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申请/专利权人：大连理工大学

摘要：一种航空发动机低压涡轮轴与篦齿盘对接装配方法，步骤如下：将低压涡轮轴与篦齿盘安装于夹具上；通过控制夹具螺栓旋入、旋出量来实现低压涡轮轴的夹紧与放松；通过三坐标测量仪对低压涡轮轴与篦齿盘的法兰端面测量，获得位姿坐标信息，将运动指令反馈于调姿平台，实现共面位姿；通过三坐标测量仪对低压涡轮轴与篦齿盘的止口柱面进行测量，获得位姿坐标信息，将运动指令反馈于调姿平台，实现同心位姿；通过视觉系统对低涡轴、篦齿盘螺栓孔拍照，获取圆心间距值，将运动指令反馈于调姿平台，实现螺栓孔对中；通过加热系统对低压涡轮轴止口连接处进行加热；待加热温度达到要求后进行止口伸入动作，从而完成低压涡轮轴与篦齿盘的对接装配。

主权项：1.一种航空发动机低压涡轮轴与篦齿盘对接装配方法，其特征在于，步骤如下：S1、安装低压涡轮轴与篦齿盘，保证低压涡轮轴安装后轴线偏移在规定的合理范围内，保证篦齿盘安装后法兰端面与地面垂直；S2、用三坐标测量仪对篦齿盘法兰端面与低压涡轮轴法兰端面进行测量，获得篦齿盘法兰端面测点的点云数据x1，y1，z1、低压涡轮轴法兰端面测点的点云数据x2，y2，z2，采用最小二乘法将测点的点云数据x1，y1，z1、x2，y2，z2进行平面拟合，得到篦齿盘法兰端面的拟合平面与低压涡轮轴法兰端面的拟合平面；计算篦齿盘法兰端面的拟合平面与低压涡轮轴法兰端面拟合平面之间法向量的空间夹角θ1，将空间夹角θ1调至为0，即实现低压涡轮轴法兰端面与篦齿盘法兰端面共面；篦齿盘法兰端面的拟合平面与低压涡轮轴法兰端面的拟合平面之间法向量的空间夹角θ1按下式计算： 式中：θ1为篦齿盘法兰端面的拟合平面与低压涡轮轴法兰端面的拟合平面之间法向量的空间夹角，单位°；a1、b1、c1为篦齿盘法兰端面的拟合平面参数，a2、b2、c2为低压涡轮轴法兰端面的拟合平面参数；S3、采用三坐标测量仪对篦齿盘凸止口柱面与低压涡轮轴凹止口柱面进行测量，获得篦齿盘凸止口柱面测点数据为x3，y3，z3，获得低压涡轮轴凹止口柱面测点数据为x4，y4，z4，将篦齿盘凸止口柱面测点数据x3，y3，z3向篦齿盘法兰端面的拟合平面投影，得到映射点云数据x5，y5，z5，将低压涡轮轴凹止口柱面测点数据x4，y4，z4向低压涡轮轴法兰端面的拟合平面投影，得到映射点云数据x6，y6，z6，将映射点云数据x5，y5，z5、x6，y6，z6采用最小二乘法进行平面圆拟合，得到篦齿盘凸止口柱面的空间圆心O1与低压涡轮轴凹止口柱面的空间圆心O2；计算篦齿盘凸止口柱面空间圆心与低压涡轮轴止口柱面空间圆心连线矢量u与篦齿盘法兰端面拟合平面法向量n的空间夹角θ2，将空间夹角调至为0，即实现低压涡轮轴凹止口柱面空间圆心与篦齿盘凸止口柱面空间圆心同心；篦齿盘凸止口柱面空间圆心O1与低压涡轮轴凹止口柱面空间圆心O2连线矢量u与篦齿盘法兰端面拟合平面法向量n的空间夹角θ2按下式计算： 式中：θ2为篦齿盘凸止口柱面空间圆心与低压涡轮轴凹止口柱面空间圆心连线矢量与面的空间夹角，单位°；u为篦齿盘凸止口柱面空间圆心O1与低压涡轮轴凹止口柱面空间圆心O2连线矢量；n为篦齿盘法兰端面拟合平面法向量；S4、采用安装双视野棱镜的工业相机对篦齿盘法兰端面与低压涡轮轴法兰端面上一对螺栓孔进行拍摄；计算篦齿盘法兰端面与低压涡轮轴法兰端面上一对螺栓孔的周向相对角度Δβ，将周向相对角度调至为0，即可实现低压涡轮轴法兰端面与篦齿盘法兰端面上的螺栓孔对齐；篦齿盘法兰端面与低压涡轮轴法兰端面上一对螺栓孔的周向相对角度Δβ按下式计算： 式中：Δβ为篦齿盘法兰端面与低压涡轮轴法兰端面上一对螺栓孔的周向相对角度，单位°；D为篦齿盘法兰端面与低压涡轮轴法兰端面上一对螺栓孔的实际中心距，单位mm；R为篦齿盘法兰端面与低压涡轮轴法兰端面上螺栓孔到圆心的距离，单位mm；S5、对低压涡轮轴凹止口处进行加热，并进行温度监测，保证加热温度达到350℃，最高温度不超过380℃，保温时间10min；S6、采用工业相机对低压涡轮轴与篦齿盘的对接间隙进行拍摄，计算低压涡轮轴与篦齿盘对接间隙d，将对接间隙调至为0，即实现止口伸入动作；S7、监测止口伸入过程中碰撞力的大小，要求碰撞力小于规定数值，防止磕碰导致工件和数字传感器的损坏，若碰撞力正常则继续进行止口伸入动作，直至对接面贴合；完成低压涡轮轴与篦齿盘的对接装配。

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