机匣装配系统及其机匣夹持装置的制作方法

本发明涉及一种机匣装配系统及其机匣夹持装置。

背景技术：

航空发动机高压压气机为核心部件，含有高压压气机转子和静子机匣两部分。静子机匣为中空的锥筒形，机匣内部有多级静子叶片，机匣外部安装非常大量附件及管路，所以机匣内部和外部都没有吊装或安装接口。静子机匣划分为前、后两段，前静子机匣为如图1所示的对开式结构，划分两半，因而每一半的前静子机匣都是二分之一锥筒构型，含有上下的水平安装边91、左右的垂直安装边92。在发动机高压压气机装配工艺中，两个对开机匣之间的水平对接安装非常关键，也是重要瓶颈之一。因为两个对开机匣的全部四个安装边(91、92)外侧面都是机匣配合面(910、920)，具有法兰孔90，而且对开机匣的内部和外部都没有安装接口，无法有效夹持和支撑机匣。

目前对于对开机匣的传统装配方法一般有两种，一种是采用人工搬抬的方式，另外一种是采用提升平台将对开机匣抬起后，人工辅助对接。然而发明人发现，此两种方法均不能提供稳定的夹持：其一，采用纯人工方式劳动强度大，机匣和人员安全均无法保证；采用升降平台方式并没有实现对对开机匣的夹持，机匣处于半自由状态，也会有安全隐患。其二，由于机匣较重，两种方式很难实现人工对机匣的准确姿态调整，进而可能引发零件之间的磕碰伤等问题。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提供一种机匣夹持装置，能够实现在安装过程中对机匣进行稳定夹持。

本发明的另一目的在于提供一种机匣装配系统，其具有前述机匣夹持装置。

为实现前述目的的机匣夹持装置，包括：

支撑板，长度方向上的两端分别设有导向槽，所述导向槽沿所述长度方向延伸；

螺杆件，沿所述长度方向设置，可转动地安装在所述支撑板上，具有操作部，通过所述操作部对所述螺杆件施加外力使其转动；以及，

两支撑臂，在两端分别与所述螺杆件螺纹配合连接，具有连接凸部，所述连接凸部可滑动地连接于所述导向槽中；

其中，所述支撑臂具有与机匣水平安装边内侧相对的支撑面，所述支撑面上具有多个对应机匣安装边法兰孔凸起设置的凸台，转动所述螺杆件，以使所述支撑臂沿所述长度方向相向移动并抵顶机匣水平安装边内侧面，所述凸台在所述抵顶状态下插入所述法兰孔。

在一个或多个实施方式中，所述凸台凸起的高度不大于机匣水平安装边的厚度。

在一个或多个实施方式中，所述支撑臂包括与机匣上安装边相抵顶的上支撑臂，以及与机匣下安装边相抵顶的下支撑臂，所述上支撑臂上还设置有支撑调节组件，所述上支撑臂的支撑面为所述支撑调节组件的上表面；

其中，设置于所述支撑调节组件上表面的多个凸台中的至少一个沿所述支撑调节组件的高度方向可伸缩。

在一个或多个实施方式中，所述支撑调节组件具有壳体以及由所述壳体围出的腔体，所述壳体的上表面具有开口，所述支撑调节组件还包括：

第一滑动块，可活动地设置于所述腔体内，具有第一斜面；

第二滑动块，可活动地设置于所述腔体内，具有与所述第一斜面配合的第二斜面，上部具有至少一个限位凸台；以及，

施力件，可于所述第一滑动块施加一外力，以使所述第二滑动块在第一斜面与壳体侧壁之间被挤压，在所述第一斜面与所述第二斜面的配合导向下，所述第二滑动块沿所述壳体的高度方向移动，以使所述限位凸台于所述开口中伸出或缩回。

在一个或多个实施方式中，所述限位凸台伸出所述壳体的上表面的最大高度大于机匣安装边的厚度。

在一个或多个实施方式中，所述壳体的侧面开设有引导槽，所述第二滑动块上还具有引导销，所述引导槽与所述引导销配合引导所述第二滑动块在所述腔体内的移动方向。

在一个或多个实施方式中，所述施力件为螺杆，所述壳体上开设有与所述螺杆相配合的螺孔。

在一个或多个实施方式中，所述导向槽为榫槽，所述凸部为与所述榫槽相配合的榫头。

在一个或多个实施方式中，所述螺杆件与所述支撑板之间通过轴承连接。

为实现前述另一目的的机匣装配系统，包括控制中心以及机械臂，所述控制中心控制所述机械臂在空间内的自由运动，其特征在于，所述机械臂的自由端设置有如前所述的机匣夹持装置。

本发明的增益效果在于，在机匣夹持装置中通过支撑臂对机匣安装边内侧面的内侧面进行顶撑夹持的夹持方式，避开了作为机匣配合面的安装边外侧面，同时通过多个凸台承受剪切力，实现对机匣的稳定夹持。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1示出了对开式前静子机匣的立体示意图；

图2示出了机匣夹持装置一个实施方式的立体示意图；

图3至图4分别示出了上支撑臂以及下支撑臂一个实施方式的立体示意图；

图5示出了支撑调节组件一个实施方式的立体示意图；

图6示出了图5中沿中心线剖切所得的剖视示意图；

图7示出了螺杆件连接状态下的剖视示意图；

图8示出了机匣装配系统一个实施方式的示意图。

具体实施方式

下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或者实施例。为简化公开内容，下面描述了各元件和排列的具体实例，当然，这些仅仅为例子而已，并非是对本申请的保护范围进行限制。例如在说明书中随后记载的第一特征在第二特征上方或者上面形成，可以包括第一和第二特征通过直接联系的方式形成的实施方式，也可包括在第一和第二特征之间形成附加特征的实施方式，从而第一和第二特征之间可以不直接联系。另外，这些公开内容中可能会在不同的例子中重复附图标记和/或字母。该重复是为了简要和清楚，其本身不表示要讨论的各实施方式和/或结构间的关系。进一步地，当第一元件是用与第二元件相连或结合的方式描述的，该说明包括第一和第二元件直接相连或彼此结合的实施方式，也包括采用一个或多个其他介入元件加入使第一和第二元件间接地相连或彼此结合。

需要注意的是，在使用到的情况下，如下描述中的上、下、左、右、前、后、顶、底、正、反、顺时针和逆时针仅仅是出于方便的目的所使用的，而并不暗示任何具体的固定方向。事实上，它们被用于反映对象的各个部分之间的相对位置和/或方向。

如图2示出了机匣夹持装置一个实施方式的立体示意图，其包括支撑板1、螺杆件2、以及两支撑臂3。

支撑板1在其长度方向a上的两端具有导向槽10，两个导向槽10的延伸方向均与支撑板1的长度方向a相同。

螺杆件2是沿支撑板1的长度方向a设置，同时与支撑板1之间可转动地连接安装。螺杆件上具有操作部20，通过转动操作部20能够对螺杆件2施加一转动的外力，从而使其相对支撑板1进行转动。

两支撑臂3在螺杆件2的两端分别与其螺纹配合连接，支撑臂3具有连接凸部33，连接凸部33可滑动地连接于导向槽10中。

其中，每个支撑臂3均具有与如图1中所示的机匣水平安装边91内侧相对的支撑面30，在支撑面30上具有多个对应机匣安装边法兰孔90凸起设置的凸台301。当转动螺杆件2时，支撑臂3可以沿支撑板1的长度方向a相向移动并抵顶机匣水平安装边91的内侧面，在抵顶状态下时，凸台301插入到安装边的法兰孔90中，以限制安装边91内侧面与支撑面30贴合处的相对滑动。

在机匣夹持装置中通过支撑臂对机匣安装边91内侧面的内侧面进行顶撑夹持的夹持方式，避开了作为机匣配合面的安装边91外侧面，同时通过多个凸台301承受剪切力，实现对机匣的稳定夹持。

虽然本机匣夹持装置的一个实施例如上所述，但是在本机匣夹持装置的其他实施例中，机匣夹持装置相对于上述实施例在许多方面都可以具有更多的细节，并且这些细节的至少一部分可以具有多样的变化。下面以一些实施例对这细节和些变化中的至少一部分进行说明。

在机匣夹持装置的一个实施方式中，凸台301在支撑面30上凸起的高度不大于机匣水平安装边91的厚度，从而当凸台301插入到法兰孔90中时，凸台301不会突出于安装边91的外侧面，实现了在装配时，凸台301不会影响对机匣配合面，如图1中所示的机匣配合面(910、920)，的配合安装。

在机匣夹持装置的一个实施方式中，支撑臂3包括与机匣上安装边相抵顶的上支撑臂31以及与机匣下安装边相抵顶的下支撑臂32。如图3至图4分别示出了上支撑臂以及下支撑臂一个实施方式的立体示意图，在上支撑臂31上还设置有支撑调节组件35。如图5示出了支撑调节组件一个实施方式的立体示意图，支撑调节组件35具有壳体350，上支撑臂的支撑面30即为壳体350的上表面。多个凸台301是设置于壳体350的上表面上，其中，多个凸台301中的至少一个配置为：沿壳体的高度方向可伸缩。

具体地，图6示出了图5中沿中心线剖切所得的剖视示意图，支撑调节组件35具有由壳体350所围出的腔体，在壳体350的上表面具有开口351。支撑调节组件35还包括第一滑动块352、第二滑动块353以及施力件354。其中，第一滑动块可352活动地设置在腔体内，且具有第一斜面3521。第二滑动块353活动地设置在腔体内，并具有与第一斜面3521配合的第二斜面3531，在第二滑动块353的上部具有至少一个限位凸台301a。

其中，施力件354可于第一滑动块352施加一外力，以使得第二滑动块353在第一斜面3521以及壳体侧壁355之间被挤压，在第一斜面3521以及第二斜面3531的配合导向下，第二滑动块353沿壳体的高度方向移动。即当施力件354施力使得第一滑动块352挤压第二滑动块353时，第二滑动块353沿壳体的高度方向向上移动，此时限位凸台301a伸出开口351。当施力件354不再施力时，第二滑动块353在重力作用下沿壳体的高度方向向下回落，此时限位凸台301a也在开口351中缩回。通过将限位凸台301a设置为沿壳体的高度方向可伸缩，使得在夹持机匣的过程中，可将限位凸台301a伸出，使得夹持得更加牢固，在安装过程中将限位凸台301a缩回，以使得限位凸台301a不会对机匣的安装配合面造成影响。可以理解的是，在图示中仅示出了支撑调节组件35中的一个凸台301配置为可伸缩的限位凸台301a的实施方式，在支撑调节组件35的其他实施方式中，支撑调节组件35中的部分或全部凸台301均可配置为可伸缩的限位凸台301a。

在机匣夹持装置的一个实施方式中，限位凸台伸301a伸出壳体上表面的最大高度可以是大于机匣安装边的厚度，以保证夹持的稳定性。

请结合参见图5以及图6，在机匣夹持装置的一个实施方式中，在壳体350的侧面还开设有引导槽3501，对应地，在第二滑动块353上设置有引导销3532，当第二滑动块353安装于壳体350内时，引导销3532卡入至引导槽3501中，引导槽3501与引导销3532配合引导第二滑动块353在腔体内的移动方向。

在机匣夹持装置的一个实施方式中，施力件354为螺杆，壳体350上开设有与其相配合的螺孔。施力件354与壳体350之间螺纹连接，转动施力件354可以使得施力件354抵顶第一滑动块352移动。在一个实施方式中，第一滑动块352与施力件354之间固定连接，从而当向外旋动施力件354时，施力件354能够带动第一滑动块352移动，从而便于限位凸台301a缩回。

在机匣夹持装置的一个实施方式中，所述导向槽10为榫槽，凸部33为能够与榫槽相配合的榫头。榫槽与榫头配合相接，以防止支撑臂3脱出。

如图7示出了螺杆件2连接状态下的剖视示意图，螺杆件2与支撑板1之间通过轴承4连接，保证螺杆件2与支撑板1之间相互转动的平滑度。

在机匣夹持装置的一个实施方式中，凸台301为设置在支撑臂3上的销钉，在其他实施方式中，凸台301也可以是一体成型于支撑臂3上。

在机匣夹持装置的一个实施方式中，支撑臂3与支撑板1之间可拆卸，从而针对不同尺寸的对开机匣进行适应性调整，满足多型号发动机应用推广。

如前所述的机匣夹持装置可运用于如图8所示的机匣装配系统中，机匣装配系统包括控制中心5以及机械臂6，控制中心5控制机械臂6在空间内的自由移动。其中，在机械臂6的自由端设置有机匣夹持装置。通过采用机械臂6与夹持装置配套使用，充分利用机械臂6的悬浮功能，并最大化发挥人工调姿精度高、可靠性高的优势。可以理解的是，如前所述的实施方式中的控制中心5可以包括一个或多个硬件处理器，诸如微控制器、微处理器(例如mcu芯片或51单片机)、精简指令集计算机(risc)、专用集成电路(asic)、应用特定指令集成处理器(asip)、中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、物理处理单元(ppu)、微控制器单元、数字信号处理器(dsp)、现场可编程门阵列(fpga)、高级risc机(arm)、可编程逻辑器件(pld)、能够执行一个或多个功能的任何电路或处理器等中的一种或多种的组合。如前所述的实施方式中的机械臂6可以现有技术中一种已知的机械臂。

请结合参见图8，利用上述一个或多个实施方式中的机匣装配系统，将对开机匣9与发动机模拟件8的对接装配过程如下：将对机匣夹持装置固定在助力机械臂6上，调节上支撑调节组件35上的施力件354，使限位凸台301a处于收缩状态。将夹持装置靠近对开机匣，旋转螺杆件2，使夹持装置的高度与对开机匣9匹配。将支撑臂3末端的凸台301分别插入对开机匣底端安装边的法兰孔中。拧紧螺杆件2，使得支撑臂3抵顶并锁住对开机匣上下安装边。旋转施力件354，使左右两侧的限位凸台301a伸出法兰孔，检查螺杆件2是否锁紧。确认锁紧后，移动机械臂6使对开机匣9离开存放平台，实现对开机匣的“悬浮”。随后机械臂6夹持对开机匣往发动机模拟件8上对接，当对开机匣9下安装边与其接触零件少量搭接，并且搭接处能分担对开机匣一部分重力后，旋转施力件354，使限位凸台301a处于收缩状态，此时对开机匣9装配过程不再存在干涉，利用机械臂6，将对开机匣平推到与其他机匣的配合位置，并拧紧部分机匣安装边螺栓后，旋转螺杆件2，使凸台301脱离对开机匣9，随后取出夹持装置，完成对开机匣9装配。对开机匣的拆卸仅需将此流程逆向即可。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。