CN116214144A - 一种可折叠式螺母拧紧机构及拧紧方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可折叠式螺母拧紧机构及拧紧方法，包括安装框，安装框的顶部安装有第一电缸，第一电缸连接有活动座，活动座安装有伺服拧紧枪，伺服拧紧枪连接有扭矩传递杆，扭矩传递杆底部连接有内六角扭头，安装框底部安装有延长杆，安装框内侧底部安装有第二电缸，第二电缸的动力输出端连接有推板，推板底部铰接有偏置连杆，偏置连杆的下侧铰接有活动杆，活动杆的下侧铰接有偏置头，偏置头的左侧铰接在延长杆上，偏置头的上侧设有插孔，插孔内安装有六角连接头，六角连接头连接有传动组，传动组连接有螺母套。本发明的有益之处在于：能够对航空发动机盲腔内部的螺母进行快速拧紧，可通过自动控制，实现对螺母的精准拧紧。

Description

一种可折叠式螺母拧紧机构及拧紧方法

技术领域

本发明属于航空发动机盲腔内螺母拧紧技术领域，具体涉及一种可折叠式螺母拧紧机构。

背景技术

航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械，作为飞机的心脏，不仅是飞机飞行的动力，也是促进航空事业发展的重要推动力，人类航空史上的每一次重要变革都与航空发动机的技术进步密不可分。

公开号为CN110561098A的专利公开了一种航空发动机内部螺母软轴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软轴传动式拧紧执行系统。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。采用自动化作业方式，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。

但是上述技术方案在使用时，无法深入航空发动机的盲腔内部进行拧紧工作，而由人工摸索螺母位置采用特殊扳手一点一点完成拧紧，该方式效率非常低，劳动强度大，力矩无法控制，拧紧质量无法控制，另一种用延长杆式，扳手施加力在延长杆末端，这样虽然一定程度上优化了拧紧过程，但是也无法彻底解决效率、强度、方便性等问题。

发明内容

针对上述背景技术所提出的问题，本发明的目的是：旨在提供一种可折叠式螺母拧紧偏置机构，能够对航空发动机盲腔内部的螺母进行快速拧紧，并且可通过对伺服拧紧枪的自动控制，实现对螺母的精准拧紧，改善拧紧质量。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：一种可折叠式螺母拧紧机构，包括安装框，所述安装框的顶部一侧安装有第一电缸，所述第一电缸的动力输出端连接有活动座，所述活动座安装有伺服拧紧枪，所述伺服拧紧枪的动力输出端连接有扭矩传递杆，所述扭矩传递杆的底部贯穿安装框并延伸至安装框的外侧，所述扭矩传递杆底部连接有内六角扭头，所述安装框底部连接有延长杆，所述扭矩传递杆滑动安装在延长杆内；

所述安装框内侧底部或下表面连接有第二电缸，所述第二电缸的动力输出端连接有呈T形结构设置的推板，所述推板的底部开设有U形避空位，所述扭矩传递杆安装在U形避空位内，所述延长杆侧面开设有用于对所述推板进行避让的避空导向槽，所述推板滑动安装在所述避空导向槽内，所述推板右侧铰接有偏置连杆，所述偏置连杆的下侧铰接有活动杆，所述活动杆的下侧铰接有偏置头，所述偏置头的左侧铰接安装在延长杆上；

所述偏置头的上侧开设有与内六角扭头相匹配的插孔，当所述偏置头与扭矩传递杆垂直时，所述内六角扭头的中轴线与所述插孔的中轴线重合，所述插孔内安装有六角连接头，所述六角连接头连接有传动组，所述传动组连接有螺母套，所述螺母套旋转安装在偏置头上。

进一步地，所述活动座的两侧连接有导向座，所述导向座滑动连接有导向轨，所述导向轨安装在安装框的侧壁上。通过上述技术方案，能够通过导向座和导向轨的相互配合，对活动座进行平稳的导向，提高活动座运动的精准度。

进一步地，所述安装框在对应伺服拧紧枪处设有避空孔，所述伺服拧紧枪安装在避空孔内。通过壁空孔对伺服拧紧枪进行限位，便于通过活动座的移动来驱动伺服拧紧枪上下活动。

进一步地，所述扭矩传递杆的底部通过螺纹与内六角扭头锁紧连接，所述扭矩传递杆与内六角扭头连接处设定位孔，所述定位孔内安装有定位销。通过上述技术方案，使扭矩传递杆与内六角扭头连接更加稳固。

进一步地，所述延长杆内设有导向滑槽，所述扭矩传递杆安装在导向滑槽内。通过上述技术方案，便于对扭矩传递杆进行导向，防止扭矩传递杆的运动方向偏离预设轨迹。

进一步地，所述推板的两侧连接有导向杆，所述导向杆滑动连接有导向套，所述导向套固定安装在安装框。通过上述技术方案，使得推板运动更加平稳。

进一步地，所述延长杆设有若干辅助导向套，若干所述辅助导向套均匀的布置在延长杆上，所述偏置连杆滑动安装在辅助导向套内。通过上述技术方案，便于对偏置连杆进行导向，防止偏置连杆的运动方向发生偏移。

进一步地，所述传动组包括安装在六角连接头外侧的第一齿轮，所述第一齿轮啮合连接有第二齿轮，所述第二齿轮啮合连接有第三齿轮，所述第二齿轮与第三齿轮均连接有转轴，所述转轴安装在偏置头内，所述第三齿轮啮合连接有第四齿轮，所述第四齿轮安装在螺母套的外侧。通过上述技术方案，便于进行对扭矩传递杆传递的扭矩进行高效的传动，提高螺母套的输出扭矩，从而能够对螺母进行扭紧。

进一步地，所述偏置头包括面壳和底盖，所述面壳呈L形结构设置，所述面壳与底盖通过螺丝锁紧连接，所述面壳与底盖在对应螺母套处均设有轴承套，所述螺母套的两侧安装在轴承套内。通过上述技术方案，便于对螺母套进行限位，从而提高螺母转动过程中的平稳性。

一种可折叠式螺母拧紧机构的拧紧方法，应用于上述可折叠式螺母拧紧机构，包括以下步骤：

S1、控制第二电缸启动，使第二电缸拉动推板回缩，推板则带动偏置连杆向上运动，使偏置连杆带动活动杆转动，活动杆带动偏置头转动，使偏置头以偏置头与延长杆的铰接中心进行转动，将偏置头与扭矩传递杆的夹角展开至180°；

S2、将延长杆伸入到航空发动机的葫芦形状盲腔中，当偏置头伸入航空发动机到达螺母所在位置后，再次控制第二电缸启动，使第二电缸推动推板，使推板推动偏置连杆向下运动，偏置连杆则推动活动杆，活动杆推动偏置头，使偏置头以偏置头与延长杆的铰接中心进行转动，直到偏置头与扭矩传递杆形成90°的夹角后，第二电缸停止工作；

S3、控制第一电缸启动，使第一电缸推动活动座，活动座带动伺服拧紧枪，伺服拧紧枪推动扭矩传递杆，扭矩传递杆推动内六角扭头沿着延长杆滑动，直到内六角扭头插入到偏置头内的插孔中，并插接在六角连接头上，这时第一电缸停止运动，之后将偏置头上的螺母套入到目标螺母上，最后启动伺服拧紧枪，使伺服拧紧枪带动扭矩传递杆旋转，扭矩传递杆带动内六角扭头转动，内六角扭头带动六角连接头，六角连接头带动传动组进行传动工作，传动组带动螺母套进行旋转，从而使得旋转的螺母套对目标螺母进行旋转扭紧。

本发明的有益效果为：

1.当进入工件经过小直径轴径时偏置头与扭矩传递杆成一个大的夹角，尽量减小绕轴线方向上的直径空间尺寸，当进入到目标螺母所在大直径空间后，通过偏置连杆与活动杆使偏置头与扭矩传递杆垂直，在通过力矩传递杆带动偏置头中的传动组完成目标螺母的拧紧工作，能够降低工件空间限制对螺母拧紧的限制。

2.搭配控制器对第一电缸、第二电缸及伺服拧紧头进行控制能够实现对螺母的全自动化拧紧，减少人工劳动强度，提高了生产效率，提高了拧紧扭矩精度。

附图说明

本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；

图1为本发明实施例一中可折叠式螺母拧紧机构的结构示意图；

图2为本发明实施例一中可折叠式螺母拧紧机构的安装框剖面结构示意图；

图3为本发明实施例一中可折叠式螺母拧紧机构的偏置头剖面结构示意图；

图4为本发明实施例一中可折叠式螺母拧紧机构的A处放大结构示意图；

图中：安装框1、第一电缸2、活动座3、伺服拧紧枪4、扭矩传递杆5、内六角扭头6、延长杆7、第二电缸8、推板9、避空导向槽10、偏置连杆11、活动杆12、偏置头13、插孔14、六角连接头15、传动组16、螺母套17、导向座18、导向轨19、避空孔20、定位销21、导向滑槽22、导向杆23、导向套24、辅助导向套25、第一齿轮26、第二齿轮27、第三齿轮28、转轴29、第四齿轮30、面壳31、底盖32、轴承套33。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。

实施例1

参照图1、图2、图3和图4所示，本发明的涉及一种可折叠式螺母拧紧机构，包括安装框1，所述安装框1的顶部一侧安装有第一电缸2，所述第一电缸2的动力输出端连接有活动座3，所述活动座3安装有伺服拧紧枪4。所述伺服拧紧枪4的动力输出端连接有扭矩传递杆5，所述扭矩传递杆5的底部贯穿安装框1并延伸至安装框1的外侧，所述扭矩传递杆5底部连接有内六角扭头6，所述安装框1底部连接有延长杆7，所述扭矩传递杆5滑动安装在延长杆7内。

所述安装框1内侧底部或下表面连接有第二电缸8，所述第二电缸8的动力输出端连接有呈T形结构设置的推板9。所述推板9的底部开设有U形避空位，所述扭矩传递杆5安装在U形避空位内，所述延长杆7侧面开设有用于对所述推板9进行避让的避空导向槽10，所述推板9滑动安装在所述避空导向槽10内。所述推板9右侧铰接有偏置连杆11，所述偏置连杆11的下侧铰接有活动杆12。所述活动杆12的下侧铰接有偏置头13，所述偏置头13的左侧铰接安装在延长杆7上。

所述偏置头13的上侧开设有与内六角扭头6相匹配的插孔14，当所述偏置头13与扭矩传递杆垂直时，所述内六角扭头6的中轴线与所述插孔14的中轴线重合，所述插孔14内安装有六角连接头15，所述六角连接头15连接有传动组16，所述传动组16连接有螺母套17，所述螺母套17旋转安装在偏置头13上。

在至少其中一种实施例中，活动座3的两侧连接有导向座18，导向座18滑动与导向轨19滑动连接，导向轨19安装在安装框1的侧壁上。通过上述技术方案，能够通过导向座和导向轨的相互配合，对活动座3进行平稳的导向，提高活动座3运动的精准度这样的结构设计便于活动座3进行平稳的导向滑动。

在至少其中一种实施例中，安装框1在对应伺服拧紧枪4处设有避空孔20，伺服拧紧枪4安装在避空孔20内。通过壁空孔对伺服拧紧枪4进行限位，便于通过活动座3的移动来驱动伺服拧紧枪4上下活动。

在至少其中一种实施例中，扭矩传递杆5的底部通过螺纹与内六角扭头6锁紧连接，扭矩传递杆5与内六角扭头6连接处设定位孔，定位孔内安装有定位销21。通过上述技术方案，使扭矩传递杆与内六角扭头连接更加稳固。

在至少其中一种实施例中，延长杆7内设有导向滑槽22，扭矩传递杆5安装在导向滑槽22内。通过上述技术方案，便于对扭矩传递杆5进行导向，防止扭矩传递杆的运动方向偏离预设轨迹。

在至少其中一种实施例中，推板9的两侧连接有导向杆23，导向杆23滑动连接有导向套24，导向套24固定安装在安装框1。通过上述技术方案，使得推板运动更加平稳。

在至少其中一种实施例中，延长杆7设有若干辅助导向套25，若干辅助导向套25均匀的布置在延长杆7上，偏置连杆11滑动安装在辅助导向套25内。通过上述技术方案，便于对偏置连杆11进行导向，防止偏置连杆11的运动方向发生偏移。

在至少其中一种实施例中，传动组16包括安装在六角连接头15外侧的第一齿轮26，第一齿轮26啮合连接有第二齿轮27，第二齿轮27啮合连接有第三齿轮28，第二齿轮27与第三齿轮28均连接有转轴29，转轴29安装在偏置头13内，第三齿轮28啮合连接有第四齿轮30，第四齿轮30安装在螺母套17的外侧。通过上述技术方案，便于进行对扭矩传递杆5传递的扭矩进行高效的传动，提高螺母套17的输出扭矩，从而能够对螺母进行扭紧。

优选偏置头13包括面壳31和底盖32，面壳31呈L形结构设置，面壳31与底盖32通过螺丝锁紧连接，面壳31与底盖32在对应螺母套17处均设有轴承套33，螺母套17的两侧安装在轴承套33内。通过上述技术方案，便于对螺母套17进行限位，从而提高螺母转动过程中的平稳性。

实施例2

本发明还涉及一种可折叠式螺母拧紧机构的拧紧方法，应用于上述可折叠式螺母拧紧机构，包括以下步骤：

S1、控制第二电缸8启动，使第二电缸8拉动推板9回缩，推板9则带动偏置连杆11向上运动，使偏置连杆11带动活动杆12转动，活动杆12带动偏置头13转动，使偏置头1以偏置头13与延长杆7的铰接中心进行转动，将偏置头13与扭矩传递杆5的夹角展开至180°；

S2、将延长杆7伸入到航空发动机的葫芦形状盲腔中，当偏置头13伸入航空发动机到达螺母所在位置后，再次控制第二电缸8启动，使第二电缸8推动推板9，使推板9推动偏置连杆11向下运动，偏置连杆11则推动活动杆12，活动杆12推动偏置头13，使偏置头13以偏置头13与延长杆7的铰接中心进行转动，直到偏置头13与扭矩传递杆5形成90°的夹角后，第二电缸8停止工作；

S3、控制第一电缸2启动，使第一电缸2推动活动座3，活动座3带动伺服拧紧枪4，伺服拧紧枪4推动扭矩传递杆5，扭矩传递杆5推动内六角扭头6沿着延长杆7滑动，直到内六角扭头6插入到偏置头13内的插孔14中，并插接在六角连接头15上，这时第一电缸2停止运动，之后将偏置头13上的螺母套17套入到目标螺母上，最后启动伺服拧紧枪4，使伺服拧紧枪4带动扭矩传递杆5旋转，扭矩传递杆5带动内六角扭头6转动，内六角扭头6带动六角连接头15，六角连接头15带动传动组16进行传动工作，传动组16带动螺母套17进行旋转，从而使得旋转的螺母套17对目标螺母进行旋转扭紧。

上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种可折叠式螺母拧紧机构，其特征在于，包括安装框（1），所述安装框（1）的顶部一侧安装有第一电缸（2），所述第一电缸（2）的动力输出端连接有活动座（3），所述活动座（3）安装有伺服拧紧枪（4），所述伺服拧紧枪（4）的动力输出端连接有扭矩传递杆（5），所述扭矩传递杆（5）的底部贯穿安装框（1）并延伸至安装框（1）的外侧，所述扭矩传递杆（5）底部连接有内六角扭头（6），所述安装框（1）底部连接有延长杆（7），所述扭矩传递杆（5）滑动安装在延长杆（7）内；

所述安装框（1）内侧底部或下表面连接有第二电缸（8），所述第二电缸（8）的动力输出端连接有呈T形结构设置的推板（9），所述推板（9）的底部开设有U形避空位，所述扭矩传递杆（5）安装在U形避空位内，所述延长杆（7）侧面开设有用于对所述推板（9）进行避让的避空导向槽（10），所述推板（9）滑动安装在所述避空导向槽（10）内，所述推板（9）右侧铰接有偏置连杆（11），所述偏置连杆（11）的下侧铰接有活动杆（12），所述活动杆（12）的下侧铰接有偏置头（13），所述偏置头（13）的左侧铰接安装在延长杆（7）上；

所述偏置头（13）的上侧开设有相匹配的插孔（14），当所述偏置头（13）与扭矩传递杆垂直时，所述内六角扭头（6）的中轴线与所述插孔（14）的中轴线重合，所述插孔（14）内安装有六角连接头（15），所述六角连接头（15）连接有传动组（16），所述传动组（16）连接有螺母套（17），所述螺母套（17）旋转安装在偏置头（13）上。

2.根据权利要求1所述的一种可折叠式螺母拧紧机构，其特征在于，所述活动座（3）的两侧连接有导向座（18），所述导向座（18）滑动与导向轨（19）滑动连接，所述导向轨（19）安装在安装框（1）的侧壁上。

3.根据权利要求2所述的一种可折叠式螺母拧紧机构，其特征在于，所述安装框（1）在对应伺服拧紧枪（4）处设有避空孔（20），所述伺服拧紧枪（4）安装在避空孔（20）内。

4.根据权利要求3所述的一种可折叠式螺母拧紧机构，其特征在于，所述扭矩传递杆（5）的底部通过螺纹与内六角扭头（6）锁紧连接，所述扭矩传递杆（5）与内六角扭头（6）连接处设定位孔，所述定位孔内安装有定位销（21）。

5.根据权利要求4所述的一种可折叠式螺母拧紧机构，其特征在于，所述延长杆（7）内设有导向滑槽（22），所述扭矩传递杆（5）安装在导向滑槽（22）内。

6.根据权利要求5所述的一种可折叠式螺母拧紧机构，其特征在于，所述推板（9）的两侧连接有导向杆（23），所述导向杆（23）滑动连接有导向套（24），所述导向套（24）固定安装在安装框（1）。

7.根据权利要求6所述的一种可折叠式螺母拧紧机构，其特征在于，所述延长杆（7）设有若干辅助导向套（25），若干所述辅助导向套（25）均匀的布置在延长杆（7）上，所述偏置连杆（11）滑动安装在辅助导向套（25）内。

8.根据权利要求7所述的一种可折叠式螺母拧紧机构，其特征在于，所述传动组（16）包括安装在六角连接头（15）外侧的第一齿轮（26），所述第一齿轮（26）啮合连接有第二齿轮（27），所述第二齿轮（27）啮合连接有第三齿轮（28），所述第二齿轮（27）与第三齿轮（28）均连接有转轴（29），所述转轴（29）安装在偏置头（13）内，所述第三齿轮（28）啮合连接有第四齿轮（30），所述第四齿轮（30）安装在螺母套（17）的外侧。

9.根据权利要求8所述的一种可折叠式螺母拧紧机构，其特征在于，所述偏置头（13）包括面壳（31）和底盖（32），所述面壳（31）呈L形结构设置，所述面壳（31）与底盖（32）通过螺丝锁紧连接，所述面壳（31）与底盖（32）在对应螺母套（17）处均设有轴承套（33），所述螺母套（17）的两侧安装在轴承套（33）内。

10.一种可折叠式螺母拧紧机构的拧紧方法，应用于权利要求1-9任一项所述的可折叠式螺母拧紧机构，其特征在于，包括以下步骤：

S1、控制第二电缸（8）启动，使第二电缸（8）拉动推板（9）回缩，推板（9）则带动偏置连杆（11）向上运动，使偏置连杆（11）带动活动杆（12）转动，活动杆（12）带动偏置头（13）转动，使偏置头（13）以偏置头（13）与延长杆（7）的铰接中心进行转动，将偏置头（13)与扭矩传递杆(5)的夹角展开至180°；

S2、将延长杆（7）伸入到航空发动机的葫芦形状盲腔中，当偏置头（13）伸入航空发动机到达螺母所在位置后，再次控制第二电缸（8）启动，使第二电缸（8）推动推板（9），使推板（9）推动偏置连杆（11）向下运动，偏置连杆（11）则推动活动杆（12），活动杆（12）推动偏置头（13），使偏置头（13）以偏置头（13）与延长杆（7）的铰接中心进行转动，直到偏置头（13)与扭矩传递杆(5)形成90°的夹角后，第二电缸(8)停止工作；

S3、控制第一电缸(2)启动，使第一电缸(2)推动活动座(3)，活动座(3)带动伺服拧紧枪(4)，伺服拧紧枪(4)推动扭矩传递杆(5)，扭矩传递杆(5)推动内六角扭头（6）沿着延长杆（7）滑动，直到内六角扭头（6）插入到偏置头（13）内的插孔（14）中，并插接在六角连接头（15）上，这时第一电缸（2）停止运动，之后将偏置头（13）上的螺母套（17）套入到目标螺母上，最后启动伺服拧紧枪（4），使伺服拧紧枪（4）带动扭矩传递杆（5）旋转，扭矩传递杆（5）带动内六角扭头（6）转动，内六角扭头（6）带动六角连接头（15），六角连接头（15）带动传动组（16）进行传动工作，传动组（16）带动螺母套（17）进行旋转，从而使得旋转的螺母套（17）对目标螺母进行旋转扭紧。

Images