[发明专利]航空发动机装配时对空间狭小部位的螺母施加拧紧力矩的方法

说明书

本发明提供了一种航空发动机装配时对空间狭小部位的螺母施加拧紧力矩的方法，该方法的步骤如下：根据待施加拧紧力矩的螺母所处的空间位置设计转接件，转接件的结构应满足在对螺母施加拧紧力矩时能避开空间狭小部位和干涉部位；计算采用转接件转接后限力扳手理论上应当施加的拧紧力矩，绘制拧紧力矩校验图，根据拧紧力矩校验图确定采用转接件转接后限力扳手实际应当施加的拧紧力矩；对连接在转接件上的限力扳手施力以对待施加拧紧力矩的螺母施加拧紧力矩，当拧紧力矩符合要求时停止施力，即完成对螺母的拧紧力矩的施加。该方法能解决航空发动机因螺母所处位置结构复杂、空间狭小或者是存在干涉的情况下螺母难以紧固牢靠的问题。

技术领域

本发明属于航空发动机装配工艺领域，涉及一种用于航空发动机装配时对螺母施加拧紧力矩的方法，该方法适用于对航空发动机转子内腔自锁螺母、导管接头螺母等空间狭小及存在干涉部位的螺母施加拧紧力矩。

背景技术

航空发动机中采用了大量的螺母与螺栓装配连接，螺母的装配是航空发动机装配过程中的重要装配工序之一。目前航空发动机装配时拧紧螺母的方式有二种，一种按照角度，例如如120°～240°进行拧紧，另一种是按照力矩要求使用限力扳手(力矩扳手)进行拧紧。由于工艺路线和发动机结构差异，某些需要施加力矩的螺母因所处空间位置狭小或者所处位置因工件的形状不规则而存在干涉，例如，航空发动机转子内腔需要施加力矩装配的螺母所处部位的空间非常狭小并且因工件局部形状不规则存在干涉，无法直接使用限力扳手进行拧紧，这会造成装配部位紧固不牢靠，容易出现松动或密封不严密等情况，这些都会严重影响发动机的装配质量和安全性能。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，航空发动机装配时对空间狭小部位的螺母施加拧紧力矩的方法，以解决航空发动机因螺母所处位置结构复杂、空间狭小或者是存在干涉的情况下螺母难以紧固牢靠的问题。

本发明的方法是基于在以下原理的基础上加以改进得到的：

转接件转接后采用限力扳手对螺母施加拧紧力矩的受力分析图如图1所示，图1中，N点代表待施加拧紧力矩的螺母中心位置，P点代表转接件与限力扳手的连接点，将限力扳手的力臂记作L₁，将采用转接件转接后的虚拟力臂记作L₂，将螺母中心到转接件的转接扳手连接孔中心的距离记作L₃，将采用转接件转接后限力扳手施加的力记作F₁，将采用转接件转接后与对应虚拟力臂L₂施加的拧紧螺母的力记作F₂，α为将F₁分解后F₂与F₁的夹角，θ为NP(N点与P点连线)与限力扳手的力臂之间的角度。

根据设计要求确定待施加拧紧力矩的螺母的拧紧力矩为M₂，将采用转接件转接后限力扳手理论上应当施加的拧紧力矩为M₁，那么：

M₂/M₁＝(F₂×L₂)/(F₁×L₁)；

F₁·cosα＝F₂

由前述两式换算可得，(M₁/L₁)×cosα＝M₂/L₂

再结合余弦定理，cosα＝(L₁²+L₂²-L₃²)/2L₁·L₂