本文針對航空發(fā)動(dòng)機(jī)螺栓的傳統(tǒng)裝配形式,提出了基于自動(dòng)化裝配的航空發(fā)動(dòng)機(jī)螺栓自動(dòng)擰緊機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),旨在提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配質(zhì)量、裝配效率以及減少專用剛性工裝的使用數(shù)量。本文完成了航空發(fā)動(dòng)機(jī)螺栓自動(dòng)擰緊機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、元件選型、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件有限元分析、控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)以及運(yùn)動(dòng)仿真等工作,該研究對于解決航空發(fā)動(dòng)機(jī)傳統(tǒng)裝配中的裝配效率低、自動(dòng)化程度低以及可靠性低等問題具有一定的指導(dǎo)意義。本文首先在國內(nèi)外應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配領(lǐng)域典型柔性工裝的總結(jié)和分析的基礎(chǔ)上,分析并研究了在航空發(fā)動(dòng)機(jī)柔性工裝中所采用的關(guān)鍵技術(shù)。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)盤的螺栓裝配工藝、機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)等理論,設(shè)計(jì)了一套適用于不同型號(hào)、不同螺栓分布半徑的航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)盤螺栓裝配自動(dòng)擰緊機(jī);分析了螺栓自動(dòng)擰緊機(jī)中壓氣機(jī)盤定位夾持臺(tái)的定位原理、自動(dòng)擰緊裝置結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及整體工作原理,并著重對傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。由分析結(jié)果可知,該螺栓自動(dòng)擰緊機(jī)可以實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)盤螺栓自動(dòng)化裝配。其次本文針對螺栓自動(dòng)擰緊機(jī)中壓氣機(jī)盤定位夾持裝置、擰緊箱支撐裝置的主要承力結(jié)構(gòu)以及擰緊頭,在ANSYS Workbench環(huán)境中進(jìn)行建模并以三倍正常載荷作為分析條件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度分析,分別計(jì)算出最大應(yīng)力、應(yīng)變及變形,從靜力學(xué)角度驗(yàn)證螺栓自動(dòng)擰緊機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可行性。最后在整體結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析基礎(chǔ)上,基于LabVIEW開發(fā)平臺(tái)和STM32微處理器設(shè)計(jì)了一套螺栓自動(dòng)擰緊機(jī)控制系統(tǒng)方案,該控制系統(tǒng)方案以LabVIEW為核心,采用STM32微處理器代替?zhèn)鹘y(tǒng)控制板卡,用VISA模塊配置串行總線使得基于LabVIEW的上位機(jī)和STM32完成串口通信,實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)控制指令的準(zhǔn)確下達(dá)和STM32微處理器采集的數(shù)據(jù)上傳,體現(xiàn)出LabVIEW和STM32微處理器的控制系統(tǒng)所具有的設(shè)計(jì)成本低、開發(fā)周期短以及擴(kuò)展性好的優(yōu)點(diǎn)。
【學(xué)位單位】：沈陽航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：V263.2
【部分圖文】：

沈陽航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文裝設(shè)備機(jī)裝配過程中剛性工裝被大量使用，像裝配工裝的優(yōu)點(diǎn)是占用空間小、成本低，缺點(diǎn)是工裝自動(dòng)化程度低，因此加大了裝配難度這類工裝只適用于水平裝配[3]。圖 1.1 所示的起提升到適宜高度，裝配人員可以不借助梯

圖 1.1 單自由度工裝裝，該工裝由兩側(cè)立柱和固則可以進(jìn)行一定角度的翻轉(zhuǎn)[3]柱實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，并且兩立柱之部、組件的裝配[3]，因此該工其構(gòu)造的復(fù)雜程度也不斷增加

沈陽航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文配難度加大，因此在裝配過程中要求工裝具有更多自由度以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)不同裝配位求[3]。圖 1.3（a）為德國 MTU 發(fā)動(dòng)機(jī)公司在發(fā)動(dòng)機(jī)單元體、核心機(jī)以及整機(jī)總裝使用的二自由度工裝設(shè)備，該工裝具有垂直升降和旋轉(zhuǎn)兩個(gè)自由度[3]。圖 1.3（b）公司所研發(fā)的三自由度工裝設(shè)備，和圖 1.3（a）工裝相比主要區(qū)別在于夾持端的設(shè)計(jì)得發(fā)動(dòng)機(jī)可以繞自身軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)[3]。
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本文編號(hào)：2856541