[发明专利]一种涡轮泵轴系螺母自动拧紧结构和方法

说明书

本申请涉及螺母自动拧紧的领域，公开了一种涡轮泵轴系螺母自动拧紧结构和方法，拧紧结构包括与涡轮泵轴连接的止动工装、以及转动连接于止动工装外侧并与轴系螺母连接的转接工装，转接工装连接有驱动转接工装转动的拧紧装置，转接工装带动轴系螺母转动。拧紧方法包括将轴端螺母套设于涡轮泵轴外侧，将止动工装与涡轮泵轴连接、转接工装与轴系螺母连接；转接工装以aN.m的拧紧扭矩转动，目标拧紧扭矩为aN.m±bN.m，扭矩超过aN.m时，转接工装停止转动。实现轴与轴系螺母自动拧紧，保证自动拧紧扭矩要求及精准、均匀施力要求，解决了轴系螺母手工装配施力不均匀，工人劳动强度大及装配后容易咬死的问题。

技术领域

本申请涉及螺母自动拧紧的技术领域，特别是一种涡轮泵轴系螺母自动拧紧结构和方法，针对轴端有键槽、装配后尺寸精度要求高、拧紧扭矩为100N.m～300N.m的轴系螺母。

背景技术

涡轮泵作为液体火箭发动机的推进剂供应系统的重要部件，已在多个型号长征系列火箭及武器的飞行发射中得到成功应用。涡轮泵的轴外套设有轴套和轴系螺母，轴系螺母与轴螺纹连接，轴的外壁的端部开设有轴键槽。

目前，常规运载发动机涡轮泵现有的装配过程，主要依托熟练技师辅以相应工装，以手工边装配边检测方式进行生产。虽然该生产方式能够最大程度的保证产品质量，但针对轴系螺母与轴之间高精度装配要求的螺纹件，装配中存在工人手工拧紧劳动强度大、易偏斜、装配一致性不易保证等问题，难以满足常规运载火箭更高密度发射的需求。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足之处，提出了一种涡轮泵轴系螺母自动拧紧结构和方法，设计多用途的零件专用转接工装和专用止动工装，通过扭矩控制，实现轴系螺母自动拧紧，降低工人的劳动强度，提高涡轮泵装配效率及质量一致性，为涡轮泵轴系螺母装配提供一种全新工艺方法。

本申请采用如下的技术方案：

一种涡轮泵轴系螺母自动拧紧结构，包括与涡轮泵轴连接的止动工装、以及转动连接于止动工装外侧并与轴系螺母连接的转接工装，止动工装用于相对固定涡轮泵轴，转接工装连接有驱动转接工装绕自身轴线转动的拧紧装置，转接工装用于驱动轴系螺母转动。

所述止动工装和转接工装的端部设置有壳体，止动工装与壳体固定连接，转接工装与壳体转动连接。

所述拧紧装置包括第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮连接于转接工装位于壳体内部分的外壁，第二齿轮转动连接于壳体内，且第二齿轮与第一齿轮啮合，第二齿轮连接有驱动第二齿轮转动的驱动件。

所述止动工装包括止动件和第一拧紧件，止动件的端部设置有第二四方接口，第一拧紧件插设于第二四方接口内；第一拧紧件与壳体固定连接。

优选的，第二四方接口为内四方孔，第二四方接口与第一拧紧件的接口一单边定位间隙为0.2mm～0.3mm，轴向定位长度20mm～30mm，孔口倒角30度，深5mm。

所述转接工装包括转接件和第二拧紧件，转接件的端部设置有第一四方接口，第二拧紧件插设于第一四方接口内；第一齿轮连接于第二拧紧件的外壁。

优选的，第一四方接口为内四方孔，第一四方接口与第二拧紧件的接口单边定位间隙为0.2mm～0.3mm，轴向定位长度20mm～30mm，孔口倒角30度，深5mm。

所述转接工装的端部设置有多个圆柱销，轴系螺母的端部设置有多个定位孔，圆柱销与定位孔相适配。

优选的，所述定位孔和圆柱销均设置四个。四个圆柱销中心距与轴系螺母四个定位孔中心距尺寸一致。

所述圆柱销与定位孔径向间隙0.2mm～0.3mm；轴向定位尺寸5mm～10mm。

转接工装的四个圆柱销装入轴系螺母的四个定位孔中定位，专用转接工装与轴系螺母端面贴合定位。