CN111660085B - 发动机高压转子狭小空间连接螺母装配装置及操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机高压转子狭小空间连接螺母装配装置及操作方法，包括定位压紧机构、角向分度机构、升降定位机构、轨迹化折叠扭矩输入机构、螺母与涡轮轴端齿初始角向定位机构、辅助定位座放置取出机构以及转子组件模拟装配扭矩测量机构；轨迹化折叠扭矩输入机构装配在所述角向分度机构上并与电动扳手配合连接，角向分度机构配合连接在定位压紧机构的上端面上，升降定位机构垂直连接在角向分度机构的上端面上；该装置结构可靠，操作便捷，使用性能好，有效的满足狭小空间连接螺母的装配操作，在大幅度的提高装配效率的同时还可以精确控制输出扭矩，降低了操作人员的劳动强度。

Description

发动机高压转子狭小空间连接螺母装配装置及操作方法

技术领域

本发明涉及发动机装配技术领域，具体涉及一种航空发动机高压转子狭小空间连接螺母装配装置。

背景技术

目前国内大型航空发动机结构设计向美系(GE、RR)发动机结构看齐，各个组件模块化装配。其压气机转子与涡轮转子采用组件装配，对接处采用圆柱止口定位，在内型腔中用D型防转螺栓与自锁螺母固紧的方式。由于涡轮转子后轴颈直径小，连接螺栓所在的直径大，螺母安装处距离涡轮后轴颈端面的深度大，螺母要求拧紧力矩大，拆卸的最大扭矩为拧紧的2倍，造成螺母的放置和拧紧困难，目前并没有专门的装配装置来实现螺母的放置、拧紧和拆卸。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机高压转子狭小空间连接螺母装配装置，以解决现有航空发动机高压转子狭小空间连接螺母装配难度大的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：发动机高压转子狭小空间连接螺母装配装置，包括定位压紧机构、角向分度机构、升降定位机构、轨迹化折叠扭矩输入机构、螺母与涡轮轴端齿初始角向定位机构、辅助定位座放置取出机构以及转子组件模拟装配扭矩测量机构；

轨迹化折叠扭矩输入机构装配在角向分度机构上并与电动扳手配合连接，角向分度机构配合连接在定位压紧机构的上端面上，升降定位机构垂直连接在角向分度机构的上端面上。

进一步，定位压紧机构包括定位转接座、定位分度盘、转接螺母、角向块、限位环以及肘节卡钳；

定位分度盘定位在定位转接座上并通过转接螺母反向固紧，角向块与定位分度盘通过两个面贴合并用螺钉固紧，限位环通过螺钉固定在转接螺母的下端面上，肘节卡钳安装在所述定位分度盘的周向凸台上，角向分度机构连接在定位分度盘上。

进一步，角向分度机构包括上支撑盘、支柱、下支撑盘、支撑套、定位块、角向插销、滚花螺钉；

上支撑盘、下支撑盘通过支柱定位并用螺钉固紧形成整体结构，支撑套分别设置在上支撑盘的内孔和下支撑盘的内孔中保持台阶面贴合并通过螺钉固紧，定位块设置在所述下支撑盘的上端面上并通过滚花螺钉固紧，角向插销安装在定位块的定位孔内，下支撑盘的下端面设置在定位分度盘上端面上。

进一步，升降定位机构包括支架、导轨、转接支架、滑块螺纹套、螺纹导杆、支块、第一支座、第二支座、限高块以及驱动组件；

支架垂直连接在上支撑盘的上端面上，导轨、第一支座以及第二支座分别设置在支架上，且第一支座和第二支座分别位于支架的两端，转接支架与所述滑块通过螺钉固紧为整体并安装在导轨上保持滑动配合，螺纹套安装在转接支架上并与所述螺纹导杆相配合，且螺纹导杆的一端通过轴承与第一支座配合并与驱动组件连接，螺纹导杆的另一端通过轴承连接在所述第二支座上，支块安装在转接支架的上端面上，限高块安装在转接支架的侧面，限高块的通孔内插入有插销，所述轴承上设置有用于压住轴承外圈的轴承端盖，支块上设置有有电动扳手并与轨迹化折叠扭矩输入机构的传动杆配合。

进一步，驱动组件包括电机支座、电机、第一带齿轮、第二带齿轮以及挡圈，电机支座安装在所述上支撑盘上，电机安装在所述电机支座上，第一带齿轮安装在电机的输出轴上，第二带齿轮安装在螺纹导杆的端部，挡圈分别安装在第一带齿轮的两端和第二带齿轮的两端。

进一步，轨迹化折叠扭矩输入机构包括外套筒、内套筒、传动杆、齿轮盒组件、台阶销、导向轴，内套筒安装在外套筒的内孔中，齿轮盒组件通过台阶销安装在外套筒的U型孔中，导向轴安装在外套筒的下端面上，传动杆安装在内套筒的内孔中，传动杆的前端设置有四方头，且四方头插入至齿轮盒组件的输入齿轮的方孔中，齿轮盒组件包括三级传递齿轮和拧紧头，导向轴的端部配合安装在高压转子的内孔中连接有辅助定位座。

进一步，螺母与涡轮轴端齿初始角向定位机构包括支撑底座、圆柱定位销、菱形定位销、定位支撑杆、固定块以及划线块，圆柱定位销和菱形定位销分别安装在支撑底座两端的定位孔内，定位支撑杆安装在支撑底座的中心定位孔内并通过螺钉固紧，划线块通过圆柱定位销安装在固定块上并通过螺钉固紧为整体结构，固定块安装在定位支撑杆的四方头上。

进一步，所述辅助定位座放置取出机构包括转向杆、钩形螺栓、第一小支座、第二小支座、辅助支架、推块、第一推杆、第二推杆、拉杆以及旋转杆；

辅助支架通过圆柱销与旋转杆定位连接，且辅助支架的下部槽与旋转杆相配合，第一小支座和第二小支座分别安装在所述辅助支架的侧面并通过螺钉固紧，第一推杆和第二推杆分别安装在所述第一支座和第二支座的通孔内，推块分别安装在第一推杆端部和第二推杆的端部。

进一步，转子组件模拟装配扭矩测量机构包括底座、转子组件模拟件、扭矩传感器、传感器安装座、传感器转接轴、轴承、连接螺钉模拟件、连接螺母模拟件以及压环；

转子组件模拟件安装在底座上，轴承安装在转子组件模拟件的模拟拧紧位置的定位孔中，传感器转接轴安装在轴承的内孔中，扭矩传感器安装在所述传感器安装座上，传感器安装座安装在转子组件模拟件上，连接螺钉模拟件安装在所述转子组件模拟件的模拟孔中，压环压紧在连接螺钉模拟件的端面上，所述连接螺母模拟件分别拧紧在所述传感器转接轴和连接螺钉模拟件上。

本发明还提供了一种发动机高压转子狭小空间连接螺母装配装置的操作方法，包括以下步骤：

步骤①：通过转子组件模拟装配扭矩测量机构对轨迹化折叠扭矩输入机构进行输出扭矩的校调；

步骤②：将端齿进行标识后的涡轮轴安装在螺母与涡轮轴端齿初始角向定位机构的支撑底座上，将定位压紧机构安装在涡轮轴的端部并用角向块定位后，使用划线块在定位分度盘端面进行划线后拆卸；

步骤③：通过辅助定位座放置取出机构将辅助定位座安装到发动机高压压气机的转子内孔并将钩形螺栓旋转至与打开限位销贴合后，将辅助定位座放置取出机构从内孔中取出；

步骤④：将所述定位压紧机构的定位转接座安装在涡轮轴上，并将定位分度盘安装在转接座上，将定位块插入具有标识的涡轮轴端齿槽中并用转接螺母将定位分度盘固紧；

步骤⑤：将轨迹化折叠扭矩输入机构、升降定位机构分别安装在角向分度机构上刻线粗定位并固紧后，再将角向分度机构安装到定位分度盘并压紧；

步骤⑥：升降定位机构下降带动轨迹化折叠扭矩输入机构下降，使得装有连接螺母的轨迹化折叠扭矩输入机构进入转子组件的内腔中；

其中，当轨迹化折叠扭矩输入机构的导向轴插入辅助定位座内孔并与端面贴合后，折叠扭矩输入机构的外套筒停止下移；当内套筒下移直至齿轮盒组件的下端达到水平位置，内套筒停止下移；当传动杆下移插入至齿轮、盒组件中的输入齿轮一定距离后，升降定位机构停止下移；

步骤⑦：通过升降定位机构带动轨迹化折叠扭矩输入机构同步上升，并通过电动扳手带动螺母转动，实现螺母的拧紧，当到达设定扭矩后，电动扳手和升降定位机构停止移动；

步骤⑧：通过升降定位机构下降到轨迹化折叠扭矩输入机构末端的导向轴与辅助定位座端面贴合后带动轨迹化折叠扭矩输入机构上升；

其中，升降定位机构带动传动杆上升使其从输入齿轮的槽中脱离，当传动杆到设定距离后停止上升；随后通过升降定位机构带动内套筒上升，当使齿轮盒组件沿设定轨迹折叠至尺寸小于涡轮轴端孔直径尺寸后，内套筒停止移动；当升降机构带动轨迹化折叠扭矩输入机构整体上升至齿轮盒组件从角向分度机构的支撑套中开的型槽中露出后停止上升；

步骤⑨：将需要拧紧的螺母放入拧紧头的孔内，将定位分度盘上的肘节卡钳松开，将角向插销拔出，转动角向分度机构到下一个孔位，插入分度插销，随后用肘节卡钳压紧角向分度机构；

步骤⑩：重复上述步骤③-步骤⑨完成对剩余螺母的拧紧。

本发明具有以下有益效果：本发明提供了一种发动机高压转子狭小空间连接螺母装配装置及操作方法，该装置结构可靠，操作便捷，使用性能好，有效的满足狭小空间连接螺母的装配操作。通过轨迹化折叠扭矩输入机构、定位压紧机构、角向分度机构、以及升降定位机构配合构成拧紧与拆卸装置的主体，实现连接螺母的安放、拧紧和拆卸功能；通过螺母与涡轮轴端齿初始角向定位装置，有效的可靠的确定涡轮轴端齿与螺母安装孔之间的角向关系，保证发动机转子组件狭小空间连接螺母装配位置的准确定位；通过辅助定位座放置取出机构用于辅助定位座的安放与取出；转子组件模拟装配扭矩测量机构，有效的模拟转子组件的外形和螺母的连接位置，保证轨迹化折叠扭矩输入机构的输入和输出扭矩的校调，同时也便于操作人员模拟装配螺母，提高装配的熟练度。且通过该装配装置在大幅度的提高装配效率的同时还可以精确控制输出扭矩，降低了操作人员的劳动强度。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明剖视图；

图3为本发明侧视图；

图4为本发明中角向分度机构的上支撑盘处俯视图；

图5为图3中A处俯视图；

图6为本发明中螺母与涡轮轴端齿初始角向定位机构剖视图；

图7为本发明中辅助定位座放置取出机构示意图；

图8为本发明中转子组件模拟装配扭矩测量机构剖视图；

图1至图8中所示附图标记分别表示为：1-定位压紧机构，2-角向分度机构，3-升降定位机构，4-轨迹化折叠扭矩输入机构，5-螺母与涡轮轴端齿初始角向定位机构，6-辅助定位座放置取出机构，7-转子组件模拟装配扭矩测量机构，10-定位转接座，11-定位分度盘，12-角向块，13-转接螺母，14-限位环，15-肘节卡钳，20-上支撑盘，21-支柱，23-支撑套，24-定位块，25-角向插销，26-滚花螺钉，30-支架，31-导轨，32-转接支架，33-滑块，34-螺纹套，35-螺纹导杆，36-支块，37-第一支座，38-第二支座，39-第二支座，301-电机支座，302-电机，303-第一带齿轮，304-第二带齿轮，305-挡圈，40-外套筒，41-内套筒，42-传动杆，43-齿轮盒组件，44-导向轴，430-三级传递齿轮，431-拧紧头，45-辅助定位座，50-支撑底座，51-圆柱定位销，52-菱形定位销，53-定位支撑杆，54-固定块，55-划线块，60-转向杆，61-钩形螺栓，62-转接头，63-勾销，64-第一小支座，65-第二小支座，66-辅助支架，67-推块，68-第一推杆，69-第二推杆，601-拉杆，602-旋转杆，70-底座，71-转子组件模拟件，72-扭矩传感器，73-传感器安装座，74-传感器转接轴，75-轴承，76-连接螺钉模拟件，77-连接螺母模拟件，78-压环，100-涡轮轴，300-电动扳手。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1至图3所示，发动机高压转子狭小空间连接螺母装配装置，包括定位压紧机构1、角向分度机构2、升降定位机构3、轨迹化折叠扭矩输入机构4、螺母与涡轮轴端齿初始角向定位机构5、辅助定位座放置取出机构6以及转子组件模拟装配扭矩测量机构7；轨迹化折叠扭矩输入机构4装配在角向分度机构2上并与电动扳手配合连接，角向分度机构2配合连接在定位压紧机构1的上端面上，升降定位机构3垂直连接在角向分度机构2的上端面上。

该装置结构可靠，操作便捷，使用性能好，有效的满足狭小空间连接螺母的装配操作。通过轨迹化折叠扭矩输入机构4、定位压紧机构1、角向分度机构2、以及升降定位机构3配合构成拧紧与拆卸装置的主体，实现连接螺母的安放、拧紧和拆卸功能；通过螺母与涡轮轴端齿初始角向定位装置，有效的可靠的确定涡轮轴端齿与螺母安装孔之间的角向关系，保证发动机转子组件狭小空间连接螺母装配位置的准确定位；通过辅助定位座放置取出机构6用于辅助定位座45的安放与取出；转子组件模拟装配扭矩测量机构7，有效的模拟转子组件的外形和螺母的连接位置，保证轨迹化折叠扭矩输入机构4的输入和输出扭矩的校调，同时也便于操作人员模拟装配螺母，提高装配的熟练度。

本发明中，定位压紧机构1包括定位转接座10、定位分度盘11、转接螺母13、角向块12、限位环14以及肘节卡钳15；定位分度盘11定位在定位转接座10上并通过转接螺母13反向固紧，角向块12与定位分度盘11通过两个面贴合并用螺钉固紧，限位环14通过螺钉固定在转接螺母13的下端面上，肘节卡钳15安装在定位分度盘11的周向凸台上，角向分度机构2连接在定位分度盘上。

使用时，将带有连接螺母和限位环14的定位转接座10拧在涡轮轴轴端的螺纹上保证定位转接座10的定位孔装入涡轮轴定位段，同时保持定位转接座10的前端面与涡轮轴的台阶面贴合，带有角向块12的定位分度盘11安装在定位转接座10的内孔中，将角向块12安装在有标识的涡轮轴端齿槽内，向上反向转动连接螺母将其拧在定位分度盘11下端的螺纹上直到限位板与转接座贴合。

如图2至图4所示，本发明中，角向分度机构2包括上支撑盘20、支柱21、下支撑盘22、支撑套23、定位块24、角向插销25、滚花螺钉26；上支撑盘20、下支撑盘22通过支柱21定位并用螺钉固紧形成整体结构，所述支撑套23分别设置在所述上支撑盘20的内孔和下支撑盘22的内孔中保持台阶面贴合并通过螺钉固紧，定位块24设置在下支撑盘22的上端面上并通过滚花螺钉26固紧，角向插销25安装在定位块24的定位孔内，下支撑盘22的下端面设置在定位分度盘11上端面上。

使用时，下支撑盘22安装在定位分度盘11的孔中并保持端面贴合后，下支撑盘22外圆上的刻线与定位分度盘11的端面刻线对其后，调整定位块24的位置使其上的角向插销25插入定位分度盘11的孔中，并拧紧滚花螺钉26将定位块24压紧，然后使用肘节卡钳15将角向分度机构2压紧在定位分度盘11上，使其与转子组件保持确定的角向关系。

如图2至图3所示，本发明中，升降定位机构3包括支架30、导轨31、转接支架32、滑块33、螺纹套34、螺纹导杆35、支块36、第一支座37、第二支座38、限高块39、以及驱动组件；支架30垂直连接在上支撑盘20的上端面上，导轨31、第一支座37以及第二支座38分别设置在支架30上，且第一支座37和第二支座38分别位于支架30的两端，转接支架32与滑块33通过螺钉固紧为整体并安装在导轨31上保持滑动配合，螺纹套34安装在转接支架32上并与螺纹导杆35相配合，且螺纹导杆35的一端通过轴承与第一支座37配合并与驱动组件连接，螺纹导杆35的另一端通过轴承连接在第二支座38上，支块36安装在转接支架32的上端面上，限高块39安装在转接支架32的侧面，限高块39的通孔内插入有插销，轴承上设置有用于压住轴承外圈的轴承端盖，支块36上设置有有电动扳手300并与轨迹化折叠扭矩输入机构4的传动杆42配合。。

在使用操作时，支架30和电机支座301安装在角向分度机构2的上支撑盘20上，通过电脑中的程序控制PLC驱动安装在电机支座301上的伺服电机302带动安装在电机302输出轴上的第二带齿轮304旋转，通过同步带带动第一带齿轮303旋转，带齿轮A带动通过轴承安装在第一支座37、第二支座38上的螺纹导杆35转动，轴承两端安装有轴衬压盖防止轴承在螺纹导杆35转动时脱出。螺纹导杆35转动带动配合在其上的螺纹套34带动转接支架32沿着安装在其上的滑块33与安装在支架30上的导轨31向下滑动，转接支架32带动安装有电动扳手的第一支块36和带有插销的限高块39向下移动。

在升降操作中，限高块39下部孔通过插入轨迹化折叠扭矩输入机构4的外套筒40上端孔内的插销带动安装有连接螺母的折叠状态的轨迹化折叠扭矩输入机构4沿着与涡轮轴内孔保持同轴的支撑套23的内孔下移，直到安装在外套筒40下端的导向轴44插入到辅助定位座45内孔中并保持端面贴合后，伺服电机302停止转动。随后将插销从外套筒40孔及限高块39的下部孔内拔出，换插到限高块39的中间孔及内套筒41上部孔中，启动伺服电机302，电机302带动内套筒41向下移动，从而带动内部安装有三级齿轮传动的齿轮盒组件43沿着外套筒40中的设定的轨迹展开，直到齿轮盒组件43打开至水平位置，伺服电机302停止工作。随后将插销从内套筒41孔及限高块39的中间孔内拔出，换插到限高块39的上部孔及传动杆42上部孔中，启动伺服电机302，电机302带动传动杆42向下移动插入到齿轮盒中输入齿轮的方孔一定深度后，伺服电机302停止工作。再将插销从传动杆42孔及限高块39的上部孔内拔出，换插到限高块39的下部孔及外套筒40上部孔中，启动电源使得电动扳手带动传动杆42转动，通过齿轮组传递带动拧紧头431转动，启动伺服电机302反转带动轨迹化折叠扭矩输入机构4上升，轨迹化折叠扭矩输入机构4上升的速度与螺母在螺栓上的拧紧上升速度一致，直到电动扳手的输入扭矩达到设计值自动停止工作。此时，伺服电机302也同步停止工作，然后电机302正转，带动轨迹化折叠扭矩输入机构4下降到导向轴44与辅助定位座45端面贴合，电机302停止工作。再将插销从外套筒40上端孔及限高块39的下部孔内拔出，换插到限高块39的上部孔及传动杆42上部孔中，启动伺服电机302，电机302带动传动杆42向上移动到从齿轮盒中输入齿轮的方孔脱出一定距离后，伺服电机302停止工作。将插销从传动杆42孔及限高块39的上部孔内拔出，换插到限高块39的中间孔及内套筒41上部孔中，启动伺服电机302，电机302带动内套筒41向上移动，带动齿轮盒沿着外套筒40下端设定的轨迹折叠，直到齿轮盒折叠至小于涡轮轴内孔直径的设计位置，电机302停止工作。将插销从内套筒41孔及限高块39的中间孔内拔出，换插到限高块39的下部孔及外套筒40上部孔中，启动电机302工作，电机302带动整个轨迹化折叠扭矩输入机构4上升，直到齿轮盒上的拧紧头431到达支撑套23型槽中露出的设计位置，电机302停止工作，将需要安装的螺母安放到拧紧头431中，松开肘节卡钳15，将角向分度机构2旋转到下一工作位置后，压紧肘节卡钳15，重复上述操作，既可实现螺母的完整装配。螺母拆卸的过程与拧紧过程相反，逆向操作即可。

如图2至图5所示，本发明中，轨迹化折叠扭矩输入机构4包括外套筒40、内套筒41、传动杆42、齿轮盒组件43、台阶销、导向轴44，内套筒41安装在外套筒40的内孔中，齿轮盒组件通过台阶销安装在外套筒40的U型孔中，导向轴44安装在外套筒40的下端面上，传动杆42安装在内套筒41的内孔中，传动杆42的前端设置有四方头，且四方头插入至齿轮盒组件43的输入齿轮的方孔中，齿轮盒组件43包括三级传递齿轮430和拧紧头431。

如图6所示，本发明中，螺母与涡轮轴端齿初始角向定位机构5包括支撑底座50、圆柱定位销51、菱形定位销52、定位支撑杆53、固定块54以及划线块55，圆柱定位销51和菱形定位销52分别安装在支撑底座50两端的定位孔内，定位支撑杆53安装在支撑底座50的中心定位孔内并通过螺钉固紧，划线块55通过圆柱定位销51安装在固定块54上并通过螺钉固紧为整体结构，固定块54安装在定位支撑杆53的四方头上。通过螺母与涡轮轴端齿初始角向定位装置上进行螺母安装孔与涡轮轴定位端齿角向关系的确定。

如图7所示，本发明中，辅助定位座放置取出机构6包括转向杆60、钩形螺栓61、勾销63、转接头62、第一小支座64、第二小支座65、辅助支架66、推块67、第一推杆68、第二推杆69、拉杆601以及旋转杆602；辅助支架66通过圆柱销与旋转杆602定位连接，且辅助支架66的下部槽与旋转杆602相配合，第一小支座64和第二小支座65分别安装在辅助支架66的侧面并通过螺钉固紧，第一推杆68和第二推杆69分别安装在第一小支座64和第二小支座65的通孔内，，推块67分别安装在第一推杆68端部和第二推杆69的端部。

使用时，调整辅助定位座45倾斜至长度小于涡轮轴内孔直径后，将其放入转子组件螺母安装所在的内腔中，然后推动第一推杆68、第二推杆69使其达到水平位置放入压气机转子上端的孔中并保持端面贴合后，再将旋转杆602插入转接头62的四方孔内带动钩形螺栓61顺时针旋转，直到其与限位销贴合后，取出旋转杆602，旋转螺母，使拉杆601向外运动，进而带动旋转杆602绕上部与辅助支架66配套的圆柱销向外旋转，直到旋转杆602和辅助支架66打开到从勾销63上脱落，然后将安放与取出装置取出。

如图8所示，本发明中，转子组件模拟装配扭矩测量机构7包括底座70、转子组件模拟件71、扭矩传感器72、传感器安装座73、传感器转接轴74、轴承75、连接螺钉模拟件76、连接螺母模拟件77以及第一压环78和第二压环79；转子组件模拟件71安装在底座70上，轴承75安装在转子组件模拟件71的模拟拧紧位置的定位孔中，传感器转接轴74安装在轴承75的内孔中，扭矩传感器安装在传感器安装座73上，传感器安装座73安装在转子组件模拟件71上，连接螺钉模拟件76安装在转子组件模拟件71的模拟孔中，第一压环78和第二压环79压紧在连接螺钉模拟件76的端面上，连接螺母模拟件77分别拧紧在传感器转接轴74和连接螺钉模拟件76上。通过转子组件模拟装配扭矩测量机构7校调电动扳手的扭矩输入值与拧紧头431得到的扭矩值比例并符合设计扭矩大小。

使用时，使用辅助定位座放置取出机构6将辅助定位座45安装在转子模拟组件下端的模拟孔内保持端面贴合后将辅助定位座放置取出机构6取出，再将将定位压紧机构1定位在转子组件模拟件71的轴端并锁紧，将带有轨迹化折叠扭矩输入机构4、升降定位机构3的角向分度机构2安装在定位压紧机构1上，并用肘节卡钳15将其压紧后，使用升降定位机构3将折叠状态的轨迹化折叠扭矩输入机构4安装到模拟件的内腔中下降到导向轴44插入到辅助定位块24内孔中并端面贴合后，再将轨迹化折叠扭矩输入机构4的齿轮盒沿轨迹展开至水平位置，启动电动扳手旋转和伺服电机302进行升降，将连接螺母模拟件77拧紧在传感器转接轴74上，通过扭矩传感器72的数显装置实时显示拧紧头431上的扭矩大小，通过调整电动扳手上的扭矩值，使得拧紧头431上的输出扭矩满足设计需求。

本发明还提供了一种发动机高压转子狭小空间连接螺母装配装置的操作方法，包括以下步骤：

步骤①：通过转子组件模拟装配扭矩测量机构7对轨迹化折叠扭矩输入机构4进行输出扭矩的校调；通过调整电动扳手的输入扭矩值，使得拧紧头431上的输出扭矩值满足设计要求。

步骤②：将端齿进行标识后的涡轮轴安装在螺母与涡轮轴端齿初始角向定位机构5的支撑底座50上，将定位压紧机构1安装在涡轮轴的端部并用角向块12定位后，使用划线块55在定位分度盘11端面进行划线后拆卸；

步骤③：通过辅助定位座放置取出机构6将辅助定位座安装到发动机高压压气机的转子内孔并将钩形螺栓61旋转至与打开限位销贴合，再将辅助定位座放置取出机构6又内孔中取出；

步骤④：将所述定位压紧机构1的定位转接座10安装在涡轮轴上，并将定位分度盘11安装在转接座上，将定位块24插入具有标识的涡轮轴端齿槽中并用转接螺母13将定位分度盘11固紧；

步骤⑤：将轨迹化折叠扭矩输入机构4、升降定位机构3分别安装在角向分度机构2上刻线粗定位并固紧后，再将角向分度机构2安装到定位分度盘11并压紧；

步骤⑥：通过升降定位机构3下降带动轨迹化折叠扭矩输入机构4下降，使得装有连接螺母的轨迹化折叠扭矩输入机构4进入转子组件的内腔中；

其中，当轨迹化折叠扭矩输入机构4的导向轴44插入辅助定位座45内孔并与端面贴合后，折叠扭矩输入机构的外套筒40停止下移；当内套筒41下移直至齿轮盒组件43的下端达到水平位置，内套筒41停止下移；当传动杆42下移插入至齿轮、盒组件中的输入齿轮一定距离后，升降定位机构3停止下移；

步骤⑦：通过升降定位机构3带动轨迹化折叠扭矩输入机构4同步上升，并通过电动扳手带动螺母转动，实现螺母的拧紧，当到达设定扭矩后，电动扳手和升降定位机构3停止移动；

步骤⑧：通过升降定位机构3下降到轨迹化折叠扭矩输入机构4末端的导向轴44并与辅助定位座45端面贴合后带动轨迹化折叠扭矩输入机构4上升；

其中，升降定位机构3带动传动杆42上升使其从输入齿轮的槽中脱离，当传动杆42到设定距离后停止上升；随后通过升降定位机构3带动内套筒41上升，当使齿轮盒组件43沿设定轨迹折叠至尺寸小于涡轮轴端孔直径尺寸后，内套筒41停止移动；当升降机构带动轨迹化折叠扭矩输入机构4整体上升至齿轮盒组件43从角向分度机构2的支撑套23中开的型槽中露出后停止上升；

步骤⑨：将需要拧紧的螺母放入拧紧头431的孔内，将定位分度盘11上的肘节卡钳15松开，将角向插销25拔出，转动角向分度机构2到下一个孔位，插入分度插销，随后用肘节卡钳15压紧角向分度机构2；

步骤⑩：重复上述步骤③-步骤⑨完成对剩余螺母的拧紧。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.发动机高压转子狭小空间连接螺母装配装置，其特征在于，包括定位压紧机构（1）、角向分度机构（2）、升降定位机构（3）、轨迹化折叠扭矩输入机构（4）、螺母与涡轮轴端齿初始角向定位机构（5）、辅助定位座放置取出机构（6）以及转子组件模拟装配扭矩测量机构（7）；

所述轨迹化折叠扭矩输入机构（4）装配在所述角向分度机构（2）上并与电动扳手配合连接，所述角向分度机构（2）配合连接在所述定位压紧机构（1）的上端面上，所述升降定位机构（3）垂直连接在所述角向分度机构（2）的上端面上；所述螺母与涡轮轴端齿初始角向定位机构（5）包括支撑底座（50）、圆柱定位销（51）、菱形定位销（52）、定位支撑杆（53）、固定块（54）以及划线块（55）；

所述圆柱定位销（51）和所述菱形定位销（52）分别安装在所述支撑底座（50）两端的定位孔内，所述定位支撑杆（53）安装在所述支撑底座（50）的中心定位孔内并通过螺钉固紧，所述划线块（55）通过圆柱定位销（51）安装在所述固定块（54）上并通过螺钉固紧为整体结构，所述固定块（54）安装在所述定位支撑杆（53）的四方头上；

所述定位压紧机构（1）包括定位转接座（10）、定位分度盘（11）、转接螺母（13）、角向块（12）、限位环（14）以及肘节卡钳（15）；

所述定位分度盘（11）定位在所述定位转接座（10）上并通过转接螺母（13）反向固紧，所述角向块（12）与所述定位分度盘（11）通过两个面贴合并用螺钉固紧，所述限位环（14）通过螺钉固定在所述转接螺母（13）的下端面上，所述肘节卡钳（15）安装在所述定位分度盘（11）的周向凸台上，所述角向分度机构（2）连接在所述定位分度盘（11）上；

所述角向分度机构（2）包括上支撑盘（20）、支柱（21）、下支撑盘（22）、支撑套（23）、定位块（24）、角向插销（25）、滚花螺钉（26）；

所述上支撑盘（20）、下支撑盘（22）通过支柱（21）定位并用螺钉固紧形成整体结构，所述支撑套（23）分别设置在所述上支撑盘（20）的内孔和下支撑盘（22）的内孔中保持台阶面贴合并通过螺钉固紧，所述定位块（24）设置在所述下支撑盘（22）的上端面上并通过滚花螺钉（26）固紧，所述角向插销（25）安装在所述定位块（24）的定位孔内，所述下支撑盘（22）的下端面设置在所述定位分度盘（11）上端面上；

所述升降定位机构（3）包括支架（30）、导轨（31）、转接支架（32）、滑块（33）、螺纹套（34）、螺纹导杆（35）、支块（36）、第一支座（37）、第二支座（38）、限高块（39）、以及驱动组件；

所述支架（30）垂直连接在所述上支撑盘（20）的上端面上，所述导轨（31）、第一支座（37）以及第二支座（38）分别设置在所述支架（30）上，且所述第一支座（37）和第二支座（38）分别位于所述支架（30）的两端，所述转接支架（32）与所述滑块（33）通过螺钉固紧为整体并安装在所述导轨（31）上保持滑动配合，所述螺纹套（34）安装在所述转接支架（32）上并与所述螺纹导杆（35）相配合，且所述螺纹导杆（35）的一端通过轴承与所述第一支座（37）配合并与所述驱动组件连接，所述螺纹导杆（35）的另一端通过轴承连接在所述第二支座（38）上，所述支块（36）安装在所述转接支架（32）的上端面上，所述限高块（39）安装在所述转接支架（32）的侧面，所述限高块（39）的通孔内插入有插销，所述轴承上设置有用于压住轴承外圈的轴承端盖，支块（36）上设置有有电动扳手（300）并与轨迹化折叠扭矩输入机构（4）的传动杆（42）配合。

2.根据权利要求1所述的发动机高压转子狭小空间连接螺母装配装置，其特征在于，所述驱动组件包括电机支座（301）、电机（302）、第一带齿轮（303）、第二带齿轮（304）以及挡圈（305）；

所述电机支座（301）安装在所述上支撑盘（20）上，所述电机（302）安装在所述电机支座（301）上，所述第一带齿轮（303）安装在所述电机（302）的输出轴上，所述第二带齿轮（304）安装在所述螺纹导杆（35）的端部，所述挡圈（305）分别安装在所述第一带齿轮（303）的两端和第二带齿轮（304）的两端。

3.根据权利要求1所述的发动机高压转子狭小空间连接螺母装配装置，其特征在于，所述轨迹化折叠扭矩输入机构（4）包括外套筒（40）、内套筒（41）、传动杆（42）、齿轮盒组件（43）、以及导向轴（44）；

所述内套筒（41）安装在所述外套筒（40）的内孔中，所述齿轮盒组件通过台阶销安装在所述外套筒（40）的U型孔中，所述导向轴（44）安装在所述外套筒（40）的下端面上，所述传动杆（42）安装在所述内套筒（41）的内孔中，所述传动杆（42）的前端设置有四方头，且所述四方头插入至所述齿轮盒组件（43）的输入齿轮的方孔中，所述齿轮盒组件（43）包括三级传递齿轮（430）和拧紧头（431），导向轴（44）的端部配合安装在高压转子的内孔中连接有辅助定位座。

4.根据权利要求1所述的发动机高压转子狭小空间连接螺母装配装置，其特征在于，所述辅助定位座放置取出机构（6）包括转向杆（60）、钩形螺栓（61）、转接头（62）、勾销（63）、第一小支座（64）、第二小支座（65）、辅助支架（66）、推块（67）、第一推杆（68）、第二推杆（69）、拉杆（601）、旋转杆（602）以及套设在所述拉杆（601）上的滚花螺母（603）；

所述辅助支架（66）通过圆柱销与所述旋转杆（602）定位连接，且所述辅助支架（66）的下部槽与所述旋转杆（602）相配合，所述第一小支座（64）和第二小支座（65）分别安装在所述辅助支架（66）的侧面并通过螺钉固紧，所述第一推杆（68）和第二推杆（69）分别安装在所述第一小支座（64）和第二小支座（65）的通孔内，所述推块（67）分别安装在所述第一推杆（68）端部和第二推杆（69）的端部。

5.根据权利要求1所述的发动机高压转子狭小空间连接螺母装配装置，其特征在于，所述转子组件模拟装配扭矩测量机构（7）包括底座（70）、转子组件模拟件（71）、扭矩传感器（72）、传感器安装座（73）、传感器转接轴（74）、轴承（75）、连接螺钉模拟件（76）、连接螺母模拟件（77）以及第一压环（78）和第二压环（79）；

所述转子组件模拟件（71）安装在所述底座（70）上，所述轴承（75）安装在所述转子组件模拟件（71）的模拟拧紧位置的定位孔中，所述传感器转接轴（74）安装在所述轴承（75）的内孔中，所述扭矩传感器安装在所述传感器安装座（73）上，所述传感器安装座（73）安装在所述转子组件模拟件（71）上，所述连接螺钉模拟件（76）安装在所述转子组件模拟件（71）的模拟孔中，所述第一压环（78）和第二压环（79）压紧在连接螺钉模拟件（76）的端面上，所述连接螺母模拟件（77）分别拧紧在所述传感器转接轴（74）和连接螺钉模拟件（76）上。

6.根据权利要求1至5任一项所述的发动机高压转子狭小空间连接螺母装配装置的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤①：通过转子组件模拟装配扭矩测量机构（7）对轨迹化折叠扭矩输入机构（4）进行输出扭矩的校调；

步骤②：将端齿进行标识后的涡轮轴安装在螺母与涡轮轴端齿初始角向定位机构（5）的支撑底座（50）上，将定位压紧机构（1）安装在涡轮轴的端部并用角向块（12）定位后，使用划线块（55）在定位分度盘（11）端面进行划线后拆卸；

步骤③：通过辅助定位座放置取出机构（6）将辅助定位座安装到发动机高压压气机的转子内孔并将钩形螺栓（61）旋转至与打开限位销贴合后，将辅助定位座放置取出机构（6）又内孔中取出；

步骤④：将所述定位压紧机构（1）的定位转接座（10）安装在涡轮轴上，并将定位分度盘（11）安装在转接座上，将定位块（24）插入具有标识的涡轮轴端齿槽中并用转接螺母（13）将定位分度盘（11）固紧；

步骤⑤：将轨迹化折叠扭矩输入机构（4）、升降定位机构（3）分别安装在角向分度机构（2）上刻线粗定位并固紧后，再将角向分度机构（2）安装到定位分度盘（11）并压紧；

步骤⑥：通过升降定位机构（3）下降带动轨迹化折叠扭矩输入机构（4）下降，使得装有连接螺母的轨迹化折叠扭矩输入机构（4）进入转子组件的内腔中；

其中，当轨迹化折叠扭矩输入机构（4）的导向轴（44）插入辅助定位座（45）内孔并与端面贴合后，折叠扭矩输入机构的外套筒（40）停止下移；当内套筒（41）下移直至齿轮盒组件（43）的下端达到水平位置，内套筒（41）停止下移；当传动杆（42）下移插入至齿轮、盒组件中的输入齿轮一定距离后，升降定位机构（3）停止下移；

步骤⑦：通过升降定位机构（3）带动轨迹化折叠扭矩输入机构（4）同步上升，并通过电动扳手带动螺母转动，实现螺母的拧紧，当到达设定扭矩后，电动扳手和升降定位机构（3）停止移动；

步骤⑧：通过升降定位机构（3）下降到轨迹化折叠扭矩输入机构（4）末端的导向轴（44）并与辅助定位座（45）端面贴合后带动轨迹化折叠扭矩输入机构（4）上升；

其中，升降定位机构（3）带动传动杆（42）上升使其从输入齿轮的槽中脱离，当传动杆（42）到设定距离后停止上升；随后通过升降定位机构（3）带动内套筒（41）上升，当使齿轮盒组件（43）沿设定轨迹折叠至尺寸小于涡轮轴端孔直径尺寸后，内套筒（41）停止移动；当升降机构带动轨迹化折叠扭矩输入机构（4）整体上升至齿轮盒组件（43）从角向分度机构（2）的支撑套（23）中开的型槽中露出后停止上升；

步骤⑨：将需要拧紧的螺母放入拧紧头（431）的孔内，将定位分度盘（11）上的肘节卡钳（15）松开，将角向插销（25）拔出，转动角向分度机构（2）到下一个孔位，插入分度插销，随后用肘节卡钳（15）压紧角向分度机构（2）；

步骤⑩：重复上述步骤③-步骤⑨完成对剩余螺母的拧紧。

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