旋转透平机械转子内腔的工装及限力装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供一种限力装置，包括：支承单元，包括安装平台；收放单元，包括筒形支架，还包括移动件、第一连杆和支点部；和限力摆头，包括力矩输出件和输入传动件；在第一铰接位，限力摆头与第一连杆铰接，在第二铰接位，限力摆头与支承单元的支点部铰接；以及限力驱动单元，设置成在筒形支架内可与输入传动件对接，以驱动输入传动件旋转；在收缩状态下，限力摆头位于柱形空间内；在摆出状态下，限力摆头随着移动件轴向移动而绕着第二铰接位摆动从而朝向柱形空间外侧摆出。本发明专利技术还提供一种旋转透平机械转子内腔的工装。该限力装置可以用于强限制复杂空间零件装配。

【技术实现步骤摘要】
旋转透平机械转子内腔的工装及限力装置
本专利技术涉及一种限力装置，特别涉及一种旋转透平机械转子内腔的工装，可以用于对转子内腔的紧固件进行限力。
技术介绍
旋转透平机械的转子零件一般由多级螺栓连接，这些螺栓一般都处于转子内腔，由于转子内腔入口小，进深大，内腔结构复杂，而且螺栓所在操作半径远大于转子内腔入口，所以内腔螺栓连接的装配一直是装配中的难题。以往针对入口相对较大，进深相对较短的转子，内腔螺栓连接勉强可以采用人工带帽，再用“C”型专用工装拧紧和分解螺母，但随着透平机械，如航空发动机，气动性能和可靠性要求越来越高，工作转速逐步升高，轴承尺寸逐渐减少，转子结构越来越细长，导致转子内腔入口越来越小，人手已经无法到达转子内腔进行拧紧和分解操作，只能依靠高度复杂的专用工装完成。以螺母最终限力为例，传统“C”型专用工装采用人工限力，需要一根长长的扭力杆传扭，将力矩扳手的力矩传到拧紧头的齿轮组上，再传递到待拧紧的螺母。由于内腔小入口的限制，和工装多功能的需求，扭力杆直径被限制得非常小，在大力矩限力时扭力杆容易发生变形，使得输出力矩精度不高，工装的可靠性偏低；在限力过程中由于在传递路径(包括扭力杆和齿轮组)上有力矩衰减，输入力矩要求很大，导致劳动强度很大。此外由于该限力操作为转子内腔的盲装，为避免工装与转子内腔磕碰，装配时需要格外小心；加上转子入口小，“C”型专用工装单次摆转的角度非常有限，需要操作人员多次对准螺母进行限力，螺母装配效率很低。例如，中国专利技术专利CN105479391A公开了一种孔内螺母限力拧紧转接器，所述的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，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。本专利技术旨在设计一种限力装置，可以适用于窄深内腔诸如上述转子内腔的紧固件限力，提供一种强限制复杂空间零件装配的方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种限力装置，可以便于进入窄深内腔例如转子内腔而对紧固件诸如螺母进行限力。本专利技术提供了一种限力装置，包括：支承单元，包括安装平台；收放单元，包括筒形支架，所述筒形支架在所述安装平台的一侧设置，所述收放单元还包括：移动件，设置成在所述筒形支架内可轴向移动，并延伸到所述安装平台；第一连杆，一端铰接于所述移动件；和支点部，设置在所述筒形支架的远离所述安装平台的一端；限力摆头，包括：力矩输出件，设置成可输出限力力矩；和输入传动件，设置成可旋转并与所述力矩输出件可传动地连接；所述限力摆头具有第一铰接位和第二铰接位，在所述第一铰接位，所述限力摆头与所述第一连杆的另一端铰接，在所述第二铰接位，所述限力摆头与所述收放单元的所述支点部铰接；以及限力驱动单元，设置在所述筒形支架内可与所述限力摆头的所述输入传动件对接，以驱动所述输入传动件旋转；其中，所述限力装置具有回缩状态和摆出状态，在回缩状态下，所述限力摆头位于一柱形空间内；在所述摆出状态下，所述限力摆头随着所述移动件的轴向移动而绕着所述第二铰接位与所述支点部之间的铰接轴线摆动从而朝向所述柱形空间外侧摆出，所述柱形空间由所述限力装置能进入的最小通道限定。在一个实施方式中，所述收放单元设置成相对于所述安装平台可轴向移动，进而所述限力摆头进行轴向移动；所述限力装置还包括驱动所述收放单元轴向移动的升降动力源，所述升降动力源设置于所述安装平台。在一个实施方式中，所述限力驱动单元还包括：限力动力源，包括输出轴；对接机构；和对接驱动机构，驱动所述对接机构轴向移动，以使所述对接机构可传动地连接在所述限力动力源的输出轴和所述输入传动件之间。在一个实施方式中，所述对接机构包括：连接轴，一端花键连接所述限力动力源的所述输出轴，另一端花键连接所述输入传动件；和外筒，通过旋转轴承设置于所述连接轴外围；所述对接驱动机构连接所述对接机构的所述外筒。在一个实施方式中，所述收放单元还包括驱动所述移动件轴向移动的移动动力源，所述移动动力源在所述安装平台的相反于所述筒形支架侧的一侧设置。在一个实施方式中，所述收放单元还包括转动平台，所述筒形支架设置成相对于所述转动平台可转动；所述限力装置还包括驱动所述筒形支架转动的分度动力源，所述分度动力源安装于所述转动平台。在一个实施方式中，所述力矩输出件为限力套筒；所述输入传动件与所述力矩输出件之间通过齿轮传动。在一个实施方式中，所述支承单元还包括独立于所述安装平台的孔支撑机构，所述孔支撑机构对应于所述筒形支架的远离所述安装平台的一端设置，所述孔支撑机构适合于在孔内固定，所述孔支撑机构对所述收放单元进行支撑。在一个实施方式中，所述孔支撑机构包括：导向台；活动件，相对于所述导向台设置成可轴向移动；及多个联动构件，每个所述联动构件包括：顶撑件，在所述导向台上设置成可径向移动；和第二连杆，一端铰接于所述活动件，另一端铰接于所述顶撑件；其中，所述顶撑件适合于与孔摩擦配合。在一个实施方式中，所述筒形支架远离所述安装平台的一端轴向突出设置多个顶接件，所述多个顶接件在所述活动件的周向上夹持所述活动件。本专利技术还提供一种旋转透平机械转子内腔的工装，包括上述的限力装置，所述限力装置的安装平台固定于转子内腔的入口处，所述限力摆头置入转子内腔的中心通道，所述柱形空间的径向尺寸不大于转子内腔的中心通道的径向尺寸。本专利技术设计的限力装置利用精巧机械结构的设计，使得装置能够从小入口进入，避开窄深内腔诸如转子内腔的复杂结构限制，并在该窄深内腔内打开，实现大操作半径的盲装操作。该限力装置充分利用窄深内腔诸如转子内腔空间，将限力动力源内置，减小力的传递路径，提高力矩控制精度，从而实现高精度限力；其中，限力动力源对接结构的设计，可以控制机械机构完成动力源与输入传动件的对接。本专利技术设计的限力装置中支撑机构作为支撑和反扭结构的设计，充分利用诸如转子内腔的这种结构而设计支撑结构，减小大力矩输出时装置受力变形，提高装置的可靠性，降低扭矩传递衰减率，可以便于实现装置输出扭矩的实时动态测量以及装置操作过程的自动化控制。本专利技术设计的限力装置可以克服窄深内腔诸如转子内腔螺纹连接装配的技术需求和传统工装的局限。附图说明包括附图是为提供对本专利技术进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本专利技术的实施方式，并与本说明书一起起到解释本专利技术原理的作用。附图中：图1是转子内腔的结构示意图。图2是限力装置的立体图。图3是示出限力驱动单元与限力摆头对接前的状态的示意图。图4是示出限力驱动单元与限力摆头对接后的状态的示意图。图5是从另一角度观察图4所示状态的局部放大图。图6是从又一角度观察图4所示状态的局部放大图。图7是示出限力驱动单元和限力摆头内部构造的示意图。图8是孔支撑机构的立体图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种限力装置，其特征在于，包括：/n支承单元，包括安装平台；/n收放单元，包括筒形支架，所述筒形支架在所述安装平台的一侧设置，所述收放单元还包括：/n移动件，设置成在所述筒形支架内可轴向移动，并延伸到所述安装平台；/n第一连杆，一端铰接于所述移动件；和/n支点部，设置在所述筒形支架的远离所述安装平台的一端；/n限力摆头，包括：/n力矩输出件，设置成可输出限力力矩；和/n输入传动件，设置成可旋转并与所述力矩输出件可传动地连接；/n所述限力摆头具有第一铰接位和第二铰接位，在所述第一铰接位，所述限力摆头与所述第一连杆的另一端铰接，在所述第二铰接位，所述限力摆头与所述收放单元的所述支点部铰接；以及/n限力驱动单元，设置在所述筒形支架内可与所述限力摆头的所述输入传动件对接，以驱动所述输入传动件旋转；/n其中，所述限力装置具有回缩状态和摆出状态，在回缩状态下，所述限力摆头位于一柱形空间内；在所述摆出状态下，所述限力摆头随着所述移动件的轴向移动而绕着所述第二铰接位与所述支点部之间的铰接轴线摆动从而朝向所述柱形空间外侧摆出，所述柱形空间由所述限力装置能进入的最小通道限定。/n

【技术特征摘要】
1.一种限力装置，其特征在于，包括：
支承单元，包括安装平台；
收放单元，包括筒形支架，所述筒形支架在所述安装平台的一侧设置，所述收放单元还包括：
移动件，设置成在所述筒形支架内可轴向移动，并延伸到所述安装平台；
第一连杆，一端铰接于所述移动件；和
支点部，设置在所述筒形支架的远离所述安装平台的一端；
限力摆头，包括：
力矩输出件，设置成可输出限力力矩；和
输入传动件，设置成可旋转并与所述力矩输出件可传动地连接；
所述限力摆头具有第一铰接位和第二铰接位，在所述第一铰接位，所述限力摆头与所述第一连杆的另一端铰接，在所述第二铰接位，所述限力摆头与所述收放单元的所述支点部铰接；以及
限力驱动单元，设置在所述筒形支架内可与所述限力摆头的所述输入传动件对接，以驱动所述输入传动件旋转；
其中，所述限力装置具有回缩状态和摆出状态，在回缩状态下，所述限力摆头位于一柱形空间内；在所述摆出状态下，所述限力摆头随着所述移动件的轴向移动而绕着所述第二铰接位与所述支点部之间的铰接轴线摆动从而朝向所述柱形空间外侧摆出，所述柱形空间由所述限力装置能进入的最小通道限定。


2.如权利要求1所述的限力装置，其特征在于，
所述收放单元设置成相对于所述安装平台可轴向移动，进而所述限力摆头进行轴向移动；
所述限力装置还包括驱动所述收放单元轴向移动的升降动力源，所述升降动力源设置于所述安装平台。


3.如权利要求1所述的限力装置，其特征在于，
所述限力驱动单元还包括：
限力动力源，包括输出轴；
对接机构；和
对接驱动机构，驱动所述对接机构轴向移动，以使所述对接机构可传动地连接在所述限力动力源的输出轴和所述输入传动件之间。


4.如权利要求3所述的限力装置，其特征在于，
所述对接机构包括：
连接轴，一端花键连接所述限力动力源的所述输出轴，另一端花键连接所述输入传动件；和<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈津，杨世锡，孙嘉振，刘学坤，周烁，
申请(专利权)人：中国航发上海商用航空发动机制造有限责任公司，浙江大学，
类型：发明
国别省市：上海;31