CN110497190A - 一种航空发动机内部螺母万向节传动式拧紧装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种航空发动机内部螺母万向节传动式拧紧装置及方法，属于自动化装配技术领域。所述的航空发动机内部螺母万向节传动式拧紧装置包括工装预定位系统、螺母找准定位系统和万向节式拧紧系统。通过螺母找准定位系统将拧紧套筒套装在待拧螺母上，由拧紧电机驱动拧紧套筒完成拧紧工作。本发明装置采用自动化作业方式，实现拧紧装置与转子壳同轴定位、拧紧套筒转位至待拧螺母、螺母拧紧等步骤，具有自动化程度高、运动精度高、拧紧精度高的特点，减轻了人工作业任务，大大简化了操作过程，避免由于人工操作而引入的误差，保证了内部螺母拧紧的一致性，提高了整机装配的工作效率。
Description
技术领域
本发明专利属于自动化装配技术领域，尤其涉及一种航空发动机内部螺母万向节传动式拧紧装置及方法。
背景技术
航空发动机转子外壳是航空发动机重要的组成部分，主要由转子外壳和多级轴盘装配组成，在轴盘端面与转子外壳后安装面相连接，通过沿轴线周向均布的多个螺纹连接件紧固连接起来。由于航空发动机主要工作在高温、高压的外载条件下，这对于转子外壳与轴盘的连接部位提出了极高的要求，而螺纹连接件的拧紧质量是影响整机装配性能以及服役可靠性的重要因素。并且现代航空发动机多级轴盘的盘间距离，盘的结构均作了重大改进，因此将螺母装配到轴盘内的螺栓上时非常困难，使用以往现场的装配工具很难进行有效的装配。目前国内对于航空发动机内部轴盘上螺母的拧紧主要是通过特制的细长型拧紧套筒杆进行人工深入和拧紧，在装配过程中完全依靠人工作业的方式，主要存在以下不足：(1)拧紧效率低，目前装配现场所使用的装配方式主要为人工作业方式，在拧紧装配过程中，每一次拧紧都要施工人员通过上端窄口观察摸索通过细长套筒杆试探找到下一个螺母位置，耗时耗力；并且对于施工人员技术水平要求高，现场劳动强度大，作业效率低下，影响整机装配过程；(2)拧紧质量差，目前装配现场使用的装置为一特制细长型拧紧套筒杆通过人工操作方式深入转子内腔进行拧紧工作，人工操作方式无法保证各个螺母拧紧的一致性，甚至出现错拧和漏拧的情况；并且细长型拧紧套筒杆整体刚度低，在使用过程中容易出现变形问题导致拧紧力矩损失，影响整机装配质量；(3)拧紧精度低，目前装配现场使用的装置对于目标力矩的测量是通过测力扳手在细长杆输入端动力输入，长距离传动下存在细长杆受力变形问题，螺母的实际所受扭矩与测量值相差大，无法保证最终装配质量，影响整机精度。
发明内容
本发明针对现有技术中存在拧紧效率低、质量差、质量差的问题，本发明提出一种使用简单、效率高、对工人的技能要求低的航空发动机内部螺母万向节传动式拧紧装置及方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种航空发动机内部螺母万向节传动式拧紧装置，所述的航空发动机内部螺母软轴传动式拧紧装置包括工装预定位系统、螺母找准定位系统和万向节式拧紧系统。所述的工装预定位系统安装在航空发动机转子外壳1上，所述的螺母找准定位系统安装在工装预定位系统上，所述的万向节式拧紧系统安装在螺母找准定位系统的轴向直线导轨滑台14上；通过螺母找准定位系统将拧紧套筒26套装在待拧螺母30上，由拧紧电机20驱动拧紧套筒26完成拧紧工作。
所述的工装预定位系统包括机匣2、定位盘3、转接段安装盘4、下安装盘5、上安装盘6、支撑立柱7、吊环8和滑台9。所述的机匣2中心处开有通孔，用于安装定位盘3，机匣2的边缘处开有多个螺栓孔用于间机匣2安装在航空发动机转子外壳1上；所述的定位盘3为圆筒结构，其一端装有法兰；所述的转接段安装盘4为圆筒结构，其一端装有法兰；所述的定位盘3安装在机匣2的通孔内，定位盘3的外圆柱面与机匣2通孔的内表面为过渡配合；所述的转接段安装盘4安装在定位盘3内，转接段安装盘4的外圆柱面与定位盘3的内圆柱面为过渡配合；所述的机匣2、定位盘3和转接段安装盘4通过螺栓固定连接；所述的下安装盘5为圆环形，固定安装在转接段安装盘4上，下安装盘5与转接段安装盘4同轴；所述的上安装盘6为圆环形，上安装盘6与下安装盘5之间通过三个对称安装的支撑立柱7固定连接，上安装盘6与下安装盘5同轴；所述的吊环8共有三个，对称安装在上安装盘6上，用于装置吊装；所述的滑台9共有两个，对称、平行的安装在上安装盘6上。
所述的螺母找准定位系统包括移动转动平台和滑块连杆机构。
所述的移动转动平台包括高精度电动分度盘10、径向直线导轨滑台11、支撑方管A12、支撑方管B13、轴向直线导轨滑台14和长L型槽钢架15。所述的高精度电动分度盘10安装在下安装盘5上，高精度电动分度盘10的转动轴线与下安装盘5的轴线重合；所述的径向直线导轨滑台11共有两个，对称、平行的安装在高精度电动分度盘10的转台上；所述的支撑方管A12固定安装在两个径向直线导轨滑台11的滑动台上，支撑方管A12与径向直线导轨滑台11的滑动方向垂直；所述的支撑方管B13安装在两个滑台9的滑动台上，支撑方管B13与滑台9的滑动方向垂直；所述的轴向直线导轨滑台14安装在支撑方管A12和支撑方管B13上，轴向直线导轨滑台14的滑动方向与支撑方管A12垂直、与支撑方管B13垂直；所述的轴向直线导轨滑台14的滑动方向与滑台9的滑动方向垂直；所述的长L型槽钢架15安装在轴向直线导轨滑台14的滑动台上，长L型槽钢架15的竖直段与轴向直线导轨滑台14的滑动方向平行，长L型槽钢架15安装有水平导轨和竖直导轨。
所述的滑块连杆机构包括直线电机16、移动滑块17、滑块连杆18和套筒支架19。所述的直线电机16安装在长L型槽钢架15的竖直段中部；所述的移动滑块17安装在长L型槽钢架15的竖直导轨上，可在竖直导轨上自由移动，移动滑块17与直线电机16的输出端固定连接；所述的滑块连杆18一端与移动滑块17铰接，另一端与套筒支架19铰接；所述的套筒支架19安装在长L型槽钢架15的水平导轨上，可在水平导轨上自由移动。
所述的万向节式拧紧系统包括拧紧电机20、拧紧电机安装块21、上段万向节22、花键连接轴23、下段万向节24、拧紧轴25、拧紧套筒26、无内套滚针轴承27、激光传感器28、工业摄像头29。所述的拧紧电机20通过拧紧电机安装块21安装在长L形槽钢架15的竖直段上部，拧紧电机20转轴的转动轴线与轴向直线导轨滑台14的滑动方向平行；所述的上段万向节22安装在拧紧电机20的转轴上；所述的花键连接轴23一端安装在上段万向节22上，另一端安装在下段万向节24上，花键连接轴23的长度可以伸缩；所述的拧紧轴25一端安装在下段万向节24上，另一端安装在拧紧套筒26上；所述的无内套滚针轴承27安装在套筒支架19上，拧紧轴25套装在无内套滚针轴承27内部，无内套滚针轴承27用于支撑拧紧轴25的转动；所述的激光传感器28共有两个，安装在长L形槽钢架15水平端上，通过数控系统控制激光传感器28对装置相对航空发动机转子外壳1的同轴度进行检测，同时反馈同轴度误差值，数控系统控制移动转动平台对同轴度进行调整；所述的工业摄像头29通过螺钉固定安装在套筒支架19上，实现将拧紧套筒26对待拧螺母30的拧紧实时工作状态检测，并且反馈至数控系统。
一种航空发动机内部螺母万向节传动式拧紧方法，按以下步骤进行：
(1)装置安装：
(1.1)将工装预定位系统的机匣2安装在航空发动机转子外壳1上，通过螺栓固定。
(1.2)通过吊环8将螺母找准定位系统吊装到转接段安装盘4的内孔，下安装盘5的下表面与转接段安装盘4的上表面为配合面，配合面间通过螺钉固定。
(2)拧紧套筒套入待拧螺母：
(2.1)径向定位
数控系统控制轴向直线导轨滑台14运动，带动安装在轴向直线导轨滑台14滑动台上的设备进入航空发动机转子外壳1内部。
高精度电动分度盘10转动，带动拧紧套筒26与待拧螺母30对齐；
数控系统控制高精度电动分度盘10转动360度，在转动过程中激光传感器28实时采集装置位置信息，数控系统通过采集到的位置信息计算装置的同轴度，若同轴度达到工艺要求则继续进行以下步骤，若同轴度未达到工艺要求则根据转动过程中采集的位置信息重新进行径向定位，直至达到工艺要求；
数控系统控制直线电机16的输出端伸出，带动拧紧套筒26移动至待拧螺母30的正上方；
(2.2)轴向定位
数控系统控制轴向直线导轨滑台14运动，带动拧紧套筒26接近待拧螺母30，轴向直线导轨滑台14继续运动，直至拧紧套筒26完全套入待拧螺母30。
在径向和轴向定位的过程中激光传感器28和工业摄像头29持续采集拧紧套筒26的运动状态信息，并将信息传会至数控系统，以确保拧紧套筒26高效准确的套入待拧螺母30。
(3)螺母拧紧：
数控系统控制拧紧电机20输出拧紧力矩，通过花键连接轴23传递到拧紧套筒26上，对螺母进行拧紧操作。此时数控系统控制高精度电动分度盘10、径向直线导轨滑台11和轴向直线导轨滑台14保持稳定。
(4)切换待拧紧螺母：
(4.1)解除套筒与螺母的配合
数控系统控制轴向直线导轨滑台14向上运动，带动拧紧套筒26解除与待拧螺母30的配合。
(4.2)拧紧套筒再定位
数控系统控制高精度电动分度盘10转动相应的角度，使拧紧套筒26接近工艺顺序要求的下一个待拧螺母30。重复步骤2和步骤3完成待拧螺母27的拧紧工作。
(5)其余螺母拧紧：
重复步骤2至步骤4，按照工艺要求的顺序完成所有螺母的拧紧工作。
(6)装置卸载：
(6.1)数控系统控制径向直线导轨滑台11和轴向直线导轨滑台14运动，使拧紧套筒26运动至航空发动机转子外壳1的轴线处。
(6.2)解除下安装盘5与转接段安装盘4间的螺钉连接。通过吊环8取下螺母找准定位系统。
(6.3)解除机匣2与航空发动机转子外壳1间的螺栓连接，取下工装预定位系统。
本发明的有益效果是：
本发明装置采用自动化控制作业方式，实现拧紧装置移动至拧紧工位、螺母的拧紧与卸载等步骤，具有自动化程度高、运动精度高和拧紧一致性好的特点，避免人工操作，保证航空发动机转子壳及多级轴盘的装配性能。
本发明装置采用高精度电动分度盘、轴向、径向直线导轨滑台模组实现拧紧套筒的相位移动与转动，在发动机内部螺母拧紧任务中，拧紧装置无须再次卸装和校准，螺母找准定位系统按照拧紧工艺顺序要求，使拧紧套筒快速转位至下一个待拧螺母位置实施拧紧卸载任务，提高工作效率，减少工人的技能要求和劳动强度，同时保证拧紧螺母的角度精度，确保拧紧质量。
本发明装置拧紧装置采用万向节与花键轴传动方式，相对传统细长杆拧紧设备，减少了拧紧传动距离，降低了因传动距离和受力变形导致的力矩损失误差，具有结构静态刚度高和运动稳定性好的特点，保证螺母拧紧力矩的一致性。
本发明根据航空发动机转子结构的特殊性，设计出专用的满足深腔窄口空间。轴向距离长、盲装部位螺母的专用拧紧装置，保证了发动机转子装配可靠性及质量，同时此设计理念可以借鉴、应用到其他结构轴盘件装配的项目中，具有广泛的应用价值。
本发明装置采用万向节式传动方式将拧紧力矩传递至拧紧套筒上，避免了航空发动机内部结构带来的空间约束限制，同时保证了内部螺母的拧紧力矩精度和拧紧角度精度。
本发明装置采用自动化作业方式，实现拧紧装置与转子壳同轴定位、拧紧套筒转位至待拧螺母、螺母拧紧等步骤，具有自动化程度高、运动精度高、拧紧精度高的特点，减轻了人工作业任务，大大简化了操作过程，避免由于人工操作而引入的误差，保证了内部螺母拧紧的一致性，提高了整机装配的工作效率。
附图说明
图1是航空发动机内部螺母万向节传动式拧紧装置结构示意图；
图2是航空发动机内部螺母万向节传动式拧紧装置在航空发动机转子壳内安装的结构示意图；
图3是工装预定位系统的结构示意图；
图4是螺母找准定位系统的结构示意图；
图5是万向节式拧紧系统的结构示意图；
图6是万向节式拧紧系统局部放大图。
图中：1航空发动机转子外壳；2机匣；3定位盘；4转接段安装盘；5下安装盘；6上安装盘；7支撑立柱；8吊环；9滑台；10高精度电动分度盘；11径向直线导轨滑台；12支撑方管A；13支撑方管B；14轴向直线导轨滑台；15长L型槽钢架；16直线电机；17移动滑块；18滑块连杆；19套筒支架；20拧紧电机；21拧紧电机安装块；22上段万向节；23花键连接轴；24下段万向节；25、拧紧轴；26拧紧套筒；27无内套滚针轴承；28激光传感器；29工业摄像头；30待拧螺母。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
一种航空发动机内部螺母万向节传动式拧紧装置，所述的航空发动机内部螺母软轴传动式拧紧装置包括工装预定位系统、螺母找准定位系统和万向节式拧紧系统。所述的工装预定位系统安装在航空发动机转子外壳1上，所述的螺母找准定位系统安装在工装预定位系统上，所述的万向节式拧紧系统安装在螺母找准定位系统的轴向直线导轨滑台14上；通过螺母找准定位系统将拧紧套筒26套装在待拧螺母30上，由拧紧电机20驱动拧紧套筒26完成拧紧工作。
所述的工装预定位系统包括机匣2、定位盘3、转接段安装盘4、下安装盘5、上安装盘6、支撑立柱7、吊环8和滑台9。所述的机匣2中心处开有通孔，用于安装定位盘3，机匣2的边缘处开有多个螺栓孔用于间机匣2安装在航空发动机转子外壳1上；所述的定位盘3为圆筒结构，其一端装有法兰；所述的转接段安装盘4为圆筒结构，其一端装有法兰；所述的定位盘3安装在机匣2的通孔内，定位盘3的外圆柱面与机匣2通孔的内表面为过渡配合；所述的转接段安装盘4安装在定位盘3内，转接段安装盘4的外圆柱面与定位盘3的内圆柱面为过渡配合；所述的机匣2、定位盘3和转接段安装盘4通过螺栓固定连接；所述的下安装盘5为圆环形，固定安装在转接段安装盘4上，下安装盘5与转接段安装盘4同轴；所述的上安装盘6为圆环形，上安装盘6与下安装盘5之间通过三个对称安装的支撑立柱7固定连接，上安装盘6与下安装盘5同轴；所述的吊环8共有三个，对称安装在上安装盘6上，用于装置吊装；所述的滑台9共有两个，对称、平行的安装在上安装盘6上。
所述的螺母找准定位系统包括移动转动平台和滑块连杆机构。
所述的移动转动平台包括高精度电动分度盘10、径向直线导轨滑台11、支撑方管A12、支撑方管B13、轴向直线导轨滑台14和长L型槽钢架15。所述的高精度电动分度盘10安装在下安装盘5上，高精度电动分度盘10的转动轴线与下安装盘5的轴线重合；所述的径向直线导轨滑台11共有两个，对称、平行的安装在高精度电动分度盘10的转台上；所述的支撑方管A12固定安装在两个径向直线导轨滑台11的滑动台上，支撑方管A12与径向直线导轨滑台11的滑动方向垂直；所述的支撑方管B13安装在两个滑台9的滑动台上，支撑方管B13与滑台9的滑动方向垂直；所述的轴向直线导轨滑台14安装在支撑方管A12和支撑方管B13上，轴向直线导轨滑台14的滑动方向与支撑方管A12垂直、与支撑方管B13垂直；所述的轴向直线导轨滑台14的滑动方向与滑台9的滑动方向垂直；所述的长L型槽钢架15安装在轴向直线导轨滑台14的滑动台上，长L型槽钢架15的竖直段与轴向直线导轨滑台14的滑动方向平行，长L型槽钢架15安装有水平导轨和竖直导轨。
所述的滑块连杆机构包括直线电机16、移动滑块17、滑块连杆18和套筒支架19。所述的直线电机16安装在长L型槽钢架15的竖直段中部；所述的移动滑块17安装在长L型槽钢架15的竖直导轨上，可在竖直导轨上自由移动，移动滑块17与直线电机16的输出端固定连接；所述的滑块连杆18一端与移动滑块17铰接，另一端与套筒支架19铰接；所述的套筒支架19安装在长L型槽钢架15的水平导轨上，可在水平导轨上自由移动。
所述的万向节式拧紧系统包括拧紧电机20、拧紧电机安装块21、上段万向节22、花键连接轴23、下段万向节24、拧紧轴25、拧紧套筒26、无内套滚针轴承27、激光传感器28、工业摄像头29。所述的拧紧电机20通过拧紧电机安装块21安装在长L形槽钢架15的竖直段上部，拧紧电机20转轴的转动轴线与轴向直线导轨滑台14的滑动方向平行；所述的上段万向节22安装在拧紧电机20的转轴上；所述的花键连接轴23一端安装在上段万向节22上，另一端安装在下段万向节24上，花键连接轴23的长度可以伸缩；所述的拧紧轴25一端安装在下段万向节24上，另一端安装在拧紧套筒26上；所述的无内套滚针轴承27安装在套筒支架19上，拧紧轴25套装在无内套滚针轴承27内部，无内套滚针轴承27用于支撑拧紧轴25的转动；所述的激光传感器28共有两个，安装在长L形槽钢架15水平端上，通过数控系统控制激光传感器28对装置相对航空发动机转子外壳1的同轴度进行检测，同时反馈同轴度误差值，数控系统控制移动转动平台对同轴度进行调整；所述的工业摄像头29通过螺钉固定安装在套筒支架19上，实现将拧紧套筒26对待拧螺母30的拧紧实时工作状态检测，并且反馈至数控系统。
一种航空发动机内部螺母万向节传动式拧紧方法，按以下步骤进行：
(1)装置安装：
(1.1)将工装预定位系统的机匣2安装在航空发动机转子外壳1上，通过螺栓固定。
(1.2)通过吊环8将螺母找准定位系统吊装到转接段安装盘4的内孔，下安装盘5的下表面与转接段安装盘4的上表面为配合面，配合面间通过螺钉固定。
(2)拧紧套筒套入待拧螺母：
(2.1)径向定位
数控系统控制轴向直线导轨滑台14运动，带动安装在轴向直线导轨滑台14滑动台上的设备进入航空发动机转子外壳1内部。
高精度电动分度盘10转动，带动拧紧套筒26与待拧螺母30对齐；
数控系统控制高精度电动分度盘10转动360度，在转动过程中激光传感器28实时采集装置位置信息，数控系统通过采集到的位置信息计算装置的同轴度，若同轴度达到工艺要求则继续进行以下步骤，若同轴度未达到工艺要求则根据转动过程中采集的位置信息重新进行径向定位，直至达到工艺要求；
数控系统控制直线电机16的输出端伸出，带动拧紧套筒26移动至待拧螺母30的正上方；
(2.2)轴向定位
数控系统控制轴向直线导轨滑台14运动，带动拧紧套筒26接近待拧螺母30，轴向直线导轨滑台14继续运动，直至拧紧套筒26完全套入待拧螺母30。
在径向和轴向定位的过程中激光传感器28和工业摄像头29持续采集拧紧套筒26的运动状态信息，并将信息传会至数控系统，以确保拧紧套筒26高效准确的套入待拧螺母30。
(3)螺母拧紧：
数控系统控制拧紧电机20输出拧紧力矩，通过花键连接轴23传递到拧紧套筒26上，对螺母进行拧紧操作。此时数控系统控制高精度电动分度盘10、径向直线导轨滑台11和轴向直线导轨滑台14保持稳定。
(4)切换待拧紧螺母：
(4.1)解除套筒与螺母的配合
数控系统控制轴向直线导轨滑台14向上运动，带动拧紧套筒26解除与待拧螺母30的配合。
(4.2)拧紧套筒再定位
数控系统控制高精度电动分度盘10转动相应的角度，使拧紧套筒26接近工艺顺序要求的下一个待拧螺母30。重复步骤2和步骤3完成待拧螺母27的拧紧工作。
(5)其余螺母拧紧：
重复步骤2至步骤4，按照工艺要求的顺序完成所有螺母的拧紧工作。
(6)装置卸载：
(6.1)数控系统控制径向直线导轨滑台11和轴向直线导轨滑台14运动，使拧紧套筒26运动至航空发动机转子外壳1的轴线处。
(6.2)解除下安装盘5与转接段安装盘4间的螺钉连接。通过吊环8取下螺母找准定位系统。
(6.3)解除机匣2与航空发动机转子外壳1间的螺栓连接，取下工装预定位系统。
本发明装置采用自动化控制作业方式，实现拧紧装置移动至拧紧工位、螺母的拧紧与卸载等步骤，具有自动化程度高、运动精度高和拧紧一致性好的特点，避免人工操作，保证航空发动机转子壳及多级轴盘的装配性能。
本发明装置采用高精度电动分度盘、轴向、径向直线导轨滑台模组实现拧紧套筒的相位移动与转动，在发动机内部螺母拧紧任务中，拧紧装置无须再次卸装和校准，螺母找准定位系统按照拧紧工艺顺序要求，使拧紧套筒快速转位至下一个待拧螺母位置实施拧紧卸载任务，提高工作效率，减少工人的技能要求和劳动强度，同时保证拧紧螺母的角度精度，确保拧紧质量。
本发明装置拧紧装置采用万向节与花键轴传动方式，相对传统细长杆拧紧设备，减少了拧紧传动距离，降低了因传动距离和受力变形导致的力矩损失误差，具有结构静态刚度高和运动稳定性好的特点，保证螺母拧紧力矩的一致性。
本发明根据航空发动机转子结构的特殊性，设计出专用的满足深腔窄口空间。轴向距离长、盲装部位螺母的专用拧紧装置，保证了发动机转子装配可靠性及质量，同时此设计理念可以借鉴、应用到其他结构轴盘件装配的项目中，具有广泛的应用价值。
本发明装置采用万向节式传动方式将拧紧力矩传递至拧紧套筒上，避免了航空发动机内部结构带来的空间约束限制，同时保证了内部螺母的拧紧力矩精度和拧紧角度精度。
本发明装置采用自动化作业方式，实现拧紧装置与转子壳同轴定位、拧紧套筒转位至待拧螺母、螺母拧紧等步骤，具有自动化程度高、运动精度高、拧紧精度高的特点，减轻了人工作业任务，大大简化了操作过程，避免由于人工操作而引入的误差，保证了内部螺母拧紧的一致性，提高了整机装配的工作效率。
Claims (2)
1.一种航空发动机内部螺母万向节传动式拧紧装置，其特征在于，所述的航空发动机内部螺母软轴传动式拧紧装置包括工装预定位系统、螺母找准定位系统和万向节式拧紧系统；所述的工装预定位系统安装在航空发动机转子外壳(1)上，所述的螺母找准定位系统安装在工装预定位系统上，所述的万向节式拧紧系统安装在螺母找准定位系统的轴向直线导轨滑台(14)上；通过螺母找准定位系统将拧紧套筒(26)套装在待拧螺母(30)上，由拧紧电机(20)驱动拧紧套筒(26)完成拧紧工作；
所述的工装预定位系统包括机匣(2)、定位盘(3)、转接段安装盘(4)、下安装盘(5)、上安装盘(6)、支撑立柱(7)、吊环(8)和滑台(9)；所述的机匣(2)中心处开有通孔，用于安装定位盘(3)，机匣(2)的边缘处开有多个螺栓孔用于间机匣(2)安装在航空发动机转子外壳(1)上；所述的定位盘(3)为圆筒结构，其一端装有法兰；所述的转接段安装盘(4)为圆筒结构，其一端装有法兰；所述的定位盘(3)安装在机匣(2)的通孔内，定位盘(3)的外圆柱面与机匣(2)通孔的内表面为过渡配合；所述的转接段安装盘(4)安装在定位盘(3)内，转接段安装盘(4)的外圆柱面与定位盘(3)的内圆柱面为过渡配合；所述的机匣(2)、定位盘(3)和转接段安装盘(4)通过螺栓固定连接；所述的下安装盘(5)为圆环形，固定安装在转接段安装盘(4)上，下安装盘(5)与转接段安装盘(4)同轴；所述的上安装盘(6)为圆环形，上安装盘(6)与下安装盘(5)之间通过三个对称安装的支撑立柱(7)固定连接，上安装盘(6)与下安装盘(5)同轴；所述的吊环(8)共有三个，对称安装在上安装盘(6)上，用于装置吊装；所述的滑台(9)共有两个，对称、平行的安装在上安装盘(6)上；
所述的螺母找准定位系统包括移动转动平台和滑块连杆机构；
所述的移动转动平台包括高精度电动分度盘(10)、径向直线导轨滑台(11)、支撑方管A(12)、支撑方管B(13)、轴向直线导轨滑台(14)和长L型槽钢架(15)；所述的高精度电动分度盘(10)安装在下安装盘(5)上，高精度电动分度盘(10)的转动轴线与下安装盘(5)的轴线重合；所述的径向直线导轨滑台(11)共有两个，对称、平行的安装在高精度电动分度盘(10)的转台上；所述的支撑方管A(12)固定安装在两个径向直线导轨滑台(11)的滑动台上，支撑方管A(12)与径向直线导轨滑台(11)的滑动方向垂直；所述的支撑方管B(13)安装在两个滑台(9)的滑动台上，支撑方管B(13)与滑台(9)的滑动方向垂直；所述的轴向直线导轨滑台(14)安装在支撑方管A(12)和支撑方管B(13)上，轴向直线导轨滑台(14)的滑动方向与支撑方管A(12)垂直、与支撑方管B(13)垂直；所述的轴向直线导轨滑台(14)的滑动方向与滑台(9)的滑动方向垂直；所述的长L型槽钢架(15)安装在轴向直线导轨滑台(14)的滑动台上，长L型槽钢架(15)的竖直段与轴向直线导轨滑台(14)的滑动方向平行，长L型槽钢架(15)安装有水平导轨和竖直导轨；
所述的滑块连杆机构包括直线电机(16)、移动滑块(17)、滑块连杆(18)和套筒支架(19)；所述的直线电机(16)安装在长L型槽钢架(15)的竖直段中部；所述的移动滑块(17)安装在长L型槽钢架(15)的竖直导轨上，可在竖直导轨上自由移动，移动滑块(17)与直线电机(16)的输出端固定连接；所述的滑块连杆(18)一端与移动滑块(17)铰接，另一端与套筒支架(19)铰接；所述的套筒支架(19)安装在长L型槽钢架(15)的水平导轨上，可在水平导轨上自由移动；
所述的万向节式拧紧系统包括拧紧电机(20)、拧紧电机安装块(21)、上段万向节(22)、花键连接轴(23)、下段万向节(24)、拧紧轴(25)、拧紧套筒(26)、无内套滚针轴承(27)、激光传感器(28)、工业摄像头(29)；所述的拧紧电机(20)通过拧紧电机安装块(21)安装在长L形槽钢架(15)的竖直段上部，拧紧电机(20)转轴的转动轴线与轴向直线导轨滑台(14)的滑动方向平行；所述的上段万向节(22)安装在拧紧电机(20)的转轴上；所述的花键连接轴(23)一端安装在上段万向节(22)上，另一端安装在下段万向节(24)上，花键连接轴(23)的长度可以伸缩；所述的拧紧轴(25)一端安装在下段万向节(24)上，另一端安装在拧紧套筒(26)上；所述的无内套滚针轴承(27)安装在套筒支架(19)上，拧紧轴(25)套装在无内套滚针轴承(27)内部，无内套滚针轴承(27)用于支撑拧紧轴(25)的转动；所述的激光传感器(28)共有两个，安装在长L形槽钢架(15)水平端上；所述的工业摄像头(29)通过螺钉固定安装在套筒支架(19)上。
2.一种航空发动机内部螺母万向节传动式拧紧方法，其特征在于，按以下步骤进行：
(1)装置安装：
(1.1)将工装预定位系统的机匣(2)安装在航空发动机转子外壳(1)上，通过螺栓固定；
(1.2)通过吊环(8)将螺母找准定位系统吊装到转接段安装盘(4)的内孔，下安装盘(5)的下表面与转接段安装盘(4)的上表面为配合面，配合面间通过螺钉固定；
(2)拧紧套筒套入待拧螺母：
(2.1)径向定位
数控系统控制轴向直线导轨滑台(14)运动，带动安装在轴向直线导轨滑台(14)滑动台上的设备进入航空发动机转子外壳(1)内部；
高精度电动分度盘(10)转动，带动拧紧套筒(26)与待拧螺母(30)对齐；
数控系统控制高精度电动分度盘(10)转动360度，在转动过程中激光传感器(28)实时采集装置位置信息，数控系统通过采集到的位置信息计算装置的同轴度，若同轴度达到工艺要求则继续进行以下步骤，若同轴度未达到工艺要求则根据转动过程中采集的位置信息重新进行径向定位，直至达到工艺要求；
数控系统控制直线电机(16)的输出端伸出，带动拧紧套筒(26)移动至待拧螺母(30)的正上方；
(2.2)轴向定位
数控系统控制轴向直线导轨滑台(14)运动，带动拧紧套筒(26)接近待拧螺母(30)，轴向直线导轨滑台(14)继续运动，直至拧紧套筒(26)完全套入待拧螺母(30)；
在径向和轴向定位的过程中激光传感器(28)和工业摄像头(29)持续采集拧紧套筒(26)的运动状态信息，并将信息传会至数控系统，以确保拧紧套筒(26)高效准确的套入待拧螺母(30)；
(3)螺母拧紧：
数控系统控制拧紧电机(20)输出拧紧力矩，通过花键连接轴(23)传递到拧紧套筒(26)上，对螺母进行拧紧操作；此时数控系统控制高精度电动分度盘(10)、径向直线导轨滑台(11)和轴向直线导轨滑台(14)保持稳定；
(4)切换待拧紧螺母：
(4.1)解除套筒与螺母的配合
数控系统控制轴向直线导轨滑台(14)向上运动，带动拧紧套筒(26)解除与待拧螺母(30)的配合；
(4.2)拧紧套筒再定位
数控系统控制高精度电动分度盘(10)转动相应的角度，使拧紧套筒(26)接近工艺顺序要求的下一个待拧螺母(30)；重复步骤2和步骤3完成待拧螺母(30)的拧紧工作；
(5)其余螺母拧紧：
重复步骤2至步骤4，按照工艺要求的顺序完成所有螺母的拧紧工作；
(6)装置卸载：
(6.1)数控系统控制径向直线导轨滑台(11)和轴向直线导轨滑台(14)运动，使拧紧套筒(26)运动至航空发动机转子外壳(1)的轴线处；
(6.2)解除下安装盘(5)与转接段安装盘(4)间的螺钉连接；通过吊环(8)取下螺母找准定位系统；
(6.3)解除机匣(2)与航空发动机转子外壳(1)间的螺栓连接，取下工装预定位系统。
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