轴流式压气机转子多级轮盘之间采用螺栓连接,压气机装配和检修时,涉及轮盘结构的拆装,由于轮盘间空间狭小,装卸螺栓所需的扭矩大,通用扳手无法实现螺栓装卸,现用多级齿轮传动扳手装配效率低、易折断,因此拆装压气机轮盘结构变得异常困难。设计一款狭小空间内大扭矩螺栓装卸扳手,用于轴流式压气机轮盘结构拆装,要求该扳手能顺利进出狭小空间、最大输出扭矩不低于50Nm,能实现装卸过程和装卸扭矩的可视化,能进行自动化控制。本文首先提出了液压驱动和电气驱动两种设计方案,对比得出电气驱动方案更符合设计要求,然后针对电气驱动方案对狭小空间内大扭矩螺栓装卸扳手机械结构和控制系统展开设计。扳手机械结构设计中,分别对执行部件、传动部件、导向部件进行设计,然后对扳手进行整体建模和力学仿真。执行部件采用了柔索传动结构,重点分析了绳轮选材、绳槽设计、柔索预紧、缠绕方式四项可控关键技术对柔索传递能力的影响,探索了小型柔索传动结构传递大扭矩的方法;传动部件采用齿轮传动和螺纹传动耦合实现了套筒的连续螺旋运动,重点探究了螺纹的旋向和螺距与螺旋运动相匹配问题;扳手力学仿真中,采用ANSYS Workbench得出扳手的扭矩输入值应不小于1.55Nm,并用三倍扭矩载荷仿真出扳手的输出扭矩及变形情况,从静力学角度验证了扳手机械结构设计的可行性。扳手控制系统设计中,分别对可视化系统和运动控制系统进行设计。可视化系统设计结合狭小空间的特点进行元器件选型,并对可视化系统的硬件和软件进行设计,装卸过程的图像数据通过FPC长排线传输给控制模块,装卸扭矩数据通过无线信号传输给控制模块,控制模块控制图像信号的采集、存储、通信、显示以及扭矩信号接收、解调、放大、存储、通信、显示。运动控制系统设计基于可视化系统对扳手进行手动定位,通过力矩电机带动扳手套筒正反转,力矩电机转向和输出转矩分别通过闸刀开关和调速器控制,实现了大扭矩半自动化输入,大大降低了劳动强度。