一种涡轮泵轴系锁片锁紧螺母自动拧紧方法

  将锁片(3)装入涡轮泵的涡轮泵轴(1)的卡槽(11)内，将锁紧螺母(2)套设于涡轮泵轴

  (1)外侧，锁片(3)顶端的锁耳紧贴卡槽(11)外壁且位于轴系螺母的内侧；

  将转接工装与锁紧螺母(2)连接、止动工装与涡轮泵轴(1)连接，转接工装带动锁紧螺

  目标拧紧扭矩为a‑(a+b)，设定驱动转接工装以cN.m的拧紧扭矩转动，a≤c(a+b)，扭

  确定锁片(3)的锁耳与锁紧槽(21)的相对位置是否一致，若位置一致，使锁耳变形将锁

  耳卡入锁紧螺母(2)的锁紧槽(21)内，若位置不一致，再次驱动转接工装转动，转角依次增

  加0.5°‑1.5°，直到锁片(3)的锁耳与锁紧槽(21)的相对位置达到一致，此时扭矩为d N.m，d

  ≤a+bN.m，将锁耳用冲击法敲入螺母锁紧槽(21)内锁紧，若锁片(3)的锁耳与锁紧槽(21)的

  2.根据权利要求1所述的一种涡轮泵轴系锁片锁紧螺母自动拧紧方法，其特征是：所

  述转接工装的端部设置有多个圆柱销(512)，锁紧螺母(2)的端部开设有定位孔(22)，圆柱

  3.根据权利要求1所述的一种涡轮泵轴系锁片锁紧螺母自动拧紧方法，其特征是：所

  述止动工装的外壁设置有外花键(412)，外花键(412)与涡轮泵轴(1)内壁的内花键(12)相

  4.根据权利要求3所述的一种涡轮泵轴系锁片锁紧螺母自动拧紧方法，其特征是：所

  述止动工装的外壁设置有定位台阶(413)，定位台阶(413)位于外花键(412)的端部，且定位

  5.根据权利要求1所述的一种涡轮泵轴系锁片锁紧螺母自动拧紧方法，其特征是：所

  述止动工装和转接工装的端部设置有壳体(6)，止动工装与壳体(6)固定连接，转接工装与

  6.根据权利要求5所述的一种涡轮泵轴系锁片锁紧螺母自动拧紧方法，其特征是：所

  述转接工装连接有带动自身转动的拧紧装置，拧紧装置包含第一齿轮(71)和第二齿轮

  (72)，第一齿轮(71)连接于转接工装位于壳体(6)内部分的外壁，第二齿轮(72)转动连接于

  壳体(6)内，且第二齿轮(72)与第一齿轮(71)啮合，第二齿轮(72)连接有驱动第二齿轮(72)

  7.根据权利要求5所述的一种涡轮泵轴系锁片锁紧螺母自动拧紧方法，其特征是：所

  述止动工装包括止动件(41)和第一拧紧件(42)，止动件(41)的端部设置有第二四方接口

  (411)，第一拧紧件(42)套设于第二四方接口(411)外；第一拧紧件(42)与壳体(6)固定连

  8.根据权利要求6所述的一种涡轮泵轴系锁片锁紧螺母自动拧紧方法，其特征是：所

  述转接工装包括转接件(51)和第二拧紧件(52)，转接件(51)的端部设置有第一四方接口

  (511)，第二拧紧件(52)插设于第一四方接口(511)内；第一齿轮(71)连接于第二拧紧件

  9.根据权利要求2所述的一种涡轮泵轴系锁片锁紧螺母自动拧紧方法，其特征是：所

  10.根据权利要求3所述的一种涡轮泵轴系锁片锁紧螺母自动拧紧方法，其特征在于：

  所述外花键(412)与内花键(12)尺寸一致，装配间隙单边0.3mm～0.5mm。

  拧紧方法，针对轴上内孔有花键、装配后用锁片锁紧的装配精度要求高、拧紧扭矩为700N.m

  火箭发射中得到成功应用。涡轮泵的涡轮泵轴外螺纹连接有锁紧螺母，锁紧螺母的端部开

  设有锁紧槽，涡轮泵轴外开设有卡槽，卡槽内设置有锁片，同时锁片卡设于锁紧槽内，涡轮

  目前，液氧煤油发动机涡轮泵现有的装配过程，主要依托熟练技师辅以相应工装，

  以手工边装配边检测方式来进行生产。虽然该生产方式能够最大限度的保证产品质量，但针

  对拧紧扭矩大、装配精度要求高的轴系锁片锁紧螺母，工人手工装配中存在拧紧劳动强度

  大、易偏斜、锁片不易锁紧、装配一致性不易保证等问题，导致装配过程经常反复，难以满足

  常规运载火箭更高密度发射的需求。通过涡轮泵螺纹件自动拧紧装配技术探讨研究，可实现轴

  系锁紧螺母自动拧紧，降低工人的劳动强度，提高涡轮泵装配效率及质量一致性，解决当前

  片锁紧螺母自动拧紧方法，设计多用途的零件专用转接工装和专用止动工装，编制扭矩控

  制及转角控制程序，实现轴系螺母自动拧紧，降低工人的劳动强度，提高涡轮泵装配效率及

  目标拧紧扭矩为a‑(a+b)，设定驱动转接工装以cN.m的拧紧扭矩转动，  a≤c(a+

  卡入锁紧螺母的锁紧槽内，若位置不一致，再次驱动转接工装转动，转角依次增加0 .5°‑

  1.5°，直到锁片的锁耳与锁紧槽的相对位置达到一致，此时扭矩为d  N.m，d≤a+bN.m，将锁

  耳用冲击法敲入螺母锁紧槽内锁紧，若锁片的锁耳与锁紧槽的未正对，扭矩就已到达a+

  轮，第一齿轮连接于转接工装位于壳体内部分的外壁，第二齿轮转动连接于壳体内，且第二

  齿轮与第一齿轮啮合，第二齿轮连接有驱动第二齿轮转动的驱动件。驱动件可以为拧紧轴

  所述圆柱销与定位孔径向间隙0.2mm～0.3mm，轴向定位尺寸5mm～10  mm。

  (1)本发明通过设计转接工装，通过扭矩控制及转角控制，实现锁紧螺母自动拧

  紧，该装配方法解决了当前涡轮泵轴系螺母装配中存在的施力不均易损伤零件、轴系跳动

  量超差、装配一致性不易保证、工人劳动强度大等问题，保证了产品的最终装配扭矩、尺寸

  (2)本发明实现了轴系螺母自动拧紧，相比现有的工人手工使用扭矩扳手拧紧装

  配方法，实现精准均匀施力，同时控制转角和扭矩，装配效率提升50％，大幅度降低了工人劳

  (3)本发明通过自动拧紧装置精准控制螺母的扭矩和转角，保证锁紧位置准确，避

  41、止动件；411、第二四方接口；412、外花键；413、定位台阶；42、第一拧紧件；

  参照图1和图2，一种涡轮泵轴系锁片锁紧螺母自动拧紧方法，针对涡轮泵轴1系螺

  母装配结构特点，设计出刚度较好、多用途的零件专用转接工装、专用止动工装和专用的自

  动拧紧装置，既能满足锁紧螺母2自动拧紧，同时又能可靠定位避免装配过程施力不均造成

  参照图1，首先将锁片3装入涡轮泵轴1台上，并使锁片3卡入卡槽11  内，然后将锁

  紧螺母2手动装入涡轮泵轴1的外螺纹上，锁片3顶端的锁耳紧贴卡槽11外壁且位于轴系螺

  母的内侧；再将转接工装与锁紧螺母2连接、止动工装与涡轮泵轴1连接；将自动拧紧装置接

  口一与止动工装手动对接定位后锁紧自动拧紧装置确保位置不变，启动自动拧紧程序，自

  动拧紧装置接口二自动与转接工装接口二对接定位，实现轴与锁紧螺母2自动拧紧，保证扭

  矩满足规定的要求，查看锁片3的锁耳与螺母锁紧槽21的相对位置是否一致，若位置一致，直接将

  锁耳用冲击法敲入螺母锁紧槽21内，若位置不一致，编制扭矩与转角控制程序，多次启动自

  动拧紧程序，每次转角增加1°，直到锁片3的锁耳与螺母锁紧槽21的相对位置达到一致，同

  时扭矩值也满足要求后，将锁耳用冲击法敲入螺母锁紧槽21内锁紧。具体步骤如下：

  (1)将锁片3装入涡轮泵轴1台上，且锁片3位于卡槽11内，将锁紧螺母2装入涡轮泵

  轴1的外螺纹上，保证锁片3端面与轴端面贴合，锁耳不高出涡轮泵轴1的外螺纹面，锁片3顶

  (2)将转接工装与锁紧螺母2连接、止动工装与涡轮泵轴1连接；具体的，止动工装

  包括止动件41和第一拧紧件42，止动件41的端部设置有第二四方接口411，第二四方接口

  411为外四方接口，第一拧紧件42套设于第二四方接口411内；第一拧紧件42与壳体6固定连

  接；转接工装包括转接件51和第二拧紧件52，转接件51的端部设置有第一四方接口511，第

  一四方接口511  为内四方接口，第二拧紧件52插设于第一四方接口511内；第一拧紧件42和

  第二拧紧件52的端部设置有壳体6，第一拧紧件42穿过壳体6并与壳体6固定连接，第二拧紧

  件52同轴套设于第一拧紧件42外侧，且第二拧紧件52与壳体6转动连接，第二拧紧件52连接

  有带动自身转动的拧紧装置，拧紧装置包含第一齿轮71和第二齿轮72，第一齿轮71连接于

  第二拧紧件52位于壳体6内部分的外壁，第二齿轮72转动连接于壳体6内，第二齿轮72与第

  一齿轮  71啮合，第二齿轮72连接有驱动第二齿轮72转动的驱动件；止动件41的外壁设置有

  外花键412，外花键412与涡轮泵轴1内壁的内花键12相适配，止动件41的外壁设置有定位台

  阶413，定位台阶413位于外花键412的端部，且定位台阶413的外径大于内花键12的内径；转

  接件51的端部设置有多个圆柱销512，锁紧螺母2的端部开设有定位孔22，圆柱销512与定位

  孔22一一对应；将转接件51底部的圆柱销512插入锁紧螺母2的定位孔22内；将止动件41的

  端部装入涡轮泵轴1内，外花键412与内花键12配合定位，同时定位台阶413卡设于内花键12

  (3)编制扭矩控制拧紧程序，本实施例中，按扭矩要求设置螺纹件拧紧扭矩值，以

  拧紧扭矩要求为720～950N .m为例，设置拧紧上限扭矩为950N .m，设置拧紧目标扭矩为

  (4)将第一拧紧件42插设于止动件41顶部的第二四方接口411内，进行对接定位，

  (5)启动拧紧装置，驱动件带动第二齿轮72转动，第二齿轮72带动第一齿轮71转

  动，第一齿轮71带动第二拧紧件52、转接件51和锁紧螺母2转动，而涡轮泵轴1、止动件41、第

  一拧紧件42与壳体6之间相对没有转动，随着锁紧螺母2的转动，实现涡轮泵轴1与轴端螺母

  的拧紧；具体的，转接件51以cN.m的拧紧扭矩转动，目标拧紧扭矩为aN.m+b  N.m，a≤c(a+

  b)，扭矩到达cN.m时，本实施例中c为725N.m，转接工装停止转动；

  (6)确定锁片3的锁耳与锁紧槽21的相对位置是否一致，若位置一致，将锁耳用冲

  击法敲入螺母锁紧槽21内锁紧，若位置不一致，再次驱动转接工装转动，每次转角增加1°，

  直到锁片3的锁耳与锁紧槽21的相对位置达到一致，此时扭矩为d  N.m，d≤a+bN.m，即在本

  实施例中，若d≤950N.m，将锁耳用冲击法敲入螺母锁紧槽21内锁紧，若锁片3的锁耳与锁紧

  槽21未达到正对状态，扭矩就已到达a+bN.m(950N.m)，停止自动拧紧，更换另外的锁紧螺母

  参照图1，本实施例中，步骤(2)中，转接件51设置十个圆柱销512，十个圆柱销512

  中心距与锁紧螺母2十个定位孔22中心距尺寸一致，圆柱销  512与定位孔22径向间隙0.2mm

  ～0.3mm，轴向定位尺寸5mm～10mm，转接件51的十个圆柱销512装入轴系螺母的十个定位孔

  22中定位，转接件51  连接有圆柱销512的缎面与锁紧螺母2设置定位孔22的端面贴合定位，

  止动件41的外花键412与涡轮泵轴1的内花键12尺寸一致，装配间隙单边0.3mm～

  0.5mm，定位台阶413外圆与涡轮泵轴1内孔的径向间隙间隙单边  0.2mm～0.3mm，止动件41

  外四方的第二四方接口411，尺寸与第一拧紧件42底部接口尺寸一致，第二四方接

  口411与第一拧紧件42底部接口转接处单边定位间隙为  0.3mm～0.5mm，轴向定位长度30mm

  ～40mm，端面倒角30度，深10mm，止动件41的热处理硬度HRC32～38；

  内四方孔的第一四方接口511，尺寸与第二拧紧件52底部的接口尺寸一致，第一四

  方接口511与第二拧紧件52的转接处单边定位间隙为  0.2mm～0.3mm，第一四方接口511的

  轴向定位长度30mm～40mm，孔口倒角  30度，深10mm，转接件51的材料为45#钢，热处理硬度

  解决了轴系螺母手工装配施力不均匀，工人劳动强度大、不易锁紧的问题，满足轴

  以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请