CN104101280A - 提升发动机与管路球头螺接对中性的检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提升发动机与管路球头螺接对中性的检测装置，包括检测挡块、阶梯轴、限位圈、固定底座等，底座底部两侧开设有60度的倾角，底座前端一体固设有挡板以贴设在外六角平台的前端面上，底座两侧还设置有通孔，底座上表面的两侧一体成型有平行架板，架板上开设同轴通孔以供阶梯轴穿过，检测挡块套设在阶梯轴上，检测挡块与架板之间设置限位圈，检测挡块可绕阶梯轴自由转动，检测挡块带有与外六角平台的安装面相垂直的检测面，当检测挡块的底面与发动机的锁紧螺母圆柱端面贴合后，通过检测面对对中性进行检测。本发明的装置，通过将检测发动机与管路球头中心轴线的对中性，转化为检测锁紧螺母的圆柱端面上的标识线的位置关系，将对中偏差放大，对中精度可以控制在0.3°以内。

Description

提升发动机与管路球头螺接对中性的检测装置及检测方法

技术领域

本发明属于航天器总装技术领域，具体涉及一种提升发动机与管路球头螺接对中性的检测方法和检测装置。

背景技术

卫星发动机与推进系统管路之间的连接是影响推进系统性能的关键环节，目前，二者之间采用发动机电磁阀体与管路球头螺接的连接形式。密封性是评价二者连接性能的最重要指标，而发动机电磁阀体与管路球头间的对中性是影响安装密封性最主要的因素之一。

卫星发动机电磁阀体与管路球头密封安装时，通过对锁紧螺母施加拧紧力矩，拧紧力矩又转化为管路球头与电磁阀体之间的预紧压力。在压力的作用下，球头球面与电磁阀体圆锥面相互挤压，逐渐形成环形接触面并最终实现密封。对中性是对螺接过程中发动机电磁阀体中心轴线与管路球头中心轴线之间位置重合度的一种描述。若在螺接的过程中，发动机电磁阀体与管路球头对中性较差，则管路球头受到的压力不均，易引起密封环面不完整或造成管路球头与发动机电磁阀体产生相对滑动等现象，导致密封漏率超出规定指标。而目前，主要依靠操作经验和肉眼观察的方式进行对中性控制，控制精度较差。因此，为了提升卫星发动机与管路球头螺接对中性，设计和发明一种新的对中性检测方法和装置有着重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提升发动机与管路球头螺接对中性的检测方法及装置，旨在解决发动机电磁阀体与管路球头螺接过程中存在的对中性难以控制的问题，通过提升螺接对中性最终达到提升密封漏率的效果。

本发明的提升发动机与管路球头螺接对中性的检测装置，包括检测挡块、阶梯轴、限位圈、限位螺母、固定底座、安装束带，固定底座的底部两侧开设有60度的倾角以与发动机电磁阀体前端的外六角平台相配合，固定底座的前端一体固设有挡板以贴设在外六角平台的前端面上，固定底座两侧还设置有供安装束带通过进行固定的通孔，固定底座上表面的两侧一体成型有平行的架板，架板上开设同轴通孔以供顶端带螺纹的阶梯轴穿过，阶梯轴顶端通过限位螺母固定，检测挡块套设在阶梯轴上，检测挡块与架板之间设置限位圈以使检测挡块不会左右摆动，检测挡块可绕阶梯轴自由转动，检测挡块带有与外六角平台的安装面相垂直的检测面，当检测挡块的底面与发动机的锁紧螺母圆柱端面贴合后，通过检测面对对中性进行检测。

进一步地，阶梯轴穿过检测挡块、限位圈的中心孔以及固定底座架板上的同轴安装孔，并与限位螺母配合实现安装定位。

进一步地，安装束带分为两根，分别通过固定底座的束带安装孔进行安装；

其中，检测装置装配完成后在限位螺母与阶梯轴连接处点防松胶；

其中，检测装置还配合有标线笔，标线笔的笔芯直径小于1mm。

本发明中利用此装置控制发动机与管路球头螺接对中性的方法，主要包括以下步骤：

1)将对中性检测装置安装在发动机电磁阀前端的外六角平台上，并利用安装束带固定；

2)对正发动机电磁阀体与管路球头，轻装锁紧螺母，直至徒手无法旋进为止；

3)利用检测装置的检测挡块压紧锁紧螺母，并利用标线笔以检测挡块的检测面为基准在锁紧螺母的圆柱端面上绘制平行于圆柱端面轴线的标识线，标识线长度为2mm～3mm；

4)将检测挡块松开，并松脱锁紧螺母；

5)步骤2至步骤4重复开展，直至出现两条标识线重合(重合度大于0.1)且重合的标识线的位置为最靠后的标识线(以锁紧螺母旋紧的方向为前向)；

6)重复步骤2，每次安装完成后，利用装置的检测挡块进行位置检查，直至按下检测挡块后，在锁紧螺母旋进方向一侧可以看见步骤5中所述的重叠标识线；

7)松脱检测装置的安装束带，取下装置，完成后继拧紧操作。

本发明的方法及装置充分考虑了发动机的尺寸及机构特点，通过将检测发动机与管路球头中心轴线的对中性，转化为检测锁紧螺母的圆柱端面上的标识线的位置关系，将对中偏差放大，对中精度可以控制在0.3°以内。

附图说明

图1为发动机球头密封连接结构示意图。图中，1-1为发动机电磁阀体；1-2为锁紧螺母；1-3为管路球头；1-4为管路；

图2为检测装置安装及画线位置示意图。图中，1-5为发动机电磁阀体前端的外六方平台；1-6为锁紧螺母的圆柱端面；

图3为本发明的提升发动机与管路球头螺接对中性的检测装置的主视图。图中，2-1为检测挡块；2-2为中心轴；2-3为限位螺母；2-4为固定底座；2-5为限位圈；2-6为安装束带；

图4为本发明的提升发动机与管路球头螺接对中性的检测装置的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的提升发动机与管路球头螺接对中性的控制方法及装置作进一步的说明。

图1示出了本发明的应用对象管路球头螺接部位的示意图，提升发动机与管路球头螺接对中性的检测装置通过固定底座与1-1发动机电磁阀体前端的外六方平台上的任意一个平面配合固定，并利用安装束带将发动机电磁阀体上的外六方平台抱紧并粘合固定。在螺接拧紧操作过程中，以检测挡块为参考，可以在1-2锁紧螺母的圆柱端面上绘制标识线，绘制工具为笔芯直径需小于1mm的油性记号笔。

图2示出了检测装置的安装及画线位置。图中，1-5为发动机电磁阀体前端的外六方平台，用于与检测装置的固定底座配合安装检测装置，安装时可从方便操作的角度出发选择合适的安装面；1-6为锁紧螺母的圆柱端面，检测时将检测装置的检测挡块的底面压紧该端面，以检测挡块的检测面为参考进行画标识线或检测。

图3、图4示出了本发明的提升发动机与管路球头螺接对中性的检测装置的示意图。固定底座(2-5)包括用于与发动机前端的外六角平台配合的凹槽型底部安装座、与中心轴(2-2)配合用于固定检测挡块和限位圈的架板、与束带(2-6)配合的束带安装孔三个部分。2-6为安装束带，分为公、母2条，与固定底座(2-4)的束带安装孔配合安装，分别将束带穿过安装孔并缝合固定，每一根束带长度约20mm。(2-2)为中心轴，中心轴为阶梯轴，其一端有用于限位的轴帽，另一端为螺纹结构。首先使螺纹端穿过固定底座(2-4)一端架板的安装孔，然后穿过检测挡块(2-1)的配合圆孔，再穿过限位圈(2-3)的配合圆孔，最后从固定底座(2-4)另一端架板上的安装孔伸出，并与限位螺母(2-3)进行螺接配合，进而实现对检测挡块的限位固定。通过调整限位螺母的拧紧力矩，确保检测挡块可绕中心轴进行顺畅的转动，并且不能晃动，最后在限位螺母与中心轴的配合面凃防松胶并固化。

本发明中利用此装置控制发动机与管路球头螺接对中性的方法，主要包括以下步骤：

1)根据操作的空间和操作位置，选定与检测装置配合的发动机电磁阀前端的外六方平台的安装面，确保安装完成后便于画标识线和观察；

2)将检测装置安装在选定好的发动机电磁阀前端的外六方平台安装面上，并将两条安装束带贴合压紧，实现检测装置的固定；

3)用手检查检测装置不产生左右晃动，并确保装置中的检测挡块处于抬起状态；

4)对正发动机电磁阀体与管路球头，用手轻装锁紧螺母，直至徒手无法旋进为止；

5)利用检测装置上的检测挡块压紧锁紧螺母的圆柱端面，利用标线笔沿着检测挡块的检测面，在锁紧螺母的圆柱端面上绘制平行于圆柱端面轴线的标识线，标线长度为2mm～3mm；

6)将检测挡块抬起，并松脱锁紧螺母；

7)步骤2至步骤4重复开展，直至出现两条标识线重合(重合度大于0.1)且重合的标识线的位置为最靠后的标识线(以锁紧螺母旋紧的方向为前向)；

8)重复步骤2，每次安装完成后，将装置的检测挡块进行位置检查，直至按下检测挡块后，在锁紧螺母旋进方向一侧可以看见步骤5中所述的重叠标识线；

9)松脱检测装置的安装束带，取下装置，完成后继拧紧操作；

10)操作完成后，用无尘拭布擦除锁紧螺母圆柱端面上的标识线。

中心轴线的角度偏差与标识线在圆弧上的距离差的对应关系如下：

$\mathrm{\θ}=\arcsin \left(\frac{2R(\frac{\mathrm{P\ΔL}}{\mathrm{\πd}}+1)+2\sqrt{R^2-{\left(\frac{\mathrm{P\ΔL}}{\mathrm{\πd}}\right)}^2-\frac{2\mathrm{P\ΔL}}{\mathrm{\πd}}}}{2(R^2+1)}\right)$

公式中：θ为发动机与管路球头中心轴线的角度偏差；

ΔL为标识线实测位置的与理想状态下的弧线距离；

R为球头的半径；

d为锁紧螺母圆柱端面的直径；

P为锁紧螺母的螺距；

尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.提升发动机与管路球头螺接对中性的检测装置，包括检测挡块、阶梯轴、限位圈、限位螺母、固定底座、安装束带，固定底座的底部两侧开设有60度的倾角以与发动机电磁阀体前端的外六角平台相配合，固定底座的前端一体固设有挡板以贴设在外六角平台的前端面上，固定底座两侧还设置有供安装束带通过进行固定的通孔，固定底座上表面的两侧一体成型有平行的架板，架板上开设同轴通孔以供顶端带螺纹的阶梯轴穿过，阶梯轴顶端通过限位螺母固定，检测挡块套设在阶梯轴上，检测挡块与架板之间设置限位圈以使检测挡块不会左右摆动，检测挡块可绕阶梯轴自由转动，检测挡块带有与外六角平台的安装面相垂直的检测面，当检测挡块的底面与发动机的锁紧螺母圆柱端面贴合后，通过检测面对对中性进行检测。 

2.如权利要求1所述的检测装置，其中，阶梯轴穿过检测挡块、限位圈的中心孔以及固定底座架板上的同轴安装孔，并与限位螺母配合实现安装定位。 

3.如权利要求1所述的检测装置，其中，安装束带分为两根，分别通过固定底座的束带安装孔进行安装。 

4.如权利要求1所述的检测装置，其中，检测装置装配完成后在限位螺母与阶梯轴连接处点防松胶。 

5.如权利要求1-4任一项所述的检测装置，其中，其中，检测装置还配合有标线笔，标线笔的笔芯直径小于1mm。 

6.利用如权利要求1-5任一项所述的检测装置控制发动机与管路球头螺接对中性的方法，主要包括以下步骤： 

1)将所述对中性检测装置安装在发动机电磁阀前端的外六角平台上，并利用安装束带固定； 

2)对正发动机电磁阀体与管路球头，轻装锁紧螺母，直至徒手无法旋进为止； 

3)利用检测装置的检测挡块压紧锁紧螺母，并利用标线笔以检测挡块的检测面为基准在锁紧螺母的圆柱端面上绘制平行于圆柱端面轴线的标识线，标识线长度为2mm～3mm； 

4)将检测挡块松开，并松脱锁紧螺母； 

5)步骤2至步骤4重复开展，直至出现两条标识线重合(重合度大于 0.1)且重合的标识线的位置为最靠后的标识线(以锁紧螺母旋紧的方向为前向)； 

6)重复步骤2，每次安装完成后，利用装置的检测挡块进行位置检查，直至按下检测挡块后，在锁紧螺母旋进方向一侧可以看见步骤5中所述的重叠标识线； 

7)松脱检测装置的安装束带，取下装置，完成后继拧紧操作。