[发明专利]一种航空发动机高压转子封严盘后置螺母拧紧装置及方法

摘要

本发明公开了一种航空发动机高压转子封严盘后置螺母拧紧装置及方法，所述的装置包括转位系统、进给运动系统和连杆式拧紧执行系统，转位系统实现进给运动系统的数控转动，进给运动系统实现连杆式拧紧执行系统的轴向直线进给运动，连杆式拧紧执行系统实现拧紧套筒至拧紧工位对螺母进行拧紧。本发明采用在内套筒内部安装拧紧动力系统的方式，减少拧紧传动距离，降低因传动间隙和受力变形导致的误差，保证螺母拧紧扭矩和角度精度。本发明采用多组套筒套装的方式，具有结构静态刚度高和运动稳定性好的特点，确保拧紧质量。本发明采用数控作业方式，具有自动化程度高和运动精度高的特点，避免人工误操作，保证各螺母拧紧一致性。

主权项

1.一种航空发动机高压转子封严盘后置螺母拧紧装置，包括转位系统(1)、进给运动系统(2)和连杆式拧紧执行系统(3)；所述的转位系统(1)固定安装于高压涡轮转子(6)后轴端口；所述的进给运动系统(2)位于转位系统(1)内部，进给运动系统(2)与转位系统(1)通过轴承(8)相连接，转位系统(1)实现进给运动系统(2)的数控转动；所述的连杆式拧紧执行系统(3)位于进给运动系统(2)内部，进给运动系统(2)实现连杆式拧紧执行系统(3)的轴向数控直线进给运动；所述的连杆式拧紧执行系统(3)通过连杆(10)使杆状齿轮箱(11)数控转位，实现拧紧套筒(12)至拧紧工位对螺母(13)进行拧紧；所述的拧紧套筒(12)安装在杆状齿轮箱(11)的前侧，即拧紧套筒(12)的套筒口朝向前方与封严盘后置的螺母(13)相对应；所述的连杆式拧紧执行系统(3)的尺寸设计满足公式：l₁‑l₂＝R；其中，l₁为拧紧套筒(12)轴线到O点的距离，l₂为内套筒(9)轴线到O点的距离，R为螺母(13)轴线到高压转子轴线的距离，O点为杆状齿轮箱(11)与内套筒(9)的铰接点；其特征在于：所述的转位系统(1)通过外套筒(4)的法兰(5)固定安装于高压涡轮转子(6)后轴端口；所述的进给运动系统(2)的中套筒(7)与转位系统(1)的外套筒(4)通过轴承(8)相连接；所述的连杆式拧紧执行系统(3)通过中套筒(7)与套装在中套筒(7)内部的连杆式拧紧执行系统(3)的内套筒(9)以滑动接触的方式相配合；所述的转位系统(1)由外套筒(4)、外套筒端盖(14)、减速机(15)、伺服电机(16)、联轴器(17)和轴承(8)组成；外套筒(4)为前端敞开式的圆柱筒形结构；外套筒端盖(14)固定安装于外套筒(4)的尾端，减速机(15)固定安装于外套筒端盖(14)上，减速机(15)输入端与伺服电机(16)输出端连接，减速机(15)输出端通过联轴器(17)与中套筒端盖(18)相连接；所述的进给运动系统(2)由中套筒(7)、中套筒端盖(18)和电缸I(19)组成；中套筒(7)为前端敞开式的圆柱筒形结构，中套筒端盖(18)固定安装于中套筒(7)的尾端；电缸I(19)的缸体固定安装于中套筒(7)内部，电缸I(19)的伸出杆的顶端与内套筒端盖(20)相固接；所述的连杆式拧紧执行系统(3)由内套筒(9)、内套筒端盖(20)、杆状齿轮箱(11)、电缸II(22)、连杆(10)、拧紧动力系统(24)、拧紧套筒(12)和反扭杆(25)组成；内套筒(9)为前端敞开式的圆柱筒形结构，内套筒端盖(20)固定安装于内套筒(9)的尾端；杆状齿轮箱(11)的尾端通过铰接结构(23)与内套筒(9)的前端连接，杆状齿轮箱(11)的尾端内部安装有输入齿轮(26)，头端内部安装有输出齿轮(27)；电缸II(22)的缸体固定安装于内套筒(9)内部，电缸II(22)的伸出杆的顶端与连杆(10)的一端铰接，连杆(10)的另一端与杆状齿轮箱(11)铰接，电缸II(22)的伸出实现杆状齿轮箱(11)整体向相对高压转子轴线水平位置转动，电缸II(22)的退回实现杆状齿轮箱(11)整体向相对高压转子轴线垂直位置转动；所述的拧紧动力系统(24)安装于内套筒(9)内部，当杆状齿轮箱(11)整体转动至垂直位置时，杆状齿轮箱(11)的输入齿轮(26)与动力轴(31)端部相连接；拧紧套筒(12)安装于杆状齿轮箱(11)的输出齿轮(27)上，相对杆状齿轮箱(11)前端面突出，拧紧套筒(12)内圈与待拧紧螺母(13)适配；反扭杆(25)固定安装于杆状齿轮箱(11)头端，当拧紧套筒(12)套入到螺母(13)时，反扭杆(25)的限位孔套入至此螺母(13)的相邻两侧螺栓尾部，杆状齿轮箱(11)前端面安装有摄像头(34)，实现对拧紧部位的观测。