CN113547318B - 升降式工装、升降装置以及螺母拧紧方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一个目的在于提供一种升降装置，其能够实现在装配过程中，对拧紧装置的位置进行有效准确的判断、调整。本发明的另一目的在于提供一种升降式工装，其包括前述的升降装置。本发明的又一目的在于提供一种螺母拧紧方法，其采用前述升降式工装对螺母进行拧紧。为实现前述目的的一种升降装置包括基座组件、驱动杆、分度盘以及固定盘。基座组件支撑于转子盘内周测，包括第一座体以及第二座体，第一座体与第二座体中的一方具有螺孔部，另一方具有螺杆件，驱动杆一端与螺杆件可传动连接；分度盘与驱动杆的另一端可转动连接，分度盘的上端面具有第一标识部，固定盘在转子盘腔入口支撑分度盘，分度盘与固定盘之间可转动连接。

Description

升降式工装、升降装置以及螺母拧紧方法

技术领域

本发明涉及一种升降式工装、升降装置以及螺母拧紧方法。

背景技术

高压压气机转子是航空发动机的重要组成部分，其包含多级转子叶片盘。各级盘通过螺栓、螺母连接紧固，螺栓、螺母的连接位置均设置在在盘与盘形成的腔体(盘腔)内部，其开敞性较差，观察、拧紧困难，现有装配方法是采用专用的拧紧装置用于放置、拧紧螺母。

如图1示出了现有装配方案中用于拧紧盘内紧固件的装配装置的示意图，图2位图1中的局部放大示意图。其中如图2所示，盘腔100内周向均布数十个螺母90，一个螺母拧紧完再拧下一个螺母时，拧紧装置8需要先沿箭头8a轴向向下移动以脱离螺母、螺栓，之后再沿箭头8b角向产生一定角度的转动，到达下一螺母拧紧位置后，沿箭头8c轴向向上移动使拧紧装置与下一螺母套紧，以此类推，直至完成整圈螺母拧紧。现有装置中，对于沿箭头8a、8b、8c的移动纯凭人工判断，无法确定拧紧装置在盘腔内的位置，拧紧装置的高低难以进行判断再调整，更换螺母拧紧位置时效率低下。

亟需提供一种装配用工装，能够实现在装配过程中，对拧紧装置的位置进行有效准确的判断、调整。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种升降装置，其能够实现在装配过程中，对拧紧装置的位置进行有效准确的判断、调整。

本发明的另一目的在于提供一种升降式工装，其包括前述的升降装置。

本发明的又一目的在于提供一种螺母拧紧方法，其采用前述升降式工装对螺母进行拧紧。

为实现前述目的的一种升降装置，包括：

基座组件，支撑于转子盘内周测，包括第一座体以及第二座体，所述第一座体与所述第二座体中的一方具有螺孔部，另一方具有螺杆件，所述螺杆件与所述螺孔部螺纹连接，转动所述螺杆件以使所述第一座体与所述第二座体之间产生位移；

驱动杆，一端与所述螺杆件可传动连接；

分度盘，与所述驱动杆的另一端可转动连接，所述分度盘的上端面具有第一标识部，所述第一标识部标识出所述驱动杆的转动角度；以及，

固定盘，在转子盘腔入口支撑所述分度盘，所述分度盘与所述固定盘之间可转动连接。

在一个或多个实施方式中，所述基座组件包括：

支撑座，支撑于转子盘内周测，具有所述螺孔部；以及，

升降座，具有所述螺杆件，设置于所述支撑座上侧；

其中，转动所述螺杆件以使所述升降座与所述支撑座之间产生一轴向位移。

在一个或多个实施方式中，所述升降座还具有驱动轴以及传动齿轮，所述螺杆件具有与所述传动齿轮可啮合传动的齿部，所述驱动轴与所述传动齿轮可传动连接，所述驱动杆的所述一端与所述驱动轴传动连接。

在一个或多个实施方式中，所述螺杆件为环绕所述传动齿轮外周测分布的三个。

在一个或多个实施方式中，所述支撑座的上端面还具有限位部，以限制所述升降座与所述支撑座之间的最小间距。

为实现前述另一目的的升降式工装，用于在转子盘腔内拧紧连接螺母，包括转子内孔定位装置、螺母拧紧装置以及升降装置，其特征在于，所述升降装置为如前所述的升降装置；

其中，所述升降式工装还包括拧紧杆，所述拧紧杆穿过所述分度盘后与所述螺母拧紧装置传动连接，所述拧紧杆在所述分度盘中可转动，以转动并驱动所述拧紧装置拧紧连接螺母。

在一个或多个实施方式中，升降座包括升降座本体以及旋转座，所述旋转座可转动地设置于所述升降座本体中；

其中，所述螺母拧紧装置与所述旋转座固定连接，转动所述分度盘时，以使所述拧紧杆带动所述螺母拧紧装置以及所述旋转座转动。

在一个或多个实施方式中，所述固定盘的上表面对应连接螺母的周向位置设置有第二标识部。

在一个或多个实施方式中，所述升降座还包括止动环，所述止动环与所述升降座本体可拆卸连接，在组装状态下，所述止动环限制所述旋转座的转动。

为实现前述又一目的的螺母拧紧方法，采用如前所述的升降式工装对连接螺母进行装配，其中，所述拧紧方法包括：

在转子盘腔内组装所述装配工装；

转动所述分度盘以使所述螺母拧紧装置转动至需要安装螺母的位置；

转动所述驱动杆以使所述螺母拧紧装置抬升至合适高度；

转动所述拧紧杆以使所述螺母拧紧装置对连接螺母进行拧紧；

在转动所述拧紧杆时，同步转动所述驱动杆以使所述螺母拧紧装置在拧紧过程中紧贴连接螺母；

其中，连接螺母螺距为P1，所述螺杆件的螺纹螺距为P2，螺母拧紧装置的传动比为V1，传动齿轮与所述螺杆件的传动比为V2，同步转动所述驱动杆包括：所述拧紧杆拧紧圈数为n1时，对所述驱动杆旋转n2圈，所述n1与所述n2满足如下公式(1)：

n2＝(V2/V1)*(P1/P2)*n1 (1)。

本发明的增益效果在于：通过在升降式工装中设置升降座能够实现在装配过程中对于拧紧装置的高度进行调节，保证了拧紧装置力矩传递的稳定性，同时通过设置多个标识部识别转动位置，实现了对拧紧装置在盘腔内位置的快速、准确的定位。拧紧过程中，升降装置与连接螺母同步调节高度，避免力矩施加时连接螺母脱离拧紧装置，造成连接螺母或拧紧头损坏。

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示出了现有装配方案中用于拧紧盘内紧固件的装配装置的示意图；

图2位图1中的局部放大示意图；

图3示出了升降装置一个实施方式的立体示意图；

图4示出了支撑座一个实施方式的立体示意图；

图5为支撑座的剖视示意图；

图6为升降座的俯视示意图；

图7为升降座的剖视示意图；

图8示出了分度盘以及固定盘的俯视示意图；

图9示出了升降式工装一个实施方式的剖视示意图。

具体实施方式

下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或者实施例。为简化公开内容，下面描述了各元件和排列的具体实例，当然，这些仅仅为例子而已，并非是对本申请的保护范围进行限制。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例子中重复附图标记和/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/或结构间的关系。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。

需要注意的是，在使用到的情况下，如下描述中的上、下、左、右、前、后、顶、底、正、反、顺时针和逆时针仅仅是出于方便的目的所使用的，而并不暗示任何具体的固定方向。事实上，它们被用于反映对象的各个部分之间的相对位置和/或方向。

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3示出了升降装置一个实施方式的立体示意图，其中，升降装置包括：基座组件1、驱动杆2、分度盘3以及固定盘4。其中，基座组件1支撑于转子盘的内周测，其包括第一座体以及第二座体，其中第一座体以及第二座体中的一方具有螺孔部，另一方具有螺杆件，螺杆件与螺孔部螺纹连接，从而转动螺杆件能够使得第一座体与第二座体之间产生位移。

在一个实施方式中，如图3中所示，基座组件1包括支撑座11以及升降座12。图4示出了支撑座一个实施方式的立体示意图，图5为支撑座的剖视示意图，图6为升降座的俯视示意图，图7为升降座的剖视示意图。请结合参见图3至图7，其中支撑座11是支撑于转子盘内周测，并具有螺孔部110，升降座12中具有螺杆件121，并设置于支撑座11上侧。装配时，通过将螺杆件121与螺孔部110螺纹连接后，完成支撑座11与升降座12之间的装配组合。其中，当转动螺杆件121时，能够使得支撑座11与升降座12之间产生轴向位移。其中，可以理解的是，如图中仅为实例性地示出了升降装置一种实施方式的示意图，其中，支撑座11与升降座12之间的配合关系可以与图中所示不同，如在一个实施方式中，支撑座11中可以具有螺杆件，而升降座12上具有螺孔部。

请继续参见图3，驱动杆2的一端2a与螺杆件121可传动连接，从而当转动驱动杆2时，可以带动螺杆件121一同转动。如在如图5所示的实施方式中，升降座12中具有驱动轴122以及传动齿轮123，螺杆件121具有与传动齿轮123可啮合传动的齿部，驱动轴122与传动齿轮123之间可传动连接，驱动杆的一端2a与驱动轴122传动连接，从而当转动驱动杆2时，首先带动驱动轴122转动，传动齿轮123将驱动轴122转动所产生的扭矩传递给螺杆件121，从而带动螺杆件121转动。可以理解的是，如图中仅为实例性地示出了升降装置一种实施方式的示意图，其中，螺杆件121也可以直接与驱动杆2传动连接。在如图所示的实施方式中，驱动轴122与驱动杆2之间可以是通过花键传动连接。

图8示出了分度盘以及固定盘的俯视示意图，请结合参见图3以及图8，分度盘3与驱动杆2的另一端2b之间可转动连接，具体地，分度盘3与驱动杆2的另一端2b之间可以是通过轴承连接，从而保证分度盘3与驱动杆2之间可转动的同时，限制驱动杆2在分度盘3中的轴向移动。

在分度盘3的上端面上设置有第一标识部31，第一标识部能够标识出驱动杆2的转动角度，从而根据该转动角度更加直观地识别出升降装置的高度位置。

固定盘4用于在转子盘腔入口支撑分度盘3，分度盘3与固定盘4之间可转动连接。

如图9示出了升降式工装一个实施方式的剖视示意图，其用于在如图中所示的转子盘腔内拧紧连接螺母。升降式工装包括内孔定位装置6、螺母拧紧装置7以及如前述一个或多个实施方式中所述的升降装置。

其中，升降式工装还包括拧紧杆71，拧紧杆71穿过分度盘3后与螺母拧紧装置7传动连接，拧紧杆71在分度盘3中可转动，用以转动并驱动拧紧装置7拧紧连接螺母。具体地，螺母拧紧装置可以是现有技术中的一种螺母拧紧装置，如可包括输入部以及输出部，通过向输入部输入力矩的方式使得拧紧装置的输出部能够对螺母施加力矩。

请结合参见图7以及图9，升降座12包括升降座本体120以及旋转座124，旋转座124可转动地设置于升降座本体120中，具体地，升降座本体120与旋转座124之间可以通过如图中所示的轴承连接。其中，螺母拧紧装置7与旋转底座124固定连接，当转动分度盘3时，能够使得拧紧杆71被分度盘带动转动并带动固定连接的螺母拧紧装置7与旋转底座124一同转动。具体地，螺母拧紧装置7与旋转底座124之间通过紧固件固定连接。

请结合参见图8以及图9，在固定盘4的上表面对应连接螺母在转子盘腔内的周向位置设置有第二标识部41，从而当转动分度盘3时，通过将拧紧杆71的位置与第二标识部41在对应位置进行对准，即可快速将螺母拧紧装置7与待安装的螺母相对准。

本发明的另一方面还提供了一种螺母拧紧方法，其采用如前述一个或多个实施方式中所述的升降式工装对连接螺母进行装配，其中，所述拧紧方法包括：

在转子盘腔内组装所述装配工装；

转动分度盘3以使螺母拧紧装置7转动至需要安装螺母的位置；

转动驱动杆2以使螺母拧紧装置7抬升至合适高度；

转动拧紧杆以使所述螺母拧紧装置对连接螺母进行拧紧；

在转动所述拧紧杆71时，同步转动驱动杆2以使螺母拧紧装置7在拧紧过程中紧贴连接螺母；

其中，连接螺母螺距为P1，螺杆件121的螺纹螺距为P2，螺母拧紧装置7的传动比为V1，传动齿轮123与螺杆件121的传动比为V2，同步转动所述驱动杆包括：拧紧杆71拧紧圈数为n1时，对驱动杆2旋转n2圈，前述的圈数n1与n2满足如下公式(1)：

n2＝(V2/V1)*(P1/P2)*n1 (1)。

由于在拧紧时，螺母拧紧装置也会产生轴向位移，通过该方法能够使得在装配过程中，螺母拧紧装置能够在拧紧过程中始终与连接螺母保持紧贴。

如在一个实施方式中，转子连接螺母螺距P1＝1mm，螺杆件121的螺纹螺距P2＝0.75mm，螺母拧紧装置7的传动比V1＝1/1，传动齿轮123与螺杆件121的传动比为V2＝1/3，故当螺母拧紧装置7拧紧1圈时(n1＝1)，拧紧杆71旋转4/9圈(n2＝V2/V1·P1/P2·n1＝4/9)，即可保证拧紧装置拧紧头始终贴合螺母。同时在一个实施方式中，定位盘3设置有第一标识部31，用于直观显示拧紧杆71的旋转角度。

通过在升降式工装中设置升降座能够实现在装配过程中对于拧紧装置的高度进行调节，保证了拧紧装置力矩传递的稳定性，同时通过设置多个标识部识别转动位置，实现了对拧紧装置在盘腔内位置的快速、准确的定位。拧紧过程中，升降装置与连接螺母同步调节高度，避免力矩施加时连接螺母脱离拧紧装置，造成连接螺母或拧紧头损坏。

虽然本升降式工装的一个实施例如上所述，但是在本升降式工装的其他实施例中，升降式工装相对于上述实施例在许多方面都可以具有更多的细节，并且这些细节的至少一部分可以具有多样的变化。下面以一些实施例对这细节和些变化中的至少一部分进行说明。

如在升降装置的一个实施方式中，螺杆件121为环绕传动齿轮123外周测分布的三个，从而能够实现对升降座12的平稳抬升。支撑座11的上端面还具有限位部111，从而限制升降座11与支撑座12之间的最小距离，在一个实施方式中，限位部111为限位螺钉111a与限位螺母111b组成。

在升降装置的一个实施方式中，支撑座11中具有螺栓件112，螺栓件112穿过支撑座11后通过螺栓头悬挂于支撑座11中。

请参见图6，在升降式工装的一个实施方式中，升降座12还包括止动环128，止动环128与升降座本体120可拆卸连接。在如图中所示的组装状态下，止动环128限制旋转座124的转动，从而当装配时，能够通过止动环128限制旋转座124转动，并在装配完毕后，将止动环128取下，以实现旋转座124的自由转动。

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 (10)

1.一种升降装置，其特征在于，包括：

基座组件，支撑于转子盘内周测，包括第一座体以及第二座体，所述第一座体与所述第二座体中的一方具有螺孔部，另一方具有螺杆件，所述螺杆件与所述螺孔部螺纹连接，转动所述螺杆件以使所述第一座体与所述第二座体之间产生位移；

驱动杆，一端与所述螺杆件可传动连接；

分度盘，与所述驱动杆的另一端可转动连接，所述分度盘的上端面具有第一标识部，所述第一标识部标识出所述驱动杆的转动角度；以及，

固定盘，在转子盘腔入口支撑所述分度盘，所述分度盘与所述固定盘之间可转动连接。

2.如权利要求1所述的升降装置，其特征在于，所述基座组件包括：

支撑座，支撑于转子盘内周测，具有所述螺孔部；以及，

升降座，具有所述螺杆件，设置于所述支撑座上侧；

其中，转动所述螺杆件以使所述升降座与所述支撑座之间产生一轴向位移。

3.如权利要求2所述的升降装置，其特征在于，所述升降座还具有驱动轴以及传动齿轮，所述螺杆件具有与所述传动齿轮可啮合传动的齿部，所述驱动轴与所述传动齿轮可传动连接，所述驱动杆的所述一端与所述驱动轴传动连接。

4.如权利要求3所述的升降装置，其特征在于，所述螺杆件为环绕所述传动齿轮外周测分布的三个。

5.如权利要求2所述的升降装置，其特征在于，所述支撑座的上端面还具有限位部，以限制所述升降座与所述支撑座之间的最小间距。

6.一种升降式工装，用于在转子盘腔内拧紧连接螺母，包括转子内孔定位装置、螺母拧紧装置以及升降装置，其特征在于，所述升降装置为如权利要求1至5中任一项所述的升降装置；

其中，所述升降式工装还包括拧紧杆，所述拧紧杆穿过所述分度盘后与所述螺母拧紧装置传动连接，所述拧紧杆在所述分度盘中可转动，以转动并驱动所述拧紧装置拧紧连接螺母。

7.如权利要求6所述的升降式工装，其特征在于，升降座包括升降座本体以及旋转座，所述旋转座可转动地设置于所述升降座本体中；

其中，所述螺母拧紧装置与所述旋转座固定连接，转动所述分度盘时，以使所述拧紧杆带动所述螺母拧紧装置以及所述旋转座转动。

8.如权利要求7所述的升降式工装，其特征在于，所述固定盘的上表面对应连接螺母的周向位置设置有第二标识部。

9.如权利要求7所述的升降式工装，其特征在于，所述升降座还包括止动环，所述止动环与所述升降座本体可拆卸连接，在组装状态下，所述止动环限制所述旋转座的转动。

10.一种螺母拧紧方法，其特征在于，采用如权利要求6至9中任一项所述的升降式工装对连接螺母进行装配，其中，所述拧紧方法包括：

在转子盘腔内组装所述装配工装；

转动所述分度盘以使所述螺母拧紧装置转动至需要安装螺母的位置；

转动所述驱动杆以使所述螺母拧紧装置抬升至合适高度；

转动所述拧紧杆以使所述螺母拧紧装置对连接螺母进行拧紧；

在转动所述拧紧杆时，同步转动所述驱动杆以使所述螺母拧紧装置在拧紧过程中紧贴连接螺母；

其中，连接螺母螺距为P1，所述螺杆件的螺纹螺距为P2，螺母拧紧装置的传动比为V1，传动齿轮与所述螺杆件的传动比为V2，同步转动所述驱动杆包括：所述拧紧杆拧紧圈数为n1时，对所述驱动杆旋转n2圈，所述n1与所述n2满足如下公式(1)：

n2＝(V2/V1)*(P1/P2)*n1 (1)。

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