航空发动机螺栓自动拧紧机结构与控制系统设计

发布时间：2020-10-26 05:10

　　 本文针对航空发动机螺栓的传统装配形式,提出了基于自动化装配的航空发动机螺栓自动拧紧机结构设计,旨在提高航空发动机装配质量、装配效率以及减少专用刚性工装的使用数量。本文完成了航空发动机螺栓自动拧紧机结构设计、元件选型、关键结构件有限元分析、控制系统方案设计以及运动仿真等工作,该研究对于解决航空发动机传统装配中的装配效率低、自动化程度低以及可靠性低等问题具有一定的指导意义。本文首先在国内外应用于航空发动机装配领域典型柔性工装的总结和分析的基础上,分析并研究了在航空发动机柔性工装中所采用的关键技术。在此基础上,结合航空发动机压气机盘的螺栓装配工艺、机械结构模块化设计等理论,设计了一套适用于不同型号、不同螺栓分布半径的航空发动机压气机盘螺栓装配自动拧紧机;分析了螺栓自动拧紧机中压气机盘定位夹持台的定位原理、自动拧紧装置结构特点以及整体工作原理,并着重对传动系统进行设计分析。由分析结果可知,该螺栓自动拧紧机可以实现航空发动机压气机盘螺栓自动化装配。其次本文针对螺栓自动拧紧机中压气机盘定位夹持装置、拧紧箱支撑装置的主要承力结构以及拧紧头,在ANSYS Workbench环境中进行建模并以三倍正常载荷作为分析条件进行强度、刚度分析,分别计算出最大应力、应变及变形,从静力学角度验证螺栓自动拧紧机结构设计的可行性。最后在整体结构运动分析基础上,基于LabVIEW开发平台和STM32微处理器设计了一套螺栓自动拧紧机控制系统方案,该控制系统方案以LabVIEW为核心,采用STM32微处理器代替传统控制板卡,用VISA模块配置串行总线使得基于LabVIEW的上位机和STM32完成串口通信,实现了上位机控制指令的准确下达和STM32微处理器采集的数据上传,体现出LabVIEW和STM32微处理器的控制系统所具有的设计成本低、开发周期短以及扩展性好的优点。
【学位单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：V263.2
【部分图文】：

沈阳航空航天大学硕士学位论文装设备机装配过程中刚性工装被大量使用，像装配工装的优点是占用空间小、成本低，缺点是工装自动化程度低，因此加大了装配难度这类工装只适用于水平装配[3]。图 1.1 所示的起提升到适宜高度，装配人员可以不借助梯

图 1.1 单自由度工装装，该工装由两侧立柱和固则可以进行一定角度的翻转[3]柱实现协调运动，并且两立柱之部、组件的装配[3]，因此该工其构造的复杂程度也不断增加

沈阳航空航天大学硕士学位论文配难度加大，因此在装配过程中要求工装具有更多自由度以满足发动机不同装配位求[3]。图 1.3（a）为德国 MTU 发动机公司在发动机单元体、核心机以及整机总装使用的二自由度工装设备，该工装具有垂直升降和旋转两个自由度[3]。图 1.3（b）公司所研发的三自由度工装设备，和图 1.3（a）工装相比主要区别在于夹持端的设计得发动机可以绕自身轴线进行旋转[3]。
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 温俊峰;论航空发动机发展的“渐改法”[J];中国工程科学;2000年03期

2 杨平;环境友好的高效航空发动机[J];全球科技经济瞭望;2000年06期

3 ;2000年“航空发动机”总目次[J];航空发动机;2000年04期

4 江和甫,蔡毅,斯永华;对航空发动机研究和发展规律的认识[J];燃气涡轮试验与研究;2001年03期

5 何谦;俄罗斯重视航空发动机先进技术的储备[J];燃气涡轮试验与研究;2001年03期

6 董务江,胡诚,刘洪鑫;航空发动机维护中的内窥检测[J];无损检测;2001年04期

7 吴全兴;铱在航天航空发动机上的应用开发[J];稀有金属快报;2001年12期

8 ;2001年《航空发动机》总目次[J];航空发动机;2001年04期

9 刘先曙;鸟类羽毛对改进航空发动机的启示[J];科技导报;2002年03期

10 ;航空发动机 2002年第1～4期(总第106～109期)总目次[J];航空发动机;2002年04期

相关博士学位论文 前10条

1 吕志强;航空发动机轮盘低周疲劳寿命预测方法研究[D];电子科技大学;2016年

2 白晓兰;航空发动机管路布局智能设计方法研究[D];东北大学;2013年

3 田武刚;航空发动机关键构件内窥涡流集成化原位无损检测技术研究[D];国防科学技术大学;2009年

4 桂元坤;航空发动机产品开发过程集成的关键技术研究[D];西北工业大学;2006年

5 刘晓锋;航空发动机调节/保护系统多目标控制问题研究[D];哈尔滨工业大学;2008年

6 梁剑;基于成本优化的民用航空发动机视情维修决策研究[D];南京航空航天大学;2005年

7 仇小杰;航空发动机多模态切换控制方法研究[D];南京航空航天大学;2011年

8 纪国剑;航空发动机典型篦齿封严泄漏特性的数值和实验研究[D];南京航空航天大学;2008年

9 张璐;民用航空发动机电气系统故障诊断方法研究[D];天津大学;2016年

10 李秋红;航空发动机智能鲁棒控制研究[D];南京航空航天大学;2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 衡思江;小型航空发动机气动雾化喷嘴雾化特性研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2015年

2 段兰;基于遗传算法的航空发动机模块化研究[D];西安工业大学;2015年

3 林敏;极限学习机在航空发动机气路故障诊断中的应用[D];上海交通大学;2015年

4 谢晨醒;鼠笼结构件扭振动力学特性研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

5 吴学海;航空发动机的剩余寿命预测与健康状态评估[D];电子科技大学;2014年

6 莫凡臣;航空发动机滑油箱油量实时测量的方法研究[D];沈阳航空航天大学;2015年

7 宋超;航空发动机复合材料叶片设计及成形技术研究[D];南京航空航天大学;2014年

8 廖洪一;基于极限学习机的航空发动机故障诊断研究[D];中国民用航空飞行学院;2016年

9 徐亮;航空发动机气路性能参数趋势预测研究[D];中国民用航空飞行学院;2016年

10 孙晖;航空发动机的多变量滑模控制方法研究[D];清华大学;2015年

本文编号：2856541