CN108237393A - 螺母拧紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种螺母拧紧装置，该装置包括齿轮机构，齿轮机构上设有用于拧紧螺母的拧紧头，齿轮机构垂直于待连接的盘件的轴线横向布置，齿轮机构包括第一齿轮组和第二齿轮组，第一齿轮组用于螺母的拧紧，第二齿轮组用于齿轮机构沿横向折叠或展开，以改变拧紧头与盘件的轴线之间的横向距离。本发明通过将齿轮机构垂直于盘件的轴线横向布置，并且在第二齿轮组的作用下能够使得齿轮机构沿横向折叠或展开，也就是说，本发明螺母拧紧装置的拧紧位置是通过齿轮机构的横向展开或折叠来调节的，齿轮机构不需要在垂直于盘件的平面内翻转，因此齿轮机构的长度以及拧紧位置分布圆的大小不受盘间距的限制，可达性更好。

Description

螺母拧紧装置

技术领域

本发明涉及航空发动机领域，尤其涉及一种能够适用于大型航空发动机高压组合转子连接的螺母拧紧装置。

背景技术

高压转子是航空发动机的重要组成部分，其装配质量直接影响航空发动机的效率。由于高压转子由多级转子盘件通过螺母连接等方式装配而成，且螺母连接的质量直接影响高压转子动平衡特性等关键性能，故实际装配中需要确保高压转子的螺母连接质量。

通常，高压转子螺母的装配采用标准扳手，将扳手从盘内孔伸入盘腔进行拧紧，但此方法既要求盘内孔足够大，以便放入扳手，又要求盘间距足够大，以便扳手和手部活动，空间受限时虽有将标准扳手改制以便拧紧的设计，但此种方式对产品尺寸要求仍较高，而纵向操作深度却较浅，适用性差。

现有技术中有一种螺母安放拧紧装置，如图1所示，该拧紧装置包含连杆机构a1、分度机构a2、拉伸机构a3和齿轮机构a4，在齿轮机构a4相对于连杆机构a1展开状态下(接近180°)，将连杆机构a1、齿轮机构a4和拉伸机构a3伸进具有狭长内腔的零部件内；到达高压转子连接处，齿轮机构a4相对于连杆机构a1折叠收回状态下(接近90°)，通过齿轮机构a4上的梅花齿轮a6传递力矩安装螺母。通过拉伸机构a3操纵齿轮机构a4相对于连杆机构a1展开或折叠，可提高对拧紧位置的可达性，结合齿轮机构a4对拧紧力矩的传输作用以及分度机构a2对孔位的定位作用，该现有技术能在一定范围内实现小盘内孔直径、大纵向操作深度条件下的螺母拧紧。

然而，由于结构原理的限制，该现有技术仍然有如下不足：

1、无法快速安装螺母，在多个螺母拧紧工况下的操作效率低：

该现有技术缺少快速安放螺母的装置，必须将整个机构从腔体内取出后才能安放螺母，而盘内通常沿周向分布有大量螺母以保证连接牢固，多次取出和装入增加了重复操作工作量，影响效率；

2、在拧紧过程中螺母会轴向移动，可能因此与拧紧头分离，该装置并未考虑此问题：

如图2所示，连杆机构a1包括第一套筒a8和第二套筒a7，连杆a9设置在第一套筒a8内，连杆a9和第一套筒a8设置在第二套筒a7内，齿轮机构a4与第二套筒a7铰接，拉伸机构a3采用拉伸杆a10，拉伸杆a10与第一套筒a8连接，第一套筒a8上下运动(如图2中为左右运动)，能够通过拉伸杆a10带动齿轮机构a4相对于连杆机构a1展开或折叠。在螺母拧紧过程中，为了保证螺母的对正，齿轮机构a4需与盘件保持平行，此时第一套筒a8以及拉伸杆a10都处于静止状态，即不能沿轴向运动，因此随着螺母拧紧时的轴向移动，该拧紧装置可能会造成螺母与拧紧头的分离；

3、因结构原理限制，在盘间距较小时，其拧紧位置可达性受限：

齿轮机构a4的折叠功能基于纵向四杆机构原理，需要其在通过盘轴线的平面内旋转来实现，若拧紧位置所在盘间距小于盘内孔直径，如图3所示(图中D为盘内孔直径，L为拧紧位置分布圆半径)，为保证齿轮机构a4能够折叠或展开，齿轮机构a4的长度需小于盘间距，因此有：齿轮机构a4的长度<盘间距<盘内孔直径D，进一步地有：拧紧位置的长度S＝齿轮机构a4的长度+D/2<D+D/2＝3/2*D，即拧紧位置的最大长度S为3/2*D，因此，当拧紧位置所在盘间距小于盘内孔直径，而拧紧位置分布圆半径L大于盘内孔直径的1.5倍时，该装置不适用。

需要说明的是，公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是提出一种螺母拧紧装置，以改善螺母拧紧位置的可达性。

为实现上述目的，本发明提供了一种螺母拧紧装置，包括齿轮机构，所述齿轮机构上设有用于拧紧螺母的拧紧头，所述齿轮机构垂直于待连接的盘件的轴线横向布置，所述齿轮机构包括第一齿轮组和第二齿轮组，所述第一齿轮组用于所述螺母的拧紧，所述第二齿轮组用于所述齿轮机构沿横向折叠或展开，以改变所述拧紧头与所述盘件的轴线之间的横向距离。

进一步地，还包括第一驱动杆和第二驱动杆，所述第一驱动杆与所述第一齿轮组中的第一驱动齿轮连接，以在所述第一驱动杆被驱动时通过所述第一齿轮组向所述拧紧头传递力矩；所述第二驱动杆与所述第二齿轮组中的第二驱动齿轮连接，以在所述第二驱动杆被驱动时通过所述第二齿轮组带动所述齿轮机构折叠或展开。

进一步地，所述第一齿轮组还包括前齿轮和设置在所述前齿轮和所述第一驱动齿轮之间的至少一个传动齿轮，所述拧紧头与所述前齿轮连接。

进一步地，所述齿轮机构处于展开状态时，所述拧紧头与所述盘件的轴线之间的横向距离大于或等于所述盘件的内孔直径的1.5倍。

进一步地，所述第二齿轮组还包括摆动齿轮和设置在所述摆动齿轮与所述第二驱动齿轮之间的至少一个过渡齿轮，所述摆动齿轮和所述第一齿轮组中的一个传动齿轮共轴，以实现所述齿轮机构的折叠或展开。

进一步地，所述齿轮机构还包括摆动端支撑结构和驱动端支撑结构，所述摆动端支撑结构包括用于支撑所述第一齿轮组中部分齿轮的第一摆动板和用于支撑所述第二齿轮组中部分齿轮的第二摆动板，所述驱动端支撑结构包括用于支撑所述第一齿轮组中另一部分齿轮的第一驱动端支板和用于支撑所述第二齿轮组中另一部分齿轮的第二驱动端支板，所述摆动端支撑结构能够绕摆动齿轮与所述第一齿轮组中的一个传动齿轮所共轴线相对于所述驱动端支撑结构转动。

进一步地，还包括螺母放置杆，所述螺母放置杆用于伸入所述盘件的内孔以将所述螺母放置在所述拧紧头上。

进一步地，所述螺母放置杆上设有外螺纹，所述螺母放置杆与所述螺母之间通过螺纹连接。

进一步地，还包括偏转机构和与所述盘件的内孔相匹配的保护罩，所述偏转机构与所述齿轮机构连接，所述偏转机构用于带动所述齿轮机构在横向平面内转动，以使所述齿轮机构至少具有螺母拧紧位置和装卸位置，在所述螺母拧紧位置，所述齿轮机构位于所述保护罩的外侧面，且处于展开状态；在所述装卸位置，所述齿轮机构位于所述保护罩内，且处于折叠状态。

进一步地，所述偏转机构包括导筒、位于所述导筒内且能够相对于所述导筒滑动的滑套和与所述滑套连接的把手，所述滑套与所述齿轮机构连接，所述导筒上沿周向开设有周向滑槽，所述把手通过所述周向滑槽伸出所述导筒外并且能够在所述周向滑槽内沿周向转动，以带动所述齿轮机构转动。

进一步地，所述导筒上设有第一滑槽和第三滑槽，以在将所述把手转动至与所述第一滑槽或所述第三滑槽对应的位置时能够分别使所述齿轮机构对应地位于所述螺母拧紧位置或所述装卸位置。

进一步地，所述第一滑槽和所述第三滑槽与所述导筒的轴线平行，以在所述把手转动至与所述第一滑槽或所述第三滑槽对应的位置时能够使所述齿轮机构在轴向上具有运动空间，所述第一滑槽的长度比所述第三滑槽的长度短。

进一步地，还包括螺母放置杆，所述螺母放置杆用于伸入所述盘件的内孔以将所述螺母放置在所述拧紧头上，在所述偏转机构的带动下，所述齿轮机构还具有螺母放置位置，在所述螺母放置位置，所述拧紧头位于所述保护罩在所述螺母的拧紧平面上的投影范围内，且位于所述保护罩之外，此时所述齿轮机构处于折叠状态。

进一步地，所述偏转机构包括导筒、位于所述导筒内且能够相对于所述导筒滑动的滑套和与所述滑套连接的把手，所述滑套与所述齿轮机构连接，所述导筒上沿周向开设有周向滑槽，所述把手通过所述周向滑槽伸出所述导筒外并且能够在所述周向滑槽内沿周向转动，以带动所述齿轮机构转动，所述导筒上设有第二滑槽，以在将所述把手转动至与所述第二滑槽对应的位置时能够分别使所述齿轮机构对应地位于所述螺母放置位置。

进一步地，所述第二滑槽为标记槽，以对所述把手的转动进行定位。

进一步地，还包括提升机构，所述提升机构用于使所述齿轮机构在螺母拧紧过程中沿轴向运动，以防止所述螺母与所述拧紧头分离。

进一步地，还包括偏转机构，所述偏转机构包括滑套，所述滑套与所述齿轮机构连接，所述提升机构包括提升轴、扳手和支板，所述滑套包括空心的筒体和设置在所述筒体两端的筒套，所述提升轴的一端插入所述筒体内并通过设置在所述提升轴端部的凸台限制所述提升轴的拔出，所述提升轴的另一端与所述扳手连接，所述提升轴的中部与所述支板通过螺纹连接，以通过转动所述扳手而使得所述提升轴相对于所述支板沿轴向运动，进而带动所述齿轮机构沿轴向运动。

进一步地，还包括分度机构、偏转机构和与所述盘件的内孔相匹配的保护罩，所述偏转机构用于带动所述齿轮机构在横向平面内转动，所述分度机构通过转接板与所述偏转机构连接，所述分度机构套设在所述保护罩外，所述分度机构用于对所述螺母的拧紧位置进行定位和导向。

进一步地，所述转接板上设有通孔，所述螺母放置杆能够通过所述通孔伸入所述保护罩内。

基于上述技术方案，本发明通过将齿轮机构垂直于盘件的轴线横向布置，并且在第二齿轮组的作用下能够使得齿轮机构沿横向折叠或展开，也就是说，本发明螺母拧紧装置的拧紧位置是通过齿轮机构的横向展开或折叠来调节的，齿轮机构不需要在垂直于盘件的平面内翻转，因此齿轮机构的长度以及拧紧位置分布圆的大小不受盘间距的限制，可达性更好。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中螺母安放拧紧装置的结构示意图。

图2为图1中螺母安放拧紧装置横向放置时的剖视图。

图3为图1中螺母安放拧紧装置适用范围的原理分析图。

图4为本发明螺母拧紧装置一个实施例的结构示意图。

图5为图1实施例的剖视图。

图6为本发明螺母拧紧装置一个实施例中齿轮机构的结构示意图。

图7为图6中齿轮机构的剖视图。

图8为图6中齿轮机构处于完全展开状态的结构示意图。

图9为图6中齿轮机构处于完全折叠状态的结构示意图。

图10为本发明螺母拧紧装置一个实施例中提升机构、偏转机构和分度机构的结构示意图。

图11为图10的剖视图。

图12为图1实施例中去掉分度机构的结构示意图。

图13为图12的俯视图。

图14为本发明螺母拧紧装置一个实施例中导筒的主视图、左视图和俯视图。

图中：a1、连杆机构；a2、分度机构；a3、拉伸机构；a4-齿轮机构；a5、第一手柄；a6、梅花齿轮；a7、第二套筒；a8、第一套筒；a9、连杆；a10、拉伸杆；

1、齿轮机构；2、偏转机构；3、提升机构；4、分度机构；5、螺母放置杆；6、保护罩；

101、第一驱动杆；102、第一驱动齿轮；103、第一传动齿轮；104、第二传动齿轮；105、中齿轮；106、第三传动齿轮；107、第四传动齿轮；108、前齿轮；109、拧紧头；110、第一驱动端支板；111、第一摆动板；

201、第二驱动杆；202、第二驱动齿轮；203、第一过渡齿轮；204、第二过渡齿轮；205、第三过渡齿轮；206、第二摆动板；207、第二驱动端支板；

21、滑套；22、把手；23、导筒；231、周向滑槽；232、第一滑槽；233、第二滑槽；234、第三滑槽；24、转接板；241、通孔；

31、扳手；32、提升轴；33、支板；

41、第一板；42、第二板；43、轴承；44、轴承内环档板；45、插销；46、轴承外环档板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

为了解决现有技术中的螺母安放拧紧系统可达性差的问题，本发明提出一种改进的螺母拧紧装置。

如图4所示，为本发明所提供的螺母拧紧装置的一个实施例的结构示意图。参考图5，该螺母拧紧装置包括齿轮机构1，齿轮机构1上设有用于拧紧螺母的拧紧头109，齿轮机构1垂直于待连接的盘件的轴线横向布置，齿轮机构1包括第一齿轮组和第二齿轮组，第一齿轮组用于螺母的拧紧，具体地，可以通过第一齿轮组向拧紧头109传递用于拧紧螺母的力矩，通过拧紧头109的转动，来实现螺母的拧紧；第二齿轮组用于使齿轮机构1沿横向折叠或展开，以改变拧紧头109与盘件的轴线之间的横向距离，即改变螺母拧紧装置所能达到的拧紧位置的分布圆大小。

其中，将该螺母拧紧装置应用于拧紧航空发动机上的两个转子盘时，上述的盘件即指转子盘，转子盘中间一般设有内孔，螺母拧紧装置插入位于上方的转子盘的内孔中，到达两个转子盘中间的间隙处，对连接螺母进行拧紧。

拧紧头109可以设置凹槽，凹槽的形状与螺母的外周形状相匹配，以通过凹槽来安放螺母，比如，螺母一般为六角螺母，凹槽的形状可以为六边形，既可以容纳螺母，又可以防止螺母在拧紧过程中在凹槽中转动。

在上述实施例中，通过将齿轮机构垂直于盘件的轴线横向布置，并且在第二齿轮组的作用下能够使得齿轮机构沿横向折叠或展开，也就是说，该螺母拧紧装置的拧紧位置是通过齿轮机构的横向展开或折叠来调节的，齿轮机构不需要在垂直于盘件的平面内翻转，因此齿轮机构的长度以及拧紧位置分布圆的大小不受盘间距的限制，可达性更好。

进一步地，螺母拧紧装置还可以包括第一驱动杆101和第二驱动杆201，第一驱动杆101与第一齿轮组中的第一驱动齿轮102连接，以在第一驱动杆101被驱动时通过第一齿轮组向拧紧头109传递力矩；第二驱动杆201与第二齿轮组中的第二驱动齿轮202连接，以在第二驱动杆201被驱动时通过第二齿轮组带动齿轮机构1折叠或展开。

在第一齿轮组中，除了上述的第一驱动齿轮102之外，还可以包括前齿轮108和设置在前齿轮108和第一驱动齿轮102之间的至少一个传动齿轮，拧紧头109与前齿轮108连接。其中，传动齿轮的个数可以根据需要灵活设置，当然，传动齿轮的个数与所想要达到的拧紧位置分布圆的直径大小和传动齿轮的直径大小是相关的。

在一个优选的实施例中，参考图6和图7，第一齿轮组还包括与第一驱动齿轮102啮合的第一传动齿轮103、与第一传动齿轮103啮合的第二传动齿轮104、与第二传动齿轮104啮合的中齿轮105、与中齿轮105啮合的第三传动齿轮106、与第三传动齿轮106啮合的第四传动齿轮107，第四传动齿轮107与前齿轮108啮合。

在该优选的实施例中，当齿轮机构1处于展开状态时，拧紧头109与盘件的轴线之间的横向距离可以达到大于或等于盘件的内孔直径的1.5倍，这在可达性上明显优于前述的螺母安装拧紧系统。

在第二齿轮组中，除了上述的第二驱动齿轮202之外，还可以包括摆动齿轮和设置在摆动齿轮与第二驱动齿轮202之间的至少一个过渡齿轮，摆动齿轮和第一齿轮组中的一个传动齿轮共轴，以实现齿轮机构1的折叠或展开。这里的共轴是指摆动齿轮的轴线与第一齿轮组中的一个传动齿轮的轴线共线，以保证在第一齿轮组和第二齿轮组能够在共轴线的位置同步折叠。

在另一优选的实施例中，参考图6和图7，第二齿轮组包括与第二驱动齿轮202啮合的第一过渡齿轮203、与第一过渡齿轮203啮合的第二过渡齿轮204、与第二过渡齿轮204啮合的第三过渡齿轮205，第三过渡齿轮205与摆动齿轮啮合。

其中，摆动齿轮可以为一个齿轮，也可以为齿轮组，也就是说，摆动齿轮的远离盘件内孔的一侧还可以设置任意个过渡齿轮。

进一步地，齿轮机构1还可以包括摆动端支撑结构和驱动端支撑结构，摆动端支撑结构包括用于支撑第一齿轮组中部分齿轮的第一摆动板111和用于支撑第二齿轮组中部分齿轮的第二摆动板206，驱动端支撑结构包括用于支撑第一齿轮组中另一部分齿轮的第一驱动端支板110和用于支撑第二齿轮组中另一部分齿轮的第二驱动端支板207，摆动端支撑结构能够绕摆动齿轮与第一齿轮组中的一个传动齿轮所共轴线相对于驱动端支撑结构转动。

在如图6和图7所示的实施例中，第一摆动板111和第二摆动板206相互连接，并用于支撑中齿轮105、第三传动齿轮106、第四传动齿轮107以及摆动齿轮，第一驱动端支板110和第二驱动端支板207相互连接，并用于支撑第一驱动齿轮102、第一传动齿轮103、第二传动齿轮104、第一过渡齿轮203、第二过渡齿轮204和第三过渡齿轮205。

如图8和图9所示，分别为图6和图7实施例中齿轮机构1处于完全展开和完全折叠状态的示意图，在展开状态，拧紧头109到盘件轴线的距离最大；在折叠状态，拧紧头109到盘件轴线的距离最小，齿轮机构1能够进入保护罩6内，方便装置的拆卸。

其中，第二摆动板206上设有齿轮部分，该齿轮部分即为第二齿轮组中的摆动齿轮，摆动齿轮与第一齿轮组中的中齿轮105共轴线，摆动端支撑结构绕摆动齿轮和中齿轮105所共的轴线相对于驱动端支撑结构转动，以实现齿轮机构1的横向折叠和展开。

作为上述各个实施例中的进一步改进，参考图4，螺母拧紧装置还可以包括螺母放置杆5，螺母放置杆5用于伸入盘件的内孔，以将螺母放置在拧紧头109上。通过该螺母放置杆5，齿轮机构1仍处于螺母拧紧时所在的平面内，不需要相对于拧紧螺母时所在的平面发生轴向运动，即在安放螺母时，不需要每次都将齿轮机构1整体拿出盘件内孔，这样可以大大减少拧紧操作之间的耗时，简化操作步骤，提高拧紧效率。

其中，螺母放置杆5上可以设置外螺纹，螺母放置杆5与螺母之间通过螺纹连接。在将螺母放置杆5伸入盘件内孔之前，先将螺母与螺母放置杆5通过螺纹进行连接，然后将螺母放置杆5伸入盘件内孔到达拧紧头109之后，将螺母放置在拧紧头109的凹槽内，反向旋转螺母放置杆5，即可使螺母放置杆5脱离螺母。

作为本发明螺母拧紧装置的进一步优选，参考图5、图10和图11，螺母拧紧装置还可以包括偏转机构2和与盘件的内孔相匹配的保护罩6，偏转机构2与齿轮机构1连接，偏转机构2用于带动齿轮机构1在横向平面内转动，以使齿轮机构1至少具有螺母拧紧位置和装卸位置，在螺母拧紧位置，齿轮机构1位于保护罩6的外侧面，且处于展开状态，即齿轮机构1伸出保护罩6之外；在装卸位置，齿轮机构1位于保护罩6内，且处于折叠状态，以在装卸时通过保护罩6保护齿轮机构1。

其中，横向平面指的是与螺母拧紧时齿轮机构1所在的平面相互平行的平面。

具体来说，偏转机构2可以包括导筒23、位于导筒23内且能够相对于导筒23滑动的滑套21和与滑套21连接的把手22，滑套21与齿轮机构1连接，导筒23上沿周向开设有周向滑槽231，把手22通过周向滑槽231伸出导筒23外并且能够在周向滑槽231内沿周向转动，以带动齿轮机构1转动。

其中，在如图5所示的实施例中，滑套21与齿轮机构1的连接是通过齿轮机构1中的第一驱动端支板110与滑套21的连接来实现的，第一驱动端支板110为L型结构，若将第一驱动端支板110分为相互连接的竖直部分和水平部分，则竖直部分设置在保护罩6内，并在保护罩6的端部与滑套21的底部连接，而水平部分则用于支撑齿轮机构1中的齿轮。第一驱动端支板110的竖直部分可以对第一驱动杆101的运动进行导向。

为方便偏转机构2的转动，导筒23上设有能够指引偏转机构2转动位置的滑槽。

如图14所示，这些指引滑槽可以包括第一滑槽232和第三滑槽234，以在将把手22转动至与第一滑槽232或第三滑槽234对应的位置时能够分别使齿轮机构1对应地位于螺母拧紧位置或装卸位置。

其中，第一滑槽232和第三滑槽234与导筒23的轴线平行，以在把手22转动至与第一滑槽232或第三滑槽234对应的位置时能够使齿轮机构1在轴向上具有运动空间。

第一滑槽232的长度比第三滑槽234的长度短，这是因为第一滑槽232所对应的螺母拧紧位置只需能够允许螺母上升至拧紧位置即可，而第三滑槽234所对应的装卸位置则需要将齿轮机构1完全退回保护罩6内，因此所需要的上升高度比螺母到达拧紧位置的上升高度大。

另外，在螺母拧紧装置包括螺母放置杆5时，在偏转机构2的带动下，齿轮机构1还具有螺母放置位置，在螺母放置位置，齿轮机构1上的拧紧头109位于保护罩6在螺母的拧紧平面上的投影范围内，且位于保护罩6之外，此时齿轮机构1处于折叠状态。其中，拧紧头109位于保护罩6之外，意思是在轴向上齿轮机构1上的拧紧头109位于保护罩6之外，在齿轮机构1从螺母拧紧位置转换到螺母放置位置时，齿轮机构1无需在轴向上发生移动。

相应地，导筒23上设有第二滑槽233，以在将把手22转动至与第二滑槽233对应的位置时能够分别使齿轮机构1对应地位于螺母放置位置。

其中，第二滑槽233并不是可以让齿轮机构1上升或下降的大槽，第二滑槽233可以仅为标记槽，以对把手22的转动进行定位。当把手22转动至与第二滑槽233对应的位置时，齿轮机构1处于螺母放置位置，由于在通过螺母放置杆5放置螺母时，齿轮机构1不需要做轴向运动，因此第二滑槽233只是起标记作用。

在其他实施例中，第二滑槽233也可以用设置在周向滑槽231上的刻度来代替，只要能够起到标记作用即可。

除了上述改进之外，本发明的螺母拧紧装置还可以有更进一步地改进，比如，螺母拧紧装置还可以包括提升机构3，提升机构3用于使齿轮机构1在螺母拧紧过程中沿轴向运动，以防止螺母与拧紧头109分离。

具体来说，参考图5和图11，提升机构3包括提升轴32、扳手31和支板33，提升轴32的中部与支板33通过螺纹连接，以通过转动扳手31而使得提升轴32相对于支板33沿轴向运动，进而带动齿轮机构1沿轴向运动。

滑套21包括空心的筒体和设置在筒体两端的筒套，提升轴32的一端插入筒体内并通过设置在提升轴32端部的凸台限制提升轴32的拔出，提升轴32的另一端与扳手31连接。在提升轴32上升时，通过凸台可以带动滑套21以及与滑套21连接的齿轮机构1上升；在提升轴32下降时，通过凸台可以带动滑套21以及与滑套21连接的齿轮机构1也相应地下降，同时，滑套21以及与滑套21连接的齿轮机构1在自身重力作用下可以减少下降的阻力。

优选地，第一驱动杆101可以插设在设置于提升轴32中心的中空结构内，第一驱动杆101与提升轴32的内壁之间设有间隙，以避免提升轴32妨碍第一驱动杆101的运动。

另外，参考图5，支板33可以设置在导筒23的顶端，导筒23的上端开口，支板33优选地为扇形结构，以在实现与提升轴32螺纹连接的同时预留出部分的开口，以使第二驱动杆201能够通过该开口露出，方便通过工具来操作第二驱动杆201使其旋转。

螺母拧紧装置还可以包括分度机构4、偏转机构2和与盘件的内孔相匹配的保护罩6，偏转机构2用于带动齿轮机构1在横向平面内转动，分度机构4通过转接板24与偏转机构2连接，分度机构4套设在保护罩6外，分度机构4用于对螺母的拧紧位置进行定位和导向。

具体来说，参考图5和图11，分度机构4包含第一板41、第二板42、轴承43、轴承内环档板44、插销45、轴承外环档板46。第一板41与轴承内环档板44通过螺栓连接，并与轴承43的内圈相对静止，第二板42、轴承外环档板46与轴承43的外圈连接并相对静止，同时，第一板41与转接板24通过螺栓连接并相对静止，由此分度机构4可控制偏转机构2、提升机构3、齿轮机构1作为一整体绕第二板42的内孔轴线同步转动。由于第二板42上开孔与所需拧紧位置孔位一一对应，故通过转动第一板41并采用插销45定位，可实现螺母与孔位的对正。当完成一个螺母的拧紧后，拔出插销45，转动第一板41，带动偏转机构2、提升机构3、齿轮机构1作为一个整体同时转到下一孔位，插好插销后，即已对正螺母孔位。

如图12和图13所示，转接板24上设有通孔241，螺母放置杆5能够通过通孔241伸入保护罩6内。

下面结合附图4～14对本发明螺母拧紧装置的一个实施例的操作步骤进行说明：

1、将分度机构4的第二板42与转子组件对应的外部接口连接；

2、确保齿轮机构1处于折叠状态，转动偏转机构2的把手22，使齿轮机构1位于装卸位置；

3、将偏转机构2的转接板24与分度机构4的第一板41连接，并保证连接过程中保护罩34穿入零部件(如压气机)内部，保护零部件内部不受损伤；

4、转动提升机构3的扳手31，带动提升轴32向下运动至给定位置，此时，在轴向上，齿轮机构1位于盘间且不再受保护罩6的限制，在径向上，齿轮机构1仍处于折叠状态；

5、转动偏转机构2的把手22至导筒23上第一滑槽232处，使齿轮机构1位于螺母拧紧位置；

6、转动第二驱动杆201带动齿轮机构1展开，转动分度机构4上的第一板41，直至确定第一颗螺母位置，插入插销45锁定位置(此过程需要结合工业内窥镜)；

7、转动第二驱动杆201带动齿轮机构1折叠，转动偏转机构2的把手22至第二滑槽233的标记处，使齿轮机构1位于螺母放置位置；

8、将螺母拧紧到螺母放置杆5上，将螺母放置杆5穿过转接板24的通孔241并深入盘内孔，直至将螺母放入拧紧头109，在保持第一驱动杆101不发生转动的情况下转动螺母放置杆5，从而将螺母放置杆5与螺母分离，提出螺母放置杆5；

9、转动偏转机构2的把手22转至导筒23上第一滑槽232处，转动第二驱动杆201带动齿轮机构1展开，此时齿轮机构1位于螺母拧紧位置，螺母与拧紧位置对正；

10、转动提升机构3的扳手31至螺母与螺栓接触，转动第一驱动杆101以及扳手31，拧紧螺母同时提升拧紧头109直至螺母完全拧紧；

11、螺母拧紧后，转动提升机构3带动齿轮机构1下移至给定位置，此时拧紧头109与螺母完全分离；

12、拔出插销45，转动分度机构4上的第一板41至第二板42上的下一孔位，插入插销45定位，重复步骤7～11完成其余螺母的拧紧；

13、完成所有螺母的拧紧后，转动偏转机构2的把手22至导筒23上第三滑槽234处，使齿轮机构1位于装卸位置，在径向上，齿轮机构1处于折叠状态；

14、转动提升机构3的扳手31，带动提升轴32向上运动至给定位置，此时，在轴向上，齿轮机构1完全位于保护罩6内，将装置从盘件上拆下；

至此，拧紧操作完成。

其中，转接板24上设有通孔241，可以借助工业内窥镜，将带探头的测线通过该通孔241往螺母安放处传递，操作时需要两名操作者，一名负责依据工业内窥镜显示器的画面下达指令，另一名根据指令进行操作。

需要说明的是，在上述实施例中，螺栓竖直放置，螺母需要沿竖直方向向上移动，以实现拧紧，因此在该实施例中螺母拧紧装置是竖直放置的，并且在描述时用到了“上”和“下”等表示方位的词，但这不构成对本发明的限制，对于需要沿水平方向或其他方向的移动来实现拧紧的螺母来说，本发明的螺母拧紧装置也是适用的。

本发明的螺母拧紧装置同样适用于螺母的拆卸，拆卸操作为拧紧操作的逆向操作。

通过对本发明螺母拧紧装置的多个实施例的说明，可以看到本发明螺母拧紧装置实施例至少具有以下一种或多种优点：

1、拧紧位置可达性高，对产品的适应性强，具体如下：

a、对拧紧位置的周向分布的适应性强。采用齿轮机构和偏转机构，通过齿轮机构自身的折叠、偏转机构对齿轮机构整体偏转的控制，实现在盘腔内转向、放置螺母至拧紧位置的目的，且可达性不受盘间距的限制，对拧紧位置的周向分布的适应性强；

b、对拧紧位置的纵深的适应性强。通过提升机构可实时调节齿轮机构的轴向运动，扩大了对不同拧紧位置纵深的适应性。

2、可防止拧紧过程中螺母与拧紧装置的分离。通过调节提升机构，使齿轮机构沿轴向运动，从而调整拧紧头与螺母在轴向上的相对位置，防止螺母与拧紧头的分离。

3、操作简便，方便多个螺母拧紧操作工况，效率高。螺母拧紧的总效率，在于单个螺母拧紧的操作效率以及每个螺母拧紧操作之间的时间间隔，本发明实施例从以上两个方面提升了效率，具体如下：

a、单个螺母拧紧操作步骤简单。拧紧时，仅需转动第二驱动杆及偏转机构，即可实现螺母与螺栓的对正；在螺母螺栓对正后，仅需转动第一驱动杆，即可驱动第一齿轮组实现螺母拧紧；拧紧过程中，仅需转动提升机构的扳手，即可防止螺母与拧紧头的分离；使单个螺母的拧紧过程，从最开始的难以实现可达性，简化为仅需转动第二驱动杆、偏转机构、第一驱动杆、提升机构中扳手的简单操作，大幅提高效率；

b、多个螺母拧紧操作间隔短。通过采用螺母放置螺杆，使安放螺母到拧紧头时无需将整个装置从盘内孔中退出，实现了螺母的快速安装，降低了多个螺母拧紧操作之间的耗时，提高了效率。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (19)

1.一种螺母拧紧装置，其特征在于，包括齿轮机构(1)，所述齿轮机构(1)上设有用于拧紧螺母的拧紧头(109)，所述齿轮机构(1)垂直于待连接的盘件的轴线横向布置，所述齿轮机构(1)包括第一齿轮组和第二齿轮组，所述第一齿轮组用于所述螺母的拧紧，所述第二齿轮组用于所述齿轮机构(1)沿横向折叠或展开，以改变所述拧紧头(109)与所述盘件的轴线之间的横向距离。

2.根据权利要求1所述的螺母拧紧装置，其特征在于，还包括第一驱动杆(101)和第二驱动杆(201)，所述第一驱动杆(101)与所述第一齿轮组中的第一驱动齿轮(102)连接，以在所述第一驱动杆(101)被驱动时通过所述第一齿轮组向所述拧紧头(109)传递力矩；所述第二驱动杆(201)与所述第二齿轮组中的第二驱动齿轮(202)连接，以在所述第二驱动杆(201)被驱动时通过所述第二齿轮组带动所述齿轮机构(1)折叠或展开。

3.根据权利要求2所述的螺母拧紧装置，其特征在于，所述第一齿轮组还包括前齿轮(108)和设置在所述前齿轮(108)和所述第一驱动齿轮(102)之间的至少一个传动齿轮，所述拧紧头(109)与所述前齿轮(108)连接。

4.根据权利要求3所述的螺母拧紧装置，其特征在于，所述齿轮机构(1)处于展开状态时，所述拧紧头(109)与所述盘件的轴线之间的横向距离大于或等于所述盘件的内孔直径的1.5倍。

5.根据权利要求2所述的螺母拧紧装置，其特征在于，所述第二齿轮组还包括摆动齿轮和设置在所述摆动齿轮与所述第二驱动齿轮(202)之间的至少一个过渡齿轮，所述摆动齿轮和所述第一齿轮组中的一个传动齿轮共轴，以实现所述齿轮机构(1)的折叠或展开。

6.根据权利要求1所述的螺母拧紧装置，其特征在于，所述齿轮机构(1)还包括摆动端支撑结构和驱动端支撑结构，所述摆动端支撑结构包括用于支撑所述第一齿轮组中部分齿轮的第一摆动板(111)和用于支撑所述第二齿轮组中部分齿轮的第二摆动板(206)，所述驱动端支撑结构包括用于支撑所述第一齿轮组中另一部分齿轮的第一驱动端支板(110)和用于支撑所述第二齿轮组中另一部分齿轮的第二驱动端支板(207)，所述摆动端支撑结构能够绕摆动齿轮与所述第一齿轮组中的一个传动齿轮所共轴线相对于所述驱动端支撑结构转动。

7.根据权利要求1所述的螺母拧紧装置，其特征在于，还包括螺母放置杆(5)，所述螺母放置杆(5)用于伸入所述盘件的内孔以将所述螺母放置在所述拧紧头(109)上。

8.根据权利要求7所述的螺母拧紧装置，其特征在于，所述螺母放置杆(5)上设有外螺纹，所述螺母放置杆(5)与所述螺母之间通过螺纹连接。

9.根据权利要求1所述的螺母拧紧装置，其特征在于，还包括偏转机构(2)和与所述盘件的内孔相匹配的保护罩(6)，所述偏转机构(2)与所述齿轮机构(1)连接，所述偏转机构(2)用于带动所述齿轮机构(1)在横向平面内转动，以使所述齿轮机构(1)至少具有螺母拧紧位置和装卸位置，在所述螺母拧紧位置，所述齿轮机构(1)位于所述保护罩(6)的外侧面，且处于展开状态；在所述装卸位置，所述齿轮机构(1)位于所述保护罩(6)内，且处于折叠状态。

10.根据权利要求9所述的螺母拧紧装置，其特征在于，所述偏转机构(2)包括导筒(23)、位于所述导筒(23)内且能够相对于所述导筒(23)滑动的滑套(21)和与所述滑套(21)连接的把手(22)，所述滑套(21)与所述齿轮机构(1)连接，所述导筒(23)上沿周向开设有周向滑槽(231)，所述把手(22)通过所述周向滑槽(231)伸出所述导筒(23)外并且能够在所述周向滑槽(231)内沿周向转动，以带动所述齿轮机构(1)转动。

11.根据权利要求10所述的螺母拧紧装置，其特征在于，所述导筒(23)上设有第一滑槽(232)和第三滑槽(234)，以在将所述把手(22)转动至与所述第一滑槽(232)或所述第三滑槽(234)对应的位置时能够分别使所述齿轮机构(1)对应地位于所述螺母拧紧位置或所述装卸位置。

12.根据权利要求11所述的螺母拧紧装置，其特征在于，所述第一滑槽(232)和所述第三滑槽(234)与所述导筒(23)的轴线平行，以在所述把手(22)转动至与所述第一滑槽(232)或所述第三滑槽(234)对应的位置时能够使所述齿轮机构(1)在轴向上具有运动空间，所述第一滑槽(232)的长度比所述第三滑槽(234)的长度短。

13.根据权利要求9所述的螺母拧紧装置，其特征在于，还包括螺母放置杆(5)，所述螺母放置杆(5)用于伸入所述盘件的内孔以将所述螺母放置在所述拧紧头(109)上，在所述偏转机构(2)的带动下，所述齿轮机构(1)还具有螺母放置位置，在所述螺母放置位置，所述拧紧头(109)位于所述保护罩(6)在所述螺母的拧紧平面上的投影范围内，且位于所述保护罩(6)之外，此时所述齿轮机构(1)处于折叠状态。

14.根据权利要求13所述的螺母拧紧装置，其特征在于，所述偏转机构(2)包括导筒(23)、位于所述导筒(23)内且能够相对于所述导筒(23)滑动的滑套(21)和与所述滑套(21)连接的把手(22)，所述滑套(21)与所述齿轮机构(1)连接，所述导筒(23)上沿周向开设有周向滑槽(231)，所述把手(22)通过所述周向滑槽(231)伸出所述导筒(23)外并且能够在所述周向滑槽(231)内沿周向转动，以带动所述齿轮机构(1)转动，所述导筒(23)上设有第二滑槽(233)，以在将所述把手(22)转动至与所述第二滑槽(233)对应的位置时能够分别使所述齿轮机构(1)对应地位于所述螺母放置位置。

15.根据权利要求14所述的螺母拧紧装置，其特征在于，所述第二滑槽(233)为标记槽，以对所述把手(22)的转动进行定位。

16.根据权利要求1所述的螺母拧紧装置，其特征在于，还包括提升机构(3)，所述提升机构(3)用于使所述齿轮机构(1)在螺母拧紧过程中沿轴向运动，以防止所述螺母与所述拧紧头(109)分离。

17.根据权利要求16所述的螺母拧紧装置，其特征在于，还包括偏转机构(2)，所述偏转机构(2)包括滑套(21)，所述滑套(21)与所述齿轮机构(1)连接，所述提升机构(3)包括提升轴(32)、扳手(31)和支板(33)，所述滑套(21)包括空心的筒体和设置在所述筒体两端的筒套，所述提升轴(32)的一端插入所述筒体内并通过设置在所述提升轴(32)端部的凸台限制所述提升轴(32)的拔出，所述提升轴(32)的另一端与所述扳手(31)连接，所述提升轴(32)的中部与所述支板(33)通过螺纹连接，以通过转动所述扳手(31)而使得所述提升轴(32)相对于所述支板(33)沿轴向运动，进而带动所述齿轮机构(1)沿轴向运动。

18.根据权利要求7所述的螺母拧紧装置，其特征在于，还包括分度机构(4)、偏转机构(2)和与所述盘件的内孔相匹配的保护罩(6)，所述偏转机构(2)用于带动所述齿轮机构(1)在横向平面内转动，所述分度机构(4)通过转接板(24)与所述偏转机构(2)连接，所述分度机构(4)套设在所述保护罩(6)外，所述分度机构(4)用于对所述螺母的拧紧位置进行定位和导向。

19.根据权利要求18所述的螺母拧紧装置，其特征在于，所述转接板(24)上设有通孔(241)，所述螺母放置杆(5)能够通过所述通孔(241)伸入所述保护罩(6)内。