[发明专利]一种航空发动机压气机转子盲腔螺母自动拧紧装置及方法

说明书

本发明属于航空发动机制造领域，尤其涉及一种航空发动机压气机转子盲腔螺母自动拧紧装置及方法，所述装置包括用于拧紧螺母的L型拧紧机构；用于控制L型拧紧机构升降的升降机构；用于偏转L型拧紧机构的拧紧臂的展开/收缩机构；用于转动L型拧紧机构、升降机构和展开/收缩机构的周向转动机构；用于支撑L型拧紧机构、升降机构、展开/收缩机构和周向转动机构的支撑机构；和用于为L型拧紧机构提供螺母的螺母供给机构。本发明主要用于航空涡扇发动机高压压气机盘腔深、视野不可达、盘心直径及盘间距较小的小涵道比航空涡扇发动机装配，可以实现拧紧过程和螺母供给的自动化、拧紧状态的可视化，以提高拧紧效率和拧紧精度。

技术领域

本发明属于航空发动机制造领域，尤其涉及一种航空发动机压气机转子盲腔螺母自动拧紧装置及方法，主要用于航空涡扇发动机高压压气机盘腔深、视野不可达、盘心直径及盘间距小的小涵道比航空涡扇发动机装配。

背景技术

小涵道比的航空发动机高压压气机转子单元的盘盘、盘轴之间广泛采用了密布内法兰螺栓连接的方式。作为航空发动机的重要组成部分，螺栓连接的质量直接影响发动机整机装配性能。然而转子轴向结构复杂紧凑，部分连接部位装配开敞性差，容易形成空间狭小、目视不可达的半封闭盲腔结构，这导致螺母的装配连接的操作难度较大。

目前航空发动机高压压气机盘间螺母的装配连接工作，通常依靠手持螺母伸入盘腔内部进行配戴，之后再利用普通扳手进行限力。但是这种半封闭盲腔结构使得人工使用扳手难以进入操作位置，进而导致装配质量难以满足工艺要求。目前通过2套驱动接口角向位置相差30的C型扳手交替使用进行装配，螺母认帽成功率及拧紧效率较低，为3天/人/48螺母的装配效率，而人工装配必然导致发动机装配质量一致性差，因此迫切需要研制涡扇发动机的压气机转子专用的盲腔螺母自动拧紧设备，以实现拧紧过程的自动化、拧紧状态的可视化、拧紧效率的提升、拧紧精度的提高、发动机整机质量的基本一致性。

目前已有航空发动机相关螺母的半自动拧紧装置，例如中国专利CN108237393B公开了一种高压转子盲腔螺母连接的半自动拧紧装置，该装置主要由两段折叠式齿轮传动拧紧臂、扭矩传递杆、拧紧位置分度装置、偏转机构、支撑定位工装、螺母放置杆等组成。该拧紧装置虽然操作简便，方便多个螺母拧紧操作工况，效率较高，但仍然存在如下不足：1)虽然存在螺母放置杆，但仍需将装置整体从腔体取出再安放螺母，存在反复拆装工装与发动机的问题；2)该装置缺少可视化模块，拧紧臂的展开/收缩、到达下一拧紧位置、螺母的装填均为人工完成，效率低，属于半自动装置，也仅适用于压气机盲腔内部待拧紧螺栓位置与压气机外部法兰盘螺栓孔位置存在一定关系的发动机；3)两段展开式结构复杂，在拧紧过程中螺母会轴向移动可能存在与拧紧头分离等稳定性问题，且受结构原理限制，在盘间距较小时，该装置的拧紧位置可达性受限制。

发明内容

针对现有拧紧技术中，狭窄盲腔螺母拧紧过程不可视、因缺少螺母自动供给机构而带来的拧紧效率低的问题，本发明提供了一种应用于航空发动机压气机转子盲腔螺母的自动拧紧装置，通过将拧紧过程和螺母供给自动化以及拧紧状态可视化，实现了拧紧效率和拧紧精度的提高，并且促进了发动机螺栓连接质量基本一致性的实现。

为实现上述目的，本发明提供了一种航空发动机压气机转子盲腔螺母自动拧紧装置，包括L型拧紧机构、升降机构、展开/收缩机构、周向转动机构、支撑机构以及螺母供给机构；

所述L型拧紧机构包括拧紧臂和扭矩传递轴，所述拧紧臂平行布置于待连接转子盘上方，所述扭矩传递轴垂直于所述拧紧臂布置且延伸穿出压气机转子；所述拧紧臂一端与所述扭矩传递轴固连，另一端设置有拧紧套筒；

所述升降机构包括第一联动组件和凸轮传动组件，所述第一联动组件与所述L型拧紧机构连接，所述凸轮传动组件与所述第一联动组件连接，配置成能够驱动所述L型拧紧机构沿所述扭矩传递轴的轴线方向升降；