[发明专利]基于预紧力和扭矩关系的轴系产品装配变形的控制方法

说明书

本发明公开了一种基于预紧力和扭矩关系的轴系产品装配变形的控制方法，第一步，标定载荷传感器的误差；第二步，总结扭矩T和预紧力F的对应关系；第三步，找出轴系产品上影响装配变形的零部件；第四步，总结预紧力F和变形量H的对应关系；第五步，建立压紧螺母的扭矩T—中心轴上的零部件整体的变形量H的对应关系拟合公式；第六步，根据第三步的找到的变形体及第五步中的扭矩T—中心轴上的零部件的变形量H的关系，通过调节扭矩T或更换变形体来控制出发动机轴系产品的装配变形量H；本发明能够实现弹用涡扇发动机快速装配、简化生产流程，并且能够准确获得轴向装配变形量。

技术领域

本发明属于装配控制技术领域，具体涉及一种基于预紧力和扭矩关系的轴系产品装配变形的控制方法。

背景技术

某型涡扇发动机零件种类多、数量大，轴系结构上存在多个调整垫用来调整转径间隙，从而保障产品性能。现阶段发动机装配环节需增加试装环节，预先将轴系上所有产品依次装配，按照规定扭矩要求拧紧压紧螺母，目的是通过预紧力作用使轴系产品产生装配变形，从而选择出尺寸合适的调整垫，来保障产品性能。该试装过程中涉及多个零、部件，过程需要热装转子，具有耗时长，工艺流程复杂，装配周期延长的缺点，因此，拟计划通过创建数字化样机取代产品试装；但是在创建数字化样机过程中，发现通过尺寸链计算获得的调整垫理论值与通过试装确定的调整垫实际值存在较大差距。原因在于试装环节基于预紧力与扭矩的关系会导致轴系产品存在装配变形，而尺寸链计算的调整垫理论值与实际装配获得调整垫理论值之间的偏差无法获得。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于预紧力和扭矩关系的轴系产品装配变形的控制方法，能够实现弹用涡扇发动机快速装配、简化生产流程，并且能够准确获得轴向装配变形量。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种基于预紧力和扭矩关系的轴系产品装配变形的控制方法，所述轴系产品包括：中心轴及套装在中心轴外部的两个以上零部件；

所述控制方法的具体步骤如下：

第一步，将轴系产品的中心轴安装在拉力机上后，将模拟套筒安装在中心轴上，并将载荷传感器安装在模拟套筒的端面，通过拉力机标定载荷传感器的误差；

第二步，将第一步中的轴系产品的中心轴、模拟套筒及载荷传感器组成的整体从拉力机上拆卸后，安装在螺纹紧固件试验分析系统上，然后将压紧螺母安装在中心轴的端部，并压紧在模拟套筒端面的载荷传感器上；通过扭矩T拧紧压紧螺母，进而对模拟套筒及其端面的载荷传感器施加预紧力F；所述扭矩T通过螺纹紧固件试验分析系统检测得到；所述预紧力F通过载荷传感器测量得到，载荷传感器并将测量得到的数据发送给应力应变测试仪显示；通过调节扭矩T，得到扭矩T—预紧力F对应的关系曲线，并对所述扭矩T—预紧力F对应的关系曲线进行拟合，得到，

F＝kT，k为常数； 公式(1)

根据扭矩T—预紧力F对应的关系曲线可确定扭矩T的最大值及其对应的预紧力F的最大值，即工程应用允许的最大预紧力；

第三步，将第二步的轴系产品的中心轴从螺纹紧固件试验分析系统上拆卸后，再次安装在拉力机上，并将模拟套筒和压紧螺母拆除；对中心轴上的每个零部件分别进行压紧试验，找出在工程应用允许的最大预紧力的范围内轴系产品上影响装配变形的零部件，作为变形体；

第四步，将所有的零部件均安装在中心轴上，并将模拟套筒安装在中心轴的端部，并压紧在所有零部件组成的整体上；拉力机的加载端压紧在模拟套筒的端面上，并对模拟套筒施加沿其轴向的加载力B，所述加载力B用于模拟压紧螺母的预紧力F，即加载力B＝预紧力F；所述所有零部件组成的整体在加载力B的作用下发生变形，所述所有零部件组成的整体的变形量H通过拉力机行程变化测量得到；通过调节加载力B，得到预紧力F-变形量H对应的关系曲线；对所述预紧力F-变形量H对应的关系曲线进行拟合，得到