轴向拉紧驱动机构(1
‑
5)驱动轴向拉紧丝杠(1
‑
13)旋转，进而使径向夹紧基板(1
‑
7)带动径向夹紧卡盘(1
‑
9)沿轴向拉紧导柱(1
‑
12)竖直运动，带动涡轮壳体(10)向上运动至轮
壳体(10)中的法兰与定位基板(1
‑
1)下表面贴紧，实现涡轮壳体(10)...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢博，李波，胡述龙，杨杰，史福俊，林鹤，段立立，李丰玉，
申请(专利权)人：西安航天发动机有限公司，
类型：发明
国别省市：