[发明专利]一种适用在内腔结构中拧紧的连杆式拧紧机构及方法

说明书

本发明公开了一种适用在内腔结构中拧紧的连杆式拧紧机构及方法，所述机构包括外筒、拧紧动力机构、拧紧传动机构和连杆机构。本发明采用圆筒形结构外筒，具有结构刚度高的特点，满足拧紧稳定性要求；本发明采用数控系统控制连杆机构运动，实现杆状齿轮箱自动化转位至拧紧工位，避免人工误操作，提高作业效率；本发明采用数控系统控制拧紧动力机构作为拧紧动力输入方式，实现具有拧紧转角和扭矩精确测控功能的数控拧紧，提高拧紧精度与一致性；本发明采用在外筒内部安装拧紧动力系统的方式，减少拧紧传动距离，提高传动效率与精度；本发明采用在拧紧套筒尾端与输出齿轮花键槽盲孔之间安装弹簧结构，实现拧紧套筒对螺纹连接件的弹性压紧。

技术领域

本发明属于自动化装配技术领域，特别涉及一种适用在内腔结构中拧紧的连杆式拧紧机构及方法。

背景技术

在对某些工件内腔结构中螺纹连接件实施拧紧作业过程中，需要拧紧机构从工件进口进给至内腔，通过整体位移或局部机构相对运动，使拧紧套筒移至待拧紧螺纹连接件的拧紧工位处，对相应螺纹连接件进行拧紧。由于空间限制，存在拧紧机构可达性问题，对于进口直径小、螺栓进深远和分布直径大的工件结构，以及拧紧行程方向与进口方向相反的“反拧”结构，传统刚性拧紧机构难以到达至拧紧位置。对于航空发动机转子组件等具有高拧紧质量要求的内腔拧紧结构，对拧紧机构的精度、稳定性和自动化程度具有更高的要求。

目前行业内对于内腔结构拧紧作业，主要应用L形或C形的细长杆状拧紧器具，通过人工操作装置进行套筒至位和拧紧驱动，过程中大量依靠手动操作，没有通过利用自动化的拧紧机构来进行工作，主要存在以下不足：(1)装置刚度低：现应用装置多为细长杆状结构，刚度低、稳定性差，拧紧过程中易受载变形。(2)自动化程度低：现主要通过人工利用经验操作方式进行拧紧套筒运动至拧紧工位，存在人为因素导致的螺纹连接组件拧紧相对偏移和倾斜等缺陷，同时存在工人技能要求高、劳动强度大和效率低下的问题。(3)拧紧精度低：现应用装置主要采用人力扭距器具作为拧紧动力输入，难以保证拧紧一致性，远端的长距离传动导致传动效率低下，螺纹连接件所受扭矩与转角无法精确测控，无法保证拧紧精度。

中国专利CN201410539517.8公开了《一种孔内螺母限力拧紧转接器》，包括扳手扭头、连杆、柔性悬拉钢索组件、扭臂后段、弹簧、销、扭臂前段、扳手头和D字头螺栓；扭臂后段与扭臂前段用销连接，并安装弹簧；扭臂后段与连杆焊接在一起，扭臂前段与扳手头焊接在一起，连杆与扳手扭头焊接在一起，柔性悬拉钢索组件穿过连杆侧面，两端分别连接连杆和扭臂前段。该发明的优点：基于同轴转化，扭头臂径向尺寸可变，水平弹性限位展直，柔性悬拉钢索操控技术的孔内螺母限力拧紧转接器，解决了零件设计后的装配瓶颈问题。替代了研制自动化机械手的昂贵费用与风险。确保了后续动平衡和传动装配工作及其它系列零部件研制工作的顺利进行。

中国专利CN201220684935.2公开了一种《内腔曲路螺母拧紧用辅助工装》，用于将被拧紧的螺母；其由下述结构构成：拧紧头、转接器、工装操作端；其中：拧紧头和工装操作端固定布置在转接器的两端；转接器为“L”字型结构；拧紧头处设置有用于和被拧紧的螺母配合的横截面为正六边形的孔。该工装可以结合内腔曲路螺母拧紧装置、孔探仪、微型摄像头等使用，一边在内腔曲路螺母拧紧的最后阶段进行螺母拧紧力的校准，确保技术效果。该工装结构简单，保证了螺母拧紧装置拧紧螺母的操作之后的后处理过程的技术效果。

上述两项专利适用在内腔结构中对螺纹连接件实施拧紧，但均具有结构为细长状、未采用具备数控功能的自动化拧紧动力系统的特点，存在装置刚度较低、使用过程大量依赖人工操作、操作复杂且效率较低等问题。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种刚度高、自动化程度高、操作简单且效率高的适用在内腔结构中拧紧的连杆式拧紧机构及方法。

本发明的技术方案是：一种适用在内腔结构中拧紧的连杆式拧紧机构，包括外筒、拧紧动力机构、拧紧传动机构和连杆机构。