CN112388293A - 螺母限力装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种螺母限力装置，其中，限力头具有限力端，限力端具有与压紧螺母的端头齿槽啮合的端头卡齿，限力头通过端头卡齿与端头齿槽啮合而将转矩传递到压紧螺母，以此对压紧螺母进行限力，并且限力端具有设于其外周面的指示标记，限转筒作为支撑基础外套于限力头，限转筒具有与低涡轴的端部齿槽啮合的端部卡齿，并且端部卡齿的卡齿高度小于端部齿槽的齿槽高度，使得在操作状态下，限力端的指示标记从端部卡齿与端部齿槽之间的间隙中露出。本发明提供的螺母限力装置既可以对低涡轴内的压紧螺母进行限力，又可以方便后续的锁片安装。

Description

螺母限力装置

技术领域

本发明涉及一种螺母限力装置，用于航空发动机装配。

背景技术

在航空发动机低压涡轮轴组件中，轴心通风管通过压紧螺母固定在低涡轴内孔中，锁片用于防止压紧螺母松动。低压涡轮轴也可以称之为低涡轴。有时低涡轴较长，受空间限制，常常需要采用水平装配。压紧螺母的防松通过锁片来实现，锁片的外卡爪固定在低涡轴头的端部齿槽内，锁片的内卡爪固定在压紧螺母的端头齿槽内，锁片安装时，需要保证安装卡槽能够分别对应锁片的外卡爪和内卡爪而对齐。

发明内容

本发明的目的是提供一套工装，既可以对低涡轴内的压紧螺母进行限力，又可以方便后续的锁片安装。

本发明提供一种螺母限力装置，用于对低涡轴内的压紧螺母进行限力，使所述压紧螺母螺纹接合于所述低涡轴的内孔中，所述低涡轴具有端部齿槽，所述压紧螺母具有端头齿槽，所述低涡轴的所述端部齿槽与锁片的外卡爪卡合，所述压紧螺母的所述端头齿槽与所述锁片的内卡爪卡合，包括限力头和限转筒，限力头具有限力端，所述限力端具有与所述压紧螺母的所述端头齿槽啮合的端头卡齿，所述限力头通过所述端头卡齿与所述端头齿槽啮合而将转矩传递到所述压紧螺母，以此对所述压紧螺母进行限力，并且所述限力端具有设于其外周面的指示标记；限转筒作为支撑基础外套于所述限力头，所述限转筒具有与所述低涡轴的所述端部齿槽啮合的端部卡齿，并且所述端部卡齿的卡齿高度小于所述端部齿槽的齿槽高度，使得在操作状态下，所述限力端的所述指示标记从所述端部卡齿与所述端部齿槽之间的间隙中露出。

在一个实施方式中，所述限转筒具有设于其外周面的指示线，当所述限力头将所述压紧螺母限力到位时，所述限转筒的所述指示线与所述限力头的所述指示标记对齐。

在一个实施方式中，所述指示标记设置于所述限力端的所述端头卡齿处，并且所述指示线设置于所述限转筒的所述端部卡齿处。

在一个实施方式中，所述螺母限力装置还包括扭矩倍增器，所述扭矩倍增器的输出端连接所述限力头的与所述限力端相反的一端。

在一个实施方式中，所述螺母限力装置还包括设置成可升降的托架，所述扭矩倍增器由所述托架托顶。

在一个实施方式中，所述螺母限力装置还包括螺母丝杆机构，所述螺母丝杆机构驱动所述托架升降。

在一个实施方式中，所述限转筒固定连接有卡架，所述卡架具有卡槽，所述扭矩倍增器的反力臂穿过所述卡槽，并且通过所述卡槽周向限位。

在一个实施方式中，所述卡槽允许所述扭矩倍增器的所述反力臂沿轴向移动。

在一个实施方式中，所述限力头具有沿着外周侧向外突出的周向凸台，所述周向凸台与所述限转筒之间间隙配合而由所述限转筒支撑。

上述螺母限力装置通过一套简单工具完成了内置式压紧螺母的限力，限力过程中可以识别低涡轴头的端部齿槽与压紧螺母的端头齿槽位置，可以在限力的同时便捷地实现压紧螺母的端头齿槽与低涡轴的端部齿槽相应地对齐，减少反复工装拆装次数，提高压紧螺母的拧紧效率。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1是压紧螺母的锁紧结构示意图。

图2是示出锁片安装状态的示意图。

图3是示出螺母限力装置对压紧螺母进行限力的状态的平面图。

图4是示出螺母限力装置对压紧螺母进行限力的状态的另一平面图。

图5是示出螺母限力装置对压紧螺母进行限力的状态的立体图。

图6是螺母限力装置的立体图。

图7是限力头的立体图。

图8是限转筒的立体图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施方式的内容限制本发明的保护范围。

例如，在说明书中随后记载的第一特征在第二特征上方或者上面形成，可以包括第一和第二特征通过直接联系的方式形成的实施方式，也可包括在第一和第二特征之间形成附加特征的实施方式，从而第一和第二特征之间可以不直接联系。另外，这些公开内容中可能会在不同的示例中重复附图标记和/或字母。该重复是为了简要和清楚，其本身不表示要讨论的各实施方式和/或间的关系。进一步地，当第一元件是用与第二元件相连或结合的方式描述的，该说明包括第一和第二元件直接相连或彼此结合的实施方式，也包括采用一个或多个其他介入元件加入使第一和第二元件间接地相连或彼此结合。

一般说来，术语“包括”等仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

将理解到，空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。例如，如果翻转附图中的器件，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”或“下面”的元件的方向将改为在所述其他元件或特征的“上方”。因而，示例性的词语“下方”和“下面”能够包含上和下两个方向。器件也可能具有其他朝向(旋转90度或处于其他方向)，因此应相应地解释文中使用的空间关系描述词。

需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。此外，不同实施方式下的变换方式可以进行适当组合。

图1示出了低涡轴100的内孔中压紧螺母102的锁紧结构示意。图1中，在低涡轴100的内孔(或者称之为，轴孔或内腔)中，从右往左依次为轴心通风管101、压紧螺母102、锁片103、调整垫104和卡圈105。轴心通风管101通过压紧螺母102压紧固定在内孔中。压紧螺母102螺纹接合于低涡轴100的轴孔内，具体地，压紧螺母102的外螺纹与低涡轴100的轴孔内壁的内螺纹螺纹接合。借助于调整垫104和卡圈105，锁片103可以防止压紧螺母102松动。

图2示意性地示出了锁片103的安装状态。低涡轴100具有端部齿槽106。压紧螺母102具有端头齿槽107。端部齿槽106和端头齿槽107均可以称之为卡槽结构，均是由分别从低涡轴100和压紧螺母102的端部沿着轴向X0突出的、沿着周向分布的若干个齿形成的齿槽结构。

在图2所示的锁片103的安装状态下，低涡轴100的端部齿槽106与锁片103的外卡爪103b卡合，压紧螺母102的端头齿槽107与锁片103的内卡爪103a卡合。换言之，锁片103的外卡爪103b伸进低涡轴100的端部齿槽106中并搭靠在端部齿槽106上，锁片103的内卡爪103a伸进压紧螺母102的端头齿槽107中。

由于压紧螺母102位于低涡轴100的内腔，通常情况下，压紧螺母的限力过程中，压紧螺母被限力工装遮挡，无法识别低涡轴100的端部齿槽106与压紧螺母102的端头齿槽107的位置，因而无法保证锁片103的内、外卡爪103a、103b的安装卡槽也即端部齿槽106或端头齿槽107是否能够分别对应锁片103的内、外卡爪103a、103b。例如，锁片103的内、外卡爪103a、103b为对齐状态，因而需要内、外卡爪103a、103b的安装卡槽也即端部齿槽106和端头齿槽107为对齐状态，才能妥当放置锁片103。

现有技术中，需要拆除限力工装后，方能观察锁片的内、外卡爪的安装卡槽是否对齐。换言之，因不可视，现在的操作过程中需要反复装拆工装多次才能完成螺母的拧紧，不仅操作上十分麻烦，而且效率低下，最终的安装质量也不能保证理想。

图3至图8示例性地示出了根据本发明设计的螺母限力装置1。其中，图3至图5示出了螺母限力装置1对压紧螺母102进行限力的状态。螺母限力装置1可以对前述低涡轴100内的压紧螺母102进行限力，使压紧螺母102螺纹接合于低涡轴100的轴孔内。

图6示出了螺母限力装置1的示意图。螺母限力装置1包括限力头2和限转筒3。

图7示出了限力头2的示意图。限力头2具有限力端21。限力端21具有端头卡齿22，端头卡齿22可以与压紧螺母102的端头齿槽107啮合，如图4所示。限力头2通过端头卡齿22与压紧螺母102的端头齿槽107啮合而将转矩传递到压紧螺母102，以此对压紧螺母进行限力。

继续参见图7，限力端21具有设于其外周面23的指示标记24。图7所示的实施方式中，指示标记24设置于限力端21的端头卡齿22处。图中，每个指示标记24是穿过对应端头卡齿22的中心的指示，可以显示限力头2的端头卡齿22或者压紧螺母102的端头齿槽107的中心位置。

图8示出了限转筒3的示意图。结合图5和图8，限转筒3具有端部卡齿31，端部卡齿31可以与低涡轴100的端部齿槽106啮合，并且端部卡齿31的卡齿高度H1(图8中示出)小于端部齿槽106的齿槽高度H2(图2中示出)，使得在图5所示的操作状态下，限力头2的限力端21的指示标记24从端部卡齿31与端部齿槽106之间的间隙中露出。例如，端部卡齿31的卡齿高度H1可以是端部齿槽106的齿槽高度H2的一半，即，H1＝0.5*H2。因为限转筒3的端部卡齿31的卡齿高度H1只有低涡轴100的端部齿槽106的齿槽高度H2的一部分，所以可以从余下的空档观察到内侧限力头2的外周面23以及外周面23上设置的指示标记24。螺母限力过程中，低涡轴100的端部齿槽106与压紧螺母102的端头齿槽107位置可以识别，便于施加力矩的同时对准低涡轴100的端部齿槽106与压紧螺母102的端头齿槽107的相对位置，提高装配准确性。而且，轴端压紧螺母102的限力工具简单，安装快捷，缩减了压紧螺母拧紧时间，提高压紧螺母装配效率。

如图6所示，限转筒3作为支撑基础外套于限力头2，对限力头2起支撑限位作用，使得限力头2可以沿轴向X0移位并且自转。参见图7，限力头2具有沿着外周侧向外突出的周向凸台25，周向凸台25可以与限转筒3之间间隙配合而由限转筒3支撑。限转筒3通过端部卡齿31与低涡轴100的端部齿槽106啮合，可以限制低涡轴100转动。周向凸台25可以与限转筒3之间形成小间隙配合，从而可以保证限力头2与限转筒3良好的同心，然后通过限转筒3与低涡轴100的配合，内置于限转筒3的限力头2可以与压紧螺母102的中心轴线对齐，扭矩输出准确性高。

图5所示的实施方式中，限转筒3具有设于其外周面33的指示线34。图中，如同限力头2的指示标记24，指示线34也设置于限转筒3的端部卡齿31处，每个指示线34可以穿过对应端部卡齿31的中心，可以指示限转筒3的端部卡齿31或者低涡轴100的端部齿槽106的中心位置。如图5所示，当限力头2将压紧螺母102限力到位时，限转筒3的指示线34与限力头2的指示标记24对齐。

参见图8，限转筒3通过底座35上的支板36支撑，底座35上设置支板36和肋板37，肋板37斜撑在支板36和底座35之间，对支板36以及限转筒3起辅助支撑作用。

参见图4至图6，螺母限力装置1还包括扭矩倍增器4。扭矩倍增器4的输出端41连接限力头2的与限力端21相反的一端28(图4中的左端)。扭矩倍增器4可以放大拧紧力矩，通过扭矩倍增器4，可以帮助满足拧紧压紧螺母102的较大力矩要求，例如，压紧螺母102拧紧所满足的拧紧力矩处于300-600N.m范围。

螺母限力装置1可以包括设置成可升降的托架5，扭矩倍增器4由托架5托顶，从而扭矩倍增器4可以升降，以此其输出端41可以对准限力头2。托架5从底部托顶扭矩倍增器4，在限力过程中可以保证扭矩倍增器4的相对稳定。托架5可升降可以使得扭矩倍增器4与低涡轴100的中心轴线对齐，扭矩输出准确性高。如图4所示，螺母限力装置1可以包括螺母丝杆机构6，螺母丝杆机构6驱动托架5升降。例如，可以通过手动旋转螺母丝杆机构6的螺杆而驱动托架5升降。托架5可以设置于托架固定套7内，由托架固定套7支撑并引导而沿着上下方向升降。托架固定套7可以与支撑限转筒3的底座35固定连接在一起。

限转筒3可以固定连接有卡架8。图6中，卡架8类似于龙门架的形式，通过螺栓81固定在支撑限转筒3的底座35上，从而与限转筒3固定连接。卡架8具有卡槽80，扭矩倍增器4的反力臂42(也可称之为尾柄)穿过卡槽80，并且通过卡槽80周向限位。因而，通过顶部的卡槽80的周向限位，在限力过程中，卡槽80可以阻挡反力臂42绕着扭矩倍增器4的主体转动，起到反扭作用，从而扭矩倍增器4的输出端41可以输出力矩到限力头2。卡槽80还可以允许扭矩倍增器4的反力臂42沿轴向X0移动。换言之，初始时，卡槽80的底壁801与反力臂42之间在轴向X0上有距离L0，从而随着压紧螺母102的限力操作进行，扭矩倍增器4以及限力头2可以整体沿着轴向X0进给。

低涡轴100的表面涂有防腐蚀防氧化的保护漆，容易脱落。通过采用压紧低涡轴100表面的方式来防止低涡轴100转动需要较大的外来摩擦力，压轴的地方需要做特殊处理，以此来避免过大的摩擦力挤伤低涡轴表面。此外，低涡轴100在较大摩擦力下发生的微转动，容易造成表面划伤，影响低涡轴100的使用寿命。结合图3至图6，低涡轴100通过支架200例如使用轴承可转动地支撑，然后通过限转筒3的端部卡齿31与低涡轴100的端部齿槽106啮合来限制低涡轴100转动，不需要对低涡轴100做特殊处理，而且也不会划伤低涡轴100的表面。底座35可以固定安装于停放车架300，从而整套螺母限力装置1可以安装于停放车架300预留接口处。通过转动低涡轴100使得限转筒3的端部卡齿31与低涡轴100的端部齿槽106对齐。底座35例如可以通过螺栓插入沿轴向X0延伸的腰形孔而固定安装于停放车架300，腰形孔使得可以在一定范围内调整螺母限力装置1与低涡轴100沿轴向X0的相对位置，待到限转筒3的端部卡齿31与低涡轴100头端面贴合后，再锁紧插入腰形孔的螺栓。

利用螺母丝杆机构6驱动托架5升降而将扭矩倍增器4托顶到对应限力头2或者与低涡轴100的中心轴线对齐的位置，可以提高扭矩输出准确性。通过扳动连接扭矩倍增器4的输入端43的力矩扳手400，将力矩施加到限力头2，通过限力头2将力矩传递到压紧螺母102。当如图5所示从端部卡齿31与端部齿槽106之间的间隙中看到限转筒3的指示线34与限力头2的指示标记24对齐，并且力矩达到压紧螺母102的拧紧力矩范围内诸如300-600N.m，则判定压紧螺母102已限力到位，可以停止拧紧。

本发明通过一套简单工具实现轴端压紧螺母的高效拧紧与限力。拧紧过程中可以监视低涡轴头的端部齿槽与压紧螺母的端头齿槽的相对位置，可以在锁片内外卡爪安装卡槽对齐后停止限力，从而便于后面的锁片安装。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种螺母限力装置，用于对低涡轴内的压紧螺母进行限力，使所述压紧螺母螺纹接合于所述低涡轴的内孔中，所述低涡轴具有端部齿槽，所述压紧螺母具有端头齿槽，所述低涡轴的所述端部齿槽与锁片的外卡爪卡合，所述压紧螺母的所述端头齿槽与所述锁片的内卡爪卡合，其特征在于，包括：

限力头，具有限力端，所述限力端具有与所述压紧螺母的所述端头齿槽啮合的端头卡齿，所述限力头通过所述端头卡齿与所述端头齿槽啮合而将转矩传递到所述压紧螺母，以此对所述压紧螺母进行限力，并且所述限力端具有设于其外周面的指示标记；以及

限转筒，作为支撑基础外套于所述限力头，所述限转筒具有与所述低涡轴的所述端部齿槽啮合的端部卡齿，并且所述端部卡齿的卡齿高度小于所述端部齿槽的齿槽高度，使得在操作状态下，所述限力端的所述指示标记从所述端部卡齿与所述端部齿槽之间的间隙中露出。

2.如权利要求1所述的螺母限力装置，其特征在于，

所述限转筒具有设于其外周面的指示线，当所述限力头将所述压紧螺母限力到位时，所述限转筒的所述指示线与所述限力头的所述指示标记对齐。

3.如权利要求2所述的螺母限力装置，其特征在于，

所述指示标记设置于所述限力端的所述端头卡齿处，并且所述指示线设置于所述限转筒的所述端部卡齿处。

4.如权利要求1所述的螺母限力装置，其特征在于，

所述螺母限力装置还包括扭矩倍增器，所述扭矩倍增器的输出端连接所述限力头的与所述限力端相反的一端。

5.如权利要求4所述的螺母限力装置，其特征在于，

所述螺母限力装置还包括设置成可升降的托架，所述扭矩倍增器由所述托架托顶。

6.如权利要求5所述的螺母限力装置，其特征在于，

所述螺母限力装置还包括螺母丝杆机构，所述螺母丝杆机构驱动所述托架升降。

7.如权利要求4所述的螺母限力装置，其特征在于，

所述限转筒固定连接有卡架，所述卡架具有卡槽，所述扭矩倍增器的反力臂穿过所述卡槽，并且通过所述卡槽周向限位。

8.如权利要求7所述的螺母限力装置，其特征在于，

所述卡槽允许所述扭矩倍增器的所述反力臂沿轴向移动。

9.如权利要求1所述的螺母限力装置，其特征在于，

所述限力头具有沿着外周侧向外突出的周向凸台，所述周向凸台与所述限转筒之间间隙配合而由所述限转筒支撑。

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