[发明专利]一种应用于航空发动机机匣的多轴竖直拧紧装置及使用方法

说明书

一种应用于航空发动机机匣的多轴竖直拧紧装置及使用方法，包括位置调节装置和拧紧装置。位置调节装置中的分度盘固定在工作台上，分度盘通过立柱支架与立柱连接；机械臂套筒与立柱的导轨配合；平衡器固定在立柱上，其负载端与机械臂套筒相连。拧紧装置中的滑杆套入机械臂套筒侧面的水平套筒中，并通过水平套筒上设有的紧固螺栓固定；滑杆上设有夹具体，拧紧轴、位移传感器均固定在夹具体上。工作时，机械臂套筒和滑杆分别调整拧紧轴的高度和水平距离，使装置适应不同种类的发动机机匣，位移传感器测得螺栓在拧紧过程中的长度变形获得螺栓即时的预紧力，调整拧紧轴的扭矩。本发明能够提高发动机机匣拧紧质量，降低工人的技术要求和劳动强度。

技术领域

本发明属于机械领域，涉及一种拧紧装置，尤其涉及一种应用于航空发动机机匣的多轴竖直拧紧装置及使用方法，用于拧紧机匣的螺栓。

背景技术

螺栓连接结构由于其可拆卸，便于检修，不受被连接件厚度限制，不会引起连接材料相变，因而广泛应用于航空发动机。现阶段，对航空发动机机匣的连接通常由工人使用力矩扳手拧紧，而人工拧紧存在以下问题：(1)工人劳动强度高，对工人的技术水平要求高，生产效率低下。(2)使用力矩扳手拧螺栓，同样力矩下，螺栓预紧力的离散值大，不宜控制螺栓预紧力，拧紧后的效果不佳。(3)螺栓间拧紧的先后顺序会对每个螺栓的预紧力造成影响，人工拧紧每次拧紧只能拧紧一个螺栓，对螺栓预紧力的影响较大。(4)人工拧紧不能有效地控制拧紧的速度。针对上述存在的问题，有必要设计一种自动化的能对预紧力进行监控的多轴拧紧装置。

发明内容

针对现有阶段存在的问题，即人工拧紧存在的技术水平高、劳动强度高、生产效率低下、机匣螺栓组整体拧紧效果不佳等问题，本发明提供一种应用于航空发动机机匣的多轴竖直拧紧装置。采用位移传感器测量螺栓拧紧过程中的长度变化，进而获得螺栓预紧力，再反馈至拧紧轴，控制拧紧轴对螺栓施加目标预紧力，再通过多轴同时拧紧的办法降低工人劳动强度，提高整体拧紧效果。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种应用于航空发动机机匣的多轴竖直拧紧装置，包括两部分：位置调节装置、拧紧装置。

所述的位置调节装置包括工作台1、分度盘2、立柱支架3、立柱4、机械臂套筒5、紧固螺栓6、平衡器7。所述的工作台1置于工作平面或地基上，用于为拧紧装置和发动机机匣提供固定支撑。所述的分度盘2底端固定在工作台1上，顶端安装立柱支架3，分度盘2为立柱4提供支撑，立柱支架3上设有立柱4，当立柱4带动立柱支架3旋转时，分度盘2记录立柱4的位置，即拧紧轴10所在的机械臂的位置。所述的立柱4上半截设有导轨，为机械臂提供支撑，导轨也为机械臂套筒5提供竖直方向的导向。所述的机械臂套筒5中心设有方孔，该方孔与立柱4的上半截导轨配合，能够调整机械臂套筒5在竖直方向上的位置，进而根据不同高度的发动机机匣调节机械臂的高度；所述的机械臂套筒5的侧面伸出多个水平套筒，水平套筒的个数根据实际需要确定。所述的平衡器7固定在立柱7上，平衡器7的负载端与机械臂套筒5相连，用于平衡机械臂套筒5、紧固螺栓6、滑杆8、夹具体9、拧紧轴10、位移传感器11的重量。

所述的拧紧装置结构包括滑杆8、夹具体9、拧紧轴10、位移传感器11。所述的滑杆8套入机械臂套筒5侧面伸出的水平套筒之中，且能够在水平套筒中伸缩，进而在不同机匣半径下改变主轴位置；滑杆8通过水平套筒上设有的紧固螺栓6固定。所述的夹具体9固定在滑杆8上，拧紧轴10和位移传感器11固定在夹具体9上，且拧紧轴10的拧紧头与位移传感器11在同一条轴线上；拧紧轴10用来拧紧机匣上的螺栓，控制拧紧扭矩和拧紧速度；位移传感器11用于测量螺栓拧紧过程中螺栓的伸长量，推算螺栓即时的预紧力，根据获得的预紧力来控制拧紧轴的拧紧参数。

一种应用于航空发动机机匣的多轴竖直拧紧装置的使用方法，包括以下步骤：