CN113770972B - 一种特殊螺母的拧紧和松开装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种特殊螺母的拧紧和松开装置。该拧紧和松开装置固定架，包括主体支架，主体支架上设有安装孔，主体支架固定设置在涡轮机匣上；扭矩放大器，固定设置在所述主体支架上；扭矩轴，穿设在所述主体支架的安装孔内，所述扭矩轴的底端设有第一端齿，所述特殊螺母的顶部设有第二端齿，所述第一端齿与第二端齿相互啮合，所述扭矩轴的顶部伸入所述扭矩放大器，所述扭矩放大器能带动所述扭矩轴转动以使特殊螺母装配到所述转子轴的外侧；随动螺纹环，套设在所述扭矩轴外且固定设置在所述主体支架上。本发明提出了一种特殊螺母的拧紧和松开装置，扭矩轴在拧紧和松开过程中具有随动功能，能保持施加扭矩的平稳性。

Description

一种特殊螺母的拧紧和松开装置

技术领域

本发明涉及航空发动机装配技术领域，尤其涉及一种特殊螺母的拧紧和松开装置。

背景技术

航空发动机装配技术涉及大量结构复杂的特殊螺母的安装，这些特殊螺母是否安装到位对发动机运行安全起着至关重要的作用。在发动机装配和分解过程中，这些螺母的拧紧、松开过程中扭矩、保护等要求非常严格，需要设计专用的装置来执行这些严格的操作。

目前已有的一些特殊螺母，例如高压压气机前端齿轮锁紧螺母的拧紧与松开装置专利均存在结构和功能适用的局限性，比如结构复杂，零件众多，操作不便；缺乏操作过程中的防转、引导的设计；结构零散等缺陷，因此需要研制适合于航空发动机制造过程中特殊螺母的一体式拧紧松开装置，以满足航空发动机的装配分解要求。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明提出了一种特殊螺母的拧紧和松开装置，扭矩轴在拧紧和松开过程中具有随动功能，能保持施加扭矩的平稳性。

具体地，本发明提出了一种特殊螺母的拧紧和松开装置，所述特殊螺母用于装配到转子轴的外侧，所述拧紧和松开装置包括，

固定架，包括主体支架，所述主体支架上设有安装孔，所述主体支架固定设置在涡轮机匣上；

扭矩放大器，固定设置在所述主体支架上；

扭矩轴，穿设在所述主体支架的安装孔内，所述扭矩轴的底端设有第一端齿，所述特殊螺母的顶部设有第二端齿，所述第一端齿与第二端齿相互啮合，所述扭矩轴的顶部伸入所述扭矩放大器，所述扭矩放大器能带动所述扭矩轴转动以使特殊螺母装配到所述转子轴的外侧；

随动螺纹环，套设在所述扭矩轴外且固定设置在所述主体支架上，所述随动螺纹环具有内螺纹，所述扭矩轴上设有外螺纹，所述随动螺纹环与所述扭矩轴通过所述内、外螺纹形成螺纹配合，所述随动螺纹环和所述特殊螺母的螺距相同。

根据本发明的一个实施例，还包括紧固螺钉，所述随动螺纹环沿径向向外形成一安装部，所述安装部通过紧固螺钉固定在所述主体支架上，所述随动螺纹环的顶部向上伸入所述安装孔内。

根据本发明的一个实施例，所述安装部上开设有腰形槽，所述紧固螺钉穿过所述腰形槽固定在所述主体支架上，所述随动螺纹环的外壁上设有螺纹环调节杆，所述螺纹环调节杆沿所述随动螺纹环的径向布置。

根据本发明的一个实施例，所述随动螺纹环、扭矩轴、特殊螺母和转子轴共轴。

根据本发明的一个实施例，还包括限位螺栓，所述扭矩放大器通过所述限位螺栓固定设置在所述主体支架上。

根据本发明的一个实施例，还包括紧固件，所述主体支架的底部设有固定座，所述固定座通过所述紧固件固定在所述涡轮机匣上。

根据本发明的一个实施例，所述固定架还包括两根止动柱、一根止动横梁和顶紧螺栓，两根所述止动柱相对设置在所述主体支架上，所述止动横梁的两端分别设置在两根所述止动柱的顶端，所述顶紧螺栓穿设在所述止动横梁上，所述顶紧螺栓的底部压紧所述扭矩放大器。

根据本发明的一个实施例，所述固定架还包括支撑柱，设置在所述主体支架上，所述支撑柱与所述止动柱等高。

根据本发明的一个实施例，还包括反扭轴，设置在所述扭矩轴内，所述反扭轴的底端与所述转子轴的顶端配合固定，所述反扭轴的顶端与所述止动横梁配合，所述止动横梁限制所述反扭轴沿其周向转动。

根据本发明的一个实施例，所述反扭轴的外侧设有定位凸台，所述定位凸台与所述扭矩轴的内壁配合，以使所述反扭轴与扭矩轴保持同轴。

根据本发明的一个实施例，所述固定架还包括反扭轴调节螺钉、固定套和弹簧，所述反扭轴调节螺钉向下穿过所述止动横梁，在所述反扭轴调节螺钉的底部沿其长度方向设有限位槽，固定套设置在反扭轴调节螺钉的外围，所述固定套通过穿设在所述限位槽内的限位销固定在所述反扭轴上，在所述反扭轴调节螺钉上设有台阶，所述弹簧套设在所述反扭轴调节螺钉上，一端抵靠在台阶上，另一端抵靠在所述固定套上。

本发明提供的一种特殊螺母的拧紧和松开装置，通过随动螺纹环与扭矩轴的配合，使扭矩轴在拧紧和松开过程中具有与特殊螺母的随动功能，从而保持施加扭矩的平稳性。

应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。

附图说明

包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。

附图中：

图1示出了本发明一个实施例的特殊螺母的拧紧和松开装置的结构示意图。

图2示出了本发明一个实施例的扭矩轴、特殊螺母和转子轴的结构示意图。

图3示出了本发明一个实施例的随动螺纹环的安装结构剖视图。

图4示出了本发明一个实施例的随动螺纹环的安装结构示意图。

图5示出了本发明一个实施例的扭矩放大器的安装结构示意图。

图6示出了本发明一个实施例的止动横梁和反扭轴的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

特殊螺母的拧紧和松开装置 100 固定架 101

扭矩放大器 102 扭矩轴 103

随动螺纹环 104 主体支架 105

横梁插销 106 第一端齿 107

特殊螺母 108 第二端齿 109

紧固螺钉 110 安装部 111

腰形槽 112 螺纹环调节杆 113

转子轴 114 限位螺栓 115

紧固件 116 止动柱 117

止动横梁 118 顶紧螺栓 119

支撑柱 120 反扭轴 121

定位凸台 122 反扭轴调节螺钉 123

固定套 124 弹簧 125

限位槽 126 限位销 127

台阶 128

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。

图1示出了本发明一个实施例的特殊螺母的拧紧和松开装置的结构示意图。图2示出了本发明一个实施例的扭矩轴、特殊螺母和转子轴的结构示意图。图3示出了本发明一个实施例的随动螺纹环的安装结构剖视图。图4示出了本发明一个实施例的随动螺纹环的安装结构示意图。如图所示，一种特殊螺母108的拧紧和松开装置100用于将特殊螺母108装配到转子轴114的外侧。需要说明的是，本发明中所述的特殊螺母108可以是指前端齿轮锁紧螺母。该拧紧和松开装置100主要包括固定架101、扭矩放大器102、扭矩轴103和随动螺纹环104。

其中，固定架101包括主体支架105。在主体支架105中心位置上设有安装孔，主体支架105固定设置在涡轮机匣上。

扭矩放大器102固定设置在主体支架105上。

扭矩轴103穿设在主体支架105的安装孔内。参考图1和图2，在扭矩轴103的底端设有第一端齿107。在特殊螺母108的顶部设有第二端齿109。第一端齿107与第二端齿109能相互啮合，以使扭矩轴103的力传递给特殊螺母108。扭矩轴103的顶部向上伸入扭矩放大器102内。容易理解的，可以通过扭矩放大器102内侧花键与扭矩轴103外侧花键齿啮合以产生拧紧扭矩。扭矩放大器102能带动扭矩轴103转动以使特殊螺母108装配到转子轴114的外侧。

参考图3和图4，随动螺纹环104套设在扭矩轴103外且固定设置在主体支架105上。随动螺纹环104具有内螺纹，扭矩轴103上设有外螺纹。随动螺纹环104与扭矩轴103通过内、外螺纹形成螺纹配合。随动螺纹环104和特殊螺母108的螺距相同。在特殊螺母108的拧紧与松开过程中，由于随动螺纹环104固定在主体支架105上且与特殊螺母108的螺距一致，扭矩轴103会随着特殊螺母108同步运动，保证整个操作过程中的第一端齿107和第二端齿109的啮合。

较佳地，拧紧和松开装置100还包括紧固螺钉110。随动螺纹环104沿径向向外形成一安装部111，安装部111通过紧固螺钉110固定在主体支架105上。随动螺纹环104的顶部向上伸入主体支架105的安装孔内，随动螺纹环104的外部与安装孔的外围结构配合，使随动螺纹环104稳固在主体支架105上。

较佳地，参考图4，在随动螺纹环104的安装部111上开设有腰形槽112。紧固螺钉110穿过腰形槽112将随动螺纹环104固定在主体支架105上。随动螺纹环104的外壁上设有螺纹环调节杆113，螺纹环调节杆113沿随动螺纹环104的径向布置。在拧紧和松开装置100的初始安装过程中，可以通过螺纹环调节杆113来转动随动螺纹环104，进而调整扭矩轴103的轴向位置。待扭矩轴103调整到位后，用紧固螺钉110固定。

较佳地，随动螺纹环104、扭矩轴103、特殊螺母108和转子轴114四者共轴。

图5示出了本发明一个实施例的扭矩放大器的安装结构示意图。如图所示，拧紧和松开装置100还包括限位螺栓115。扭矩放大器102的底部通过限位螺栓115固定设置在主体支架105上。

较佳地，拧紧和松开装置100还包括紧固件116。主体支架105的底部设有多个固定座。固定座通过紧固件116固定在涡轮机匣上。

回转至图1，较佳地，固定架101还包括两根止动柱117、一根止动横梁118和顶紧螺栓119。两根止动柱117相对设置在主体支架105上，止动横梁118的两端分别设置在两根止动柱117的顶端。止动横梁118可以通过横梁插销106固定在止动柱117上。止动柱117和止动横梁118相当于一个门框结构。顶紧螺栓119穿设在止动横梁118上，转动顶紧螺栓119，其底部向下压紧扭矩放大器102，起到固定扭矩放大器102的作用。

较佳地，固定架101还包括支撑柱120。在本实施例中包含两个支撑柱120，支撑柱120设置在主体支架105上，支撑柱120与止动柱117等高。由于发动机轴线可能为水平或者竖直等各种状态，特殊螺母108的装配位置，即转子轴114的端部可能在发动机底部，也可能在发动机前端。然而发动机整体的翻转通常比较危险，且耗时较长。为了适应各种复杂状态下的安装工作，设置了支撑柱120的结构，以方便拧紧和松开装置100倒置时提供支撑。

图6示出了本发明一个实施例的止动横梁118和反扭轴121的结构示意图。结合图2所示，较佳地，拧紧和松开装置100还包括反扭轴121。该反扭轴121设置在扭矩轴103内，反扭轴121的底端与转子轴114的顶端的端齿啮合固定。反扭轴121的顶端与止动横梁118配合，止动横梁118限制反扭轴121沿其周向转动。反扭轴121的作用是对转子轴114施加止动扭矩。

较佳地，在反扭轴121的外侧设有定位凸台122。定位凸台122与扭矩轴103的内壁配合，以使反扭轴121与扭矩轴103保持同轴。

较佳地，固定架101还包括反扭轴调节螺钉123、固定套124和弹簧125。反扭轴调节螺钉123向下穿过止动横梁118，在反扭轴调节螺钉123的底部沿其长度方向设有限位槽126，固定套124设置在反扭轴调节螺钉123的外围，固定套124通过穿设在限位槽126内的限位销127固定在反扭轴121上，在反扭轴调节螺钉123上设有台阶128，弹簧125套设在反扭轴调节螺钉123上，一端抵靠在台阶128上，另一端抵靠在固定套124上。转动反扭轴调节螺钉123，能调整反扭轴调节螺钉123和反扭轴121的相对位置，以调整弹簧125的形变力，即调整对反扭轴121的压紧力，保持反扭轴121和转子轴114的配合。在特殊螺母108的拧紧、松开过程中，随着特殊螺母108和转子轴114的螺纹啮合，转子轴114可能会有轴向的移动，施加止动扭矩的反扭轴121在弹簧125作用下具有一定的柔性，以适应操作过程中微小变化的转子轴114位置，保证反扭轴121和转子轴114连接位置的止动端齿的啮合效果。

以下结合所有附图来描述本发明提供的拧紧和松开装置100的安装和工作过程。

拧紧和松开装置100在安装时，首先通过紧固件116将装置整体固定至航空发动机的涡轮机匣。调节反扭轴调节螺钉123改变反扭轴121位置，使反扭轴121的端齿与转子轴114的端部啮合。通过螺纹环调节杆113调节随动螺纹环104来微调扭矩轴103的轴向位置，使扭矩轴103的第一端齿107与特殊螺母108的第二端齿109啮合。拧紧紧固螺钉110固定随动螺纹环104。在特殊螺母108的拧紧与松开过程中，由于随动螺纹环104固定且与特殊螺母108螺距一致，扭矩轴103会随着特殊螺母108同步运动，从而保证整个操作过程中第一端齿107和第二端齿109的啮合。在特殊螺母108的装配过程中，拧紧和松开装置100所形成的传力路径如下：扭矩放大器102带动扭矩轴103，扭矩轴103通过端齿啮合带动特殊螺母108，转子轴114传力给反扭轴121，反扭轴121传力给止动横梁118，再经止动柱117传力给主体支架105，由主体支架105返回到扭矩放大器102，使扭矩传递形成一个闭环。

本发明提供的一种特殊螺母的拧紧和松开装置的有益效果如下：

1.整体结构紧凑，零部件少，保证装置可以一体化安装，适应发动机不同的安装姿态。

2.在施加止动扭矩的轴端设计柔性结构，适应操作过程中不同的转子轴位置，保证反扭轴和转子轴端的止动啮合效果。

3.在施加拧紧扭矩的轴身处设计随动结构，实现操作过程中扭矩轴的随动，在操作过程中保持第一端齿和第二端齿的啮合，保证施加扭矩的平稳性。

本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。

Claims (11)

1.一种特殊螺母的拧紧和松开装置，所述特殊螺母用于装配到转子轴的外侧，所述拧紧和松开装置包括，

固定架，包括主体支架，所述主体支架上设有安装孔，所述主体支架固定设置在涡轮机匣上；

扭矩放大器，固定设置在所述主体支架上；

扭矩轴，穿设在所述主体支架的安装孔内，所述扭矩轴的底端设有第一端齿，所述特殊螺母的顶部设有第二端齿，所述第一端齿与第二端齿相互啮合，所述扭矩轴的顶部伸入所述扭矩放大器，所述扭矩放大器能带动所述扭矩轴转动以使特殊螺母装配到所述转子轴的外侧；

随动螺纹环，套设在所述扭矩轴外且固定设置在所述主体支架上，所述随动螺纹环具有内螺纹，所述扭矩轴上设有外螺纹，所述随动螺纹环与所述扭矩轴通过所述内、外螺纹形成螺纹配合，所述随动螺纹环和所述特殊螺母的螺距相同。

2.如权利要求1所述的特殊螺母的拧紧和松开装置，其特征在于，还包括紧固螺钉，所述随动螺纹环沿径向向外形成一安装部，所述安装部通过紧固螺钉固定在所述主体支架上，所述随动螺纹环的顶部向上伸入所述安装孔内。

3.如权利要求2所述的特殊螺母的拧紧和松开装置，其特征在于，所述安装部上开设有腰形槽，所述紧固螺钉穿过所述腰形槽固定在所述主体支架上，所述随动螺纹环的外壁上设有螺纹环调节杆，所述螺纹环调节杆沿所述随动螺纹环的径向布置。

4.如权利要求1所述的特殊螺母的拧紧和松开装置，其特征在于，所述随动螺纹环、扭矩轴、特殊螺母和转子轴共轴。

5.如权利要求1所述的特殊螺母的拧紧和松开装置，其特征在于，还包括限位螺栓，所述扭矩放大器通过所述限位螺栓固定设置在所述主体支架上。

6.如权利要求1所述的特殊螺母的拧紧和松开装置，其特征在于，还包括紧固件，所述主体支架的底部设有固定座，所述固定座通过所述紧固件固定在所述涡轮机匣上。

7.如权利要求1所述的特殊螺母的拧紧和松开装置，其特征在于，所述固定架还包括两根止动柱、一根止动横梁和顶紧螺栓，两根所述止动柱相对设置在所述主体支架上，所述止动横梁的两端分别设置在两根所述止动柱的顶端，所述顶紧螺栓穿设在所述止动横梁上，所述顶紧螺栓的底部压紧所述扭矩放大器。

8.如权利要求7所述的特殊螺母的拧紧和松开装置，其特征在于，所述固定架还包括支撑柱，设置在所述主体支架上，所述支撑柱与所述止动柱等高。

9.如权利要求7所述的特殊螺母的拧紧和松开装置，其特征在于，还包括反扭轴，设置在所述扭矩轴内，所述反扭轴的底端与所述转子轴的顶端配合固定，所述反扭轴的顶端与所述止动横梁配合，所述止动横梁限制所述反扭轴沿其周向转动。

10.如权利要求9所述的特殊螺母的拧紧和松开装置，其特征在于，所述反扭轴的外侧设有定位凸台，所述定位凸台与所述扭矩轴的内壁配合，以使所述反扭轴与扭矩轴保持同轴。

11.如权利要求9所述的特殊螺母的拧紧和松开装置，其特征在于，所述固定架还包括反扭轴调节螺钉、固定套和弹簧，所述反扭轴调节螺钉向下穿过所述止动横梁，在所述反扭轴调节螺钉的底部沿其长度方向设有限位槽，固定套设置在反扭轴调节螺钉的外围，所述固定套通过穿设在所述限位槽内的限位销固定在所述反扭轴上，在所述反扭轴调节螺钉上设有台阶，所述弹簧套设在所述反扭轴调节螺钉上，一端抵靠在台阶上，另一端抵靠在所述固定套上。

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