上官敬益 張煒 田經(jīng)緯 白黎明

[摘? ? 要]文章簡要闡述了一種大型立式機翼總裝型架，該型架的上梁安裝在能夠橫向移動的簡支伸縮梁和機構(gòu)上，為零部件裝配和機翼起吊提供充足的空間，還允許將其與自動制孔設(shè)備集成并與型架集成。

[關(guān)鍵詞]機翼總裝;型架;簡支梁;橫向移動

[中圖分類號]V262.4 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）11–00–02

Research on Application of Simply Supported Telescopic

Structure in Wing Assembly Frame

Shang guan Jing-yi， Zhang Wei， Tian Jing-wei， Bai Li-ming

[Abstract]This article briefly describes a large vertical wing assembly frame. The upper beam of the frame is installed on a simply supported telescopic beam and mechanism that can move laterally， providing sufficient space for component assembly and wing lifting. It also allows it to be integrated with automatic hole-making equipment and integrated with the frame.

[Keywords]wing assembly; frame; simply supported beam; lateral movement

在飛機機翼總裝型架設(shè)計時，為方便翼梁、翼肋和蒙皮的等部件的上架安裝及完成裝配后翼盒下架吊運，可以采用簡支伸縮式上梁結(jié)構(gòu)提供安裝通路。該上梁結(jié)構(gòu)包括剛性強、可重復(fù)使用的定位器，通過這些定位器安裝機翼的后梁交點組件，型架的高度方向與前梁垂直。整個上梁和附屬定位器可以橫向移動，行程約1.2 m。上梁的移動通過自動化裝置控制，并與型架自動制孔設(shè)備協(xié)調(diào)。

1 機翼裝配工藝

機翼裝配流程可總結(jié)如下：前梁上架并定位→梁間肋在型架上大致定位→后梁上架并定位→肋與前、后梁裝配，形成骨架→下蒙皮上架定位，制孔→拆卸下蒙皮并去毛刺→上蒙皮上架定位，制孔→拆卸上蒙皮并去毛刺→重新上架下蒙皮并與前、后梁和肋裝配→重新上架上蒙皮并與前、后梁和肋裝配→機翼垂直起吊下架

2 采用簡支伸縮頂梁結(jié)構(gòu)的總裝型架

傳統(tǒng)的固定梁機翼總裝型架，如圖1所示，通常采用大型鋼結(jié)構(gòu)，為保證工裝框架上梁剛度，通常將上梁與立柱以及下梁組成一個平面框架，機翼翼盒的裝配在這個框架中完成。翼盒的大型部件如前梁、后梁、翼肋及壁板等上架安裝時，必須吊運至合適位置然后再橫向移動到位安裝，翼盒裝配完成后采用專用吊掛先橫向脫離裝配型架，然后才能吊運下架。由此可以看出，翼盒裝配時受上梁位置影響較大。若將型架上梁偏置設(shè)計，則可以為翼盒裝配讓出施工通路，但型架的總體剛度會受到伸展距離的影響而變?nèi)酢?/p>

采用簡支伸縮上梁結(jié)構(gòu)的機翼總裝型架，圖2所示，由上梁、帶滑動機構(gòu)的簡支梁、立柱、下梁、驅(qū)動和控制設(shè)備5個部分組成。

在該型架中，機翼處于前梁在下，后梁在上的立式安裝姿態(tài)，前梁水平放置，型架上梁與水平面成一定角度定位。機翼前梁定位件設(shè)置在型架下梁上，后梁定位件設(shè)置在型架的上梁處，定位件與框架之間設(shè)置膨脹板來消除裝配時的溫度影響。

型架上梁組件長約24 m，重20 t，分為兩個長度大致相等的部分，通過鍵和螺栓連接。梁橫截面尺寸為1500 mm×650 mm（高×寬），由鋼板焊接組成。設(shè)計時需考慮機翼重量引起的變形、組件自重變形和夾緊載荷引起的變形，保證上梁的撓度變形符合精度要求。

如圖3～圖5所示，上梁的3種不同位置姿態(tài)。圖3顯示了上梁固定，簡支梁橫向移動至遠端，自動化制孔設(shè)備在上表面（近側(cè)）工作。圖4顯示了相反狀態(tài)，設(shè)備在下表面（遠側(cè)）工作。圖5顯示了上梁橫向偏移，用于組件上架和機翼起吊。

帶滑動機構(gòu)的簡支梁如圖6、圖7所示，由安裝立柱上的固定底板、運行在底板直線滑軌上的焊接簡支梁和運行在簡支梁直線滑軌上的頂部移動平板組成。整個簡支梁結(jié)構(gòu)支撐著工裝上梁。簡支梁通過齒輪齒條由交流減速電機驅(qū)動。固定底板和頂部移動平板用杯椎定位結(jié)構(gòu)確定上梁的固定位置，這樣簡支梁可以獨立移動而不會影響上梁位置，也為自動化制孔設(shè)備的運行提供工作通路。

兩個立柱分別為一個較高的根端單元和一個較低的末端單元，高度分別約為5 m和2 m，重量分別為12 t和6 t（圖2）。立柱為鋼板焊接結(jié)構(gòu)，直接固定在地基預(yù)埋件上。

上梁的移動由單個西門子PLC控制變頻器和氣動電磁閥組成的自動控制系統(tǒng)來完成。每個簡支梁上設(shè)置一個1.5 kW的驅(qū)動電機。每個簡支梁移動的位置都由MTS溫度磁尺進行監(jiān)控。上梁的最終定位由杯椎定位結(jié)構(gòu)確定，同時設(shè)置行程限位開關(guān)提供冗余限制。

采用簡支伸縮上梁結(jié)構(gòu)的機翼總裝型架具有以下優(yōu)點：①所有機翼組件的上架空間不受工裝上梁的限制;②具有理想的機翼垂直出架通道，可以直接從型架上方起吊完整的機翼;③為上、下蒙皮清理清潔提供通道，以便將蒙皮運送到去毛刺區(qū)域或從去毛刺區(qū)域運出;④為在型架上集成自動制孔設(shè)備提供的足夠開敞的區(qū)域;⑤簡化了工裝的橫向移動。

3 結(jié)束語

未來軍用、民用飛機的機翼，均會大量采用單板復(fù)合材料蒙皮、復(fù)合材料梁和金屬肋，結(jié)構(gòu)和材料都基本相同，特別是復(fù)材整體機翼，對產(chǎn)品的保護要求更高。因此，強烈推薦在機翼總裝型架中使用類似的滑動上梁。優(yōu)越的零件上下架通路與自動制孔設(shè)備的高度集成、開敞的工作空間和起吊通路，而且固定梁型架所有優(yōu)點都可以繼承，更滿足研制階段的首要考慮因素，因此采用簡支伸縮上梁結(jié)構(gòu)是優(yōu)選的總裝型架配置。

參考文獻

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