螺栓自動擰緊技術在運載火箭箭體制造中的應用與研究

張偉方，馬興海，肖廣財，萬書會，陳戰來

( 1.天津航天長征火箭制造有限公司，天津 300462；2.首都航天機械公司，北京 100076 )

0 引言

運載火箭箭體結構中采用了大量承剪螺栓、抗拉螺栓等螺栓連接方式，常見有Φ6 mm、Φ8 mm、Φ10 mm、Φ12 mm等。螺栓連接涉及到箭體部件的較多裝配工作中，如儀器、電纜、支架、法蘭盤安裝等等。螺栓連接的可靠性對產品性能有著直接影響，控制箭體螺栓力矩，是保證螺栓連接可靠性的主要手段。本文主要介紹高精度的單軸和多軸擰緊系統對螺栓進行力矩控制的螺栓自動擰緊技術，目前已在運載火箭箭體制造中的得到成功應用。

1 現狀

在航天產品裝配制造過程中，普遍采用人工擰緊方式，即由操作工利用表盤扳手、定力矩扳手或轉角儀等工具進行手動裝配。定力矩扳手（見圖1）施加的過程為：目視讀數調力矩——人工操作加力矩——手工抄寫記錄力矩。該方法優點是易于實現，定力矩工具品種多，應用范圍廣。但是，存在缺陷較多：

1）誤差大、精度低

一方面采用表盤式扳手時主要依靠目視讀數，存在一定誤差；另一方面，工人的擰緊速度無法保持均勻一致，造成動摩擦力矩存在差異，影響裝配精度。[1]

2）生產效率、勞動強度大

整個擰緊過程完全依靠人工利用手動工具進行，生產效率較低[1]。此外，使用時首先調整力矩扳手標尺至目標力矩值處，目視刻度線需保持一致，施加力矩時定力矩扳手軸線需垂直于螺栓中心線，施力過程中應使定力扳手平穩地轉動，逐漸地擰緊緊固件，手柄不得彎曲[2]。……