CN107167292B - 一种航天器推进剂用贮箱金属膜片的振动试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种航天器推进剂用贮箱金属膜片的振动试验装置，主要由模拟贮箱、连接装置、振动传感器、振动器、数据采集处理系统组成，模拟贮箱通过连接装置设置在振动器上，所述模拟贮箱主要由上半球、下半球组成，上半球与下半球之间为可拆装结构，上半球的顶部设有排液管，下半球底部设有孔并通过法兰、端盖及○型密封圈进行密封，在端盖上设有进气管，振动传感器设置在待测的金属膜片上，振动传感器的导线通过端盖上的穿腔插座引出模拟贮箱并与数据采集处理系统连接，利用本装置不仅能提高检测的准确性，模拟实际工况、边界条件，更能真实反映产品的工作性能，其制造和试验成本低。

Description

一种航天器推进剂用贮箱金属膜片的振动试验装置

技术领域

本发明属于飞行装备制造技术领域，具体涉及一种航天器推进剂用贮箱金属膜片的振动试验装置。

背景技术

振动试验是评定元器件、零部件及整机在预期的运输及使用环境中的抵抗能力，振动对产品的影响有：结构损坏，如结构变形、产品裂纹或断裂；产品功能失效或性能超差，如接触不良、继电器误动作等，这种破坏不属于永久损坏，因为一旦振动减小或停止，工作就能恢复正常；工艺性破坏，如螺钉或连接件松动、脱焊。

早期的汽车、飞机等都采用活塞式发动机，它产生的振动接近于正弦振动，所以正弦定频和扫频试验基本满足它们的要求。但后来发展了喷气式飞机和火箭式发动机，经过测量分析，它们引起的振动主要成分是随机振动，随着喷气式发动机和火箭式发动机功率的加大，引起的随机振动强度不断提高，为保证安装在喷气式飞机、火箭上的设备的工作可靠性，就必须进行随机振动试验。

目前大型静止轨道卫星、飞船、深空探测器、火箭等航天器推进剂用的贮箱一般采用两个半球体通过焊接制成，球体中设置金属膜片，比如CN201410766436.1专利技术就公开了这种贮箱，航天器运行过程中，利用气压使金属膜片逐步翻转来实现推进剂的输出，在此过程中，金属膜片的抗振性能对推进剂输出过程是否稳定影响较大，因此，对金属膜片进行振动试验就显得十分重要。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种航天器推进剂用贮箱金属膜片的振动试验装置，本装置解决现有检测方式准确性低，气密性差、试验数据无法集成处理、工装设备难以重复使用，试验成本高、试验后无法观察膜片形面完整性等缺点。

本发明通过以下技术方案得以实现。

一种航天器推进剂用贮箱金属膜片的振动试验装置，主要由模拟贮箱、连接装置、振动传感器、振动器、数据采集处理系统组成，模拟贮箱通过连接装置设置在振动器上，所述模拟贮箱主要由上半球、下半球组成，上半球与下半球之间为可拆装结构，上半球的顶部设有排液管，下半球底部设有孔并通过法兰、端盖及○型密封圈进行密封，在端盖上设有进气管，振动传感器设置在待测的金属膜片上，振动传感器的导线通过端盖上的穿腔插座引出模拟贮箱并与数据采集处理系统连接。

进一步地，所述上半球与下半球之间通过法兰及螺栓连接，两法兰之间设有○型密封圈，可确保模拟贮箱的密封性，优化试验过程。

进一步地，所述连接装置由连接法兰、筒体、振动器转接板组成，连接法兰设置在筒体的顶部，振动器转接板设置在筒体的底部，连接法兰及振动器转接板上均设有若干个安装孔，以便于不同规格的模拟贮箱安装，以及在不同吨位的水平台和垂直试验台上进行试验，在筒体壁上设有拆装操作孔，以便本装置的安装与拆卸。

进一步地，所述模拟贮箱通过下半球上的法兰与连接装置的连接法兰连接。

进一步地，所述下半球内设有摄像装置，摄像装置的导线通过端盖上的穿腔插座引出并与显示装置连接，可在试验过程中适时观察金属膜片的情况，摄像装置为医疗上用的内窥镜。

进一步地，所述连接装置是铝合金铸造件，以减少和避免试验过程中本装置产生共振、耦合激励等不利影响。

本发明的有益效果在于：

利用本装置不仅能提高检测的准确性，且能模拟实际工况、边界条件，更能真实反映产品的工作性能，对后续的系统设计提供指导意见，且可以集成处理采集到的试验数据和直接观察试验过程，本装置能重复利用，降低了制造成本、试验成本。

附图说明

图1是本发明中模拟贮箱结构示意图；

图2是本发明中模拟贮箱与连接装置装配时的结构示意图；

图3是本发明中连接装置结构示意图；

图中：1-模拟贮箱，2-排液管，3-上半球，4-○型密封圈，5-金属膜片，6-下半球，7-端盖，8-进气管，9-穿腔插座，10-振动传感器，11-连接装置，12-连接法兰，13-筒体，14-振动器转接板。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1-图3所示，一种航天器推进剂用贮箱金属膜片的振动试验装置，主要由模拟贮箱1、连接装置11、振动传感器10、振动器、数据采集处理系统组成，模拟贮箱1通过连接装置11设置在振动器上，所述模拟贮箱1主要由上半球3、下半球6组成，上半球3与下半球6之间为可拆装结构，上半球3的顶部设有排液管2，下半球6底部设有孔并通过法兰、端盖7及○型密封圈进行密封，在端盖7上设有进气管8，振动传感器10设置在待测的金属膜片5上，振动传感器10的导线通过端盖7上的穿腔插座9引出模拟贮箱1并与数据采集处理系统连接。

所述上半球3与下半球6之间通过法兰及螺栓连接，两法兰之间设有○型密封圈4。

所述连接装置11由连接法兰12、筒体13、振动器转接板14组成，连接法兰12设置在筒体13的顶部，振动器转接板14设置在筒体13的底部，连接法兰12、振动器转接板14上均设有若干个安装孔，在筒体13壁上设有拆装操作孔。

所述模拟贮箱1通过下半球6上的法兰与连接装置11的连接法兰12连接。

所述下半球6内设有摄像装置，摄像装置的导线通过端盖7上的穿腔插座引出并与显示装置连接，摄像装置可采用医疗上的内窥镜。

所述的任意一种航天器推进剂用贮箱金属膜片的振动试验装置，其特征在于所述连接装置11是铝合金铸造件。

采用本发明，可获得接近于金属膜片工作时间的真实条件，在试验时，将模拟介质（如盐水、纯净水）通过排液管2加入到模拟贮箱1中，排放时候排液管2朝上，利用进气管8向模拟贮箱1中冲气，在压力的作用下，使待测的金属膜片5逐步变形并翻转，从而使模拟介质进行倒排，在此过程中，为不影响排出效率及排放效果，振动传感器10贴在待测的金属膜片5表面，可保证振动传感器10能够尽可能采集到待测的金属膜片5相应部位的振动特征频率和动力学特性，以提高振动试验结果的准确性。

Claims (4)

1.一种航天器推进剂用贮箱金属膜片的振动试验装置，主要由模拟贮箱（1）、连接装置（11）、振动传感器（10）、振动器、数据采集处理系统组成，模拟贮箱（1）通过连接装置（11）设置在振动器上，其特征在于：所述模拟贮箱（1）主要由上半球（3）、下半球（6）组成，上半球（3） 与下半球（6）之间为可拆装结构，上半球（3）的顶部设有排液管（2），下半球（6）底部设有孔并通过法兰、端盖（7）及○型密封圈进行密封，在端盖（7）上设有进气管（8），振动传感器（10）设置在待测的金属膜片（5）上，振动传感器（10）的导线通过端盖（7）上的穿腔插座（9） 引出模拟贮箱（1）并与数据采集处理系统连接；所述上半球（3）与下半球（6）之间通过法兰及螺栓连接，两法兰之间设有○型密封圈（4）；所述连接装置（11）由连接法兰（12）、筒体（13）、振动器转接板（14）组成，连接法兰（12）设置在筒体（13）的顶部，振动器转接板（14）设置在筒体（13）的底部，连接法兰（12）、振动器转接板（14）上均设有若干个安装孔，在筒体（13）壁上设有拆装操作孔，所述模拟贮箱（1）通过下半球（6）上的法兰与连接装置（11）的连接法兰（12）连接。

2.根据权利要求1所述的一种航天器推进剂用贮箱金属膜片的振动试验装置，其特征在于：所述下半球（6）内设有摄像装置，摄像装置的导线通过端盖（7）上的穿腔插座引出并与显示装置连接。

3.根据权利要求2所述的一种航天器推进剂用贮箱金属膜片的振动试验装置，其特征在于：所述摄像装置为内窥镜。

4.根据权利要求1所述的一种航天器推进剂用贮箱金属膜片的振动试验装置，其特征在于：所述连接装置（11）是铝合金铸造件。