[发明专利]一种空间大扭矩螺栓紧固装置

说明书

本发明涉及航天发动机装配紧固领域，具体地说是一种空间大扭矩螺栓紧固装置，包括固定基座、六自由度关节臂组件、扳手连接组件和电动扭矩扳手，所述六自由度关节臂组件包括依次连接的一轴、二轴、三轴、四轴、五轴和六轴，其中一轴与所述固定基座转动连接，六轴通过所述扳手连接组件与所述电动扭矩扳手相连，且所述扳手连接组件一端可移动地安装于所述六轴末端，另一端与所述电动扭矩扳手铰接，所述六自由度关节臂组件的各轴连接处均设有轴刹车盘和轴锁止机构，且各个轴刹车盘分别通过该轴刹车盘所在的轴连接处的轴锁止机构锁止。本发明能够快速准确地对火箭发动机空间大扭矩螺栓进行紧固，降低操作者的劳动强度，同时能反馈记录螺栓扭矩值。

技术领域

本发明涉及航天发动机装配紧固领域，具体地说是一种空间大扭矩螺栓紧固装置。

背景技术

火箭是卫星、导弹发射和空间探测的重要运载工具，在国防安全和国民经济中承担着重要的作用，火箭制造及其发射技术作为衡量一个国家国防和科技实力的一项重要标准，目前仅被世界上的少数国家所掌握。由于火箭及其所携带的卫星等航天装备的制造费用高昂，这就要求火箭发射要有较高的成功率，随着国防安全及空间站的建设对火箭发射频次的日益增大，国家对火箭的性能和装配质量的要求也越来越高。

火箭发动机的性能和装配质量是决定火箭运载能力和发射成功率的重要因素，而螺栓紧固作为火箭发动机零部件之间连接的主要方式，在火箭发动机中装配中主要用于燃气管路、涡轮泵等各零组件之间的法兰紧固，因此螺栓连接的紧固质量和扭矩控制对保证管路的密封性能和火箭发射安全性上具有重要作用。现有技术中火箭发动机螺栓的紧固多采用扭矩扳手按一定规程人工拧紧，并手动记录扭矩值，操作过程繁琐，由于火箭发动机螺栓种类多、数量大，后期会积累大量的记录文件，很容易发生错误，同时由于法兰螺栓的扭矩多在100N·M左右，人工拧紧时会产生较大的反力，需要延长操作杆，大大增加了紧固的劳动强度。此外，由于火箭发动机螺栓拧紧过程复杂、劳动强度大，扭矩记录过程繁琐，整个发动机的螺栓紧固过程占据了大幅火箭发动机的装配时间，对资源和时间造成极大的浪费。另外，由于火箭发动机螺栓遍布空间中的各个方向，很难通过常规固定式的反力机构对扭矩扳手施加反力。因此如何对空间大扭矩螺栓进行紧固，并提供有效的反力装置是一个亟待解决的技术问题。此外，如何快速准确的反馈记录螺栓扭矩值，也是火箭发动机螺栓紧固需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空间大扭矩螺栓紧固装置，能够快速准确地对火箭发动机空间大扭矩螺栓进行紧固，降低操作者的劳动强度，同时能够自动反馈记录螺栓扭矩值，方便对装配过程进行数字化管理和质量追溯。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种空间大扭矩螺栓紧固装置，包括固定基座、六自由度关节臂组件、扳手连接组件和电动扭矩扳手，所述六自由度关节臂组件包括依次连接的一轴、二轴、三轴、四轴、五轴和六轴，其中一轴与所述固定基座转动连接，所述扳手连接组件一端可移动地安装于所述六轴末端，另一端与所述电动扭矩扳手铰接，所述六自由度关节臂组件的各轴连接处均设有轴刹车盘和轴锁止机构，且各个轴刹车盘分别通过该轴刹车盘所在的轴连接处的轴锁止机构锁止。

所述一轴与固定基座转动连接，二轴与一轴之间通过第一销轴铰接，三轴与二轴之间通过第二销轴铰接，四轴与三轴转动连接，五轴与四轴之间通过第三销轴铰接，六轴与五轴转动连接，其中所述一轴、四轴、六轴均绕自身轴向转动。

一轴与固定基座连接处设有一轴刹车盘和一轴锁止机构，所述一轴刹车盘设置于一轴端部，所述一轴锁止机构设置于所述固定基座上。

二轴与一轴连接处设有二轴刹车盘和二轴锁止机构，三轴与二轴连接处设有三轴刹车盘和三轴锁止机构，且二轴刹车盘和二轴锁止机构设于所述二轴一侧，三轴刹车盘和三轴锁止机构设于所述二轴另一侧。