CN108007659A - 一种航天贮箱的力学环境试验通用型夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种航天贮箱的力学环境试验通用型夹具，包括夹具主体(100)，所述夹具主体(100)上固定设置有需要夹持固定的航天贮箱(6)；或者还包括顶部开口的、中空的随机振动夹具(5)，所述夹具主体(100)立式安装在所述随机振动夹具(5)中；所述夹具主体(100)用于将所述航天贮箱(6)的轴向设置为水平状态或者垂直状态。本发明提供了一种航天贮箱的力学环境试验通用型夹具，其可以根据不同力学环境试验的需求，灵活地将航天贮箱的轴向调整为水平状态或竖直状态，满足航天贮箱在模拟运输试验、随机振动试验等力学环境试验时的安装状态要求，有利于广泛地应用，具有重大的生产实践意义。

Description

一种航天贮箱的力学环境试验通用型夹具
技术领域
本发明涉及力学环境试验技术领域，特别是涉及一种航天贮箱的力学环境试验通用型夹具。
背景技术
目前，航天贮箱主要用于为航天器的液体推进系统贮存和供应满足使用要求的推进剂，该航天贮箱要求与液体介质具有良好的相容性，能够长期贮存液体介质。同时，在航天器的液体推进系统工作时，航天贮箱提供的推进剂不仅能夹带增压气体，而且能够满足液体推进系统的流量需求。
对于航天贮箱，需要进行力学环境试验，对其进行力学环境试验的目的是检验其是否具有承受力学环境的能力，确保其在使用期间的可靠性以及稳定性。
目前，对于航天贮箱，通常的力学环境试验包括模拟运输试验、随机振动试验，其中，在对航天贮箱进行模拟运输试验时，要求航天贮箱的轴向(即轴线方向)设置为水平状态，而进行随机振动试验时，要求航天贮箱的轴向设置为竖直状态。
但是，目前还没有一种技术，其可以根据不同力学环境试验的需求，灵活地将一种航天贮箱的轴向调整为水平状态或竖直状态，满足航天贮箱在模拟运输试验、随机振动试验等力学环境试验时的安装状态要求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种航天贮箱的力学环境试验通用型夹具，其可以根据不同力学环境试验的需求，灵活地将航天贮箱的轴向调整为水平状态或竖直状态，满足航天贮箱在模拟运输试验、随机振动试验等力学环境试验时的安装状态要求，有利于广泛地应用，具有重大的生产实践意义。
为此，本发明提供了一种航天贮箱的力学环境试验通用型夹具，包括夹具主体，所述夹具主体上固定设置有需要夹持固定的航天贮箱；
或者还包括夹具主体和顶部开口的、中空的随机振动夹具，所述夹具主体立式安装在所述随机振动夹具中；
所述夹具主体用于将所述航天贮箱的轴向设置为水平状态或者垂直状态。
其中，所述航天贮箱为中空的箱体，所述航天贮箱的前后两侧面分别分布有两个抱箍支座，所述航天贮箱的左右两端的上下两侧分别固定设置有一个支耳；
所述夹具主体包括水平分布的运输底板，所述运输底板的顶部左右两端分别固定设置有一个支耳支架，所述两个支耳支架与所述航天贮箱的左右两端下侧的两个支耳对应设置且固定连接在一起；
所述运输底板的顶部前侧的左右两端还分别通过螺栓连接有一个第二转接块，所述第二转接块与位于所述航天贮箱前侧的两个所述抱箍支座对应设置且相互固定连接；
所述运输底板的顶部后侧的左右两端还分别通过螺栓连接有一个第一转接块，所述第一转接块与位于所述航天贮箱后侧的两个所述抱箍支座对应设置且相互固定连接。
其中，所述随机振动夹具包括底盘、筒体和立板，所述底盘的顶部垂直设置有所述筒体和立板，所述筒体和立板固定连接在一起；
所述夹具主体的运输底板可与所述立板的内侧面固定连接。
其中，所述筒体是横截面为U型的筒体。
其中，所述筒体的四周外壁间隔设置有三个加强筋，所述加强筋的底部与所述底盘的顶部固定连接在一起。
其中，当需要对航天贮箱进行模拟运输试验时，所述夹具主体的运输底板固定设置在一个水平式滑台的顶部，所述水平式滑台的左端与一个水平放置的振动台台体右侧的振动输出端相连接，所述夹具主体顶部固定设置有所述航天贮箱；
或者，所述夹具主体的运输底板与一个垂直放置的振动台台体顶部的振动输出端固定连接，所述夹具主体顶部固定设置有所述航天贮箱。
其中，当需要对航天贮箱进行随机振动试验时，所述随机振动夹具固定设置在一个水平式滑台的顶部，所述水平式滑台的左端与一个水平放置的振动台台体右侧的振动输出端相连接；
或者，所述随机振动夹具的底盘通过一个振动台扩展台与一个垂直放置的振动台台体顶部的振动输出端固定连接。
由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种航天贮箱的力学环境试验通用型夹具，其可以根据不同力学环境试验的需求，灵活地将航天贮箱的轴向调整为水平状态或竖直状态，满足航天贮箱在模拟运输试验、随机振动试验等力学环境试验时的安装状态要求，有利于广泛地应用，具有重大的生产实践意义。
附图说明
图1为本发明提供的一种航天贮箱的力学环境试验通用型夹具中的夹具主体的立体结构示意图；
图2为本发明提供的一种航天贮箱的力学环境试验通用型夹具所需要夹持固定的一种航天贮箱的立体结构示意图；
图3为本发明提供的一种航天贮箱的力学环境试验通用型夹具中夹具主体具有的运输底板的立体结构示意图；
图4为本发明提供的一种航天贮箱的力学环境试验通用型夹具中用于随机振动试验状态的随机振动夹具的立体结构示意图；
图5为本发明提供的一种航天贮箱的力学环境试验通用型夹具中的夹具主体在固定住航天贮箱后，在模拟运输试验安装状态下的正视图；
图6为本发明提供的一种航天贮箱的力学环境试验通用型夹具中的夹具主体在固定住航天贮箱后，在模拟运输试验安装状态下的左视图；
图7为本发明提供的一种航天贮箱的力学环境试验通用型夹具中的夹具主体和随机振动夹具一起固定住航天贮箱后，在随机振动试验安装状态下的立体结构示意图；
图8为本发明提供的一种航天贮箱的力学环境试验通用型夹具中的夹具主体和随机振动夹具一起固定住航天贮箱后，在随机振动试验安装状态下的俯视图；
图9为本发明提供的一种航天贮箱的力学环境试验通用型夹具中的夹具主体在固定住航天贮箱后，与水平放置的振动台台体配合进行模拟运输试验时的立体结构示意图；
图10为本发明提供的一种航天贮箱的力学环境试验通用型夹具中的夹具主体在固定住航天贮箱后，与垂直放置的振动台台体配合进行模拟运输试验时的立体结构示意图；
图11为本发明提供的一种航天贮箱的力学环境试验通用型夹具中的夹具主体和随机振动夹具一起固定住航天贮箱后，与水平放置的振动台台体配合进行随机振动试验时的立体结构示意图；
图12为本发明提供的一种航天贮箱的力学环境试验通用型夹具中的夹具主体和随机振动夹具一起固定住航天贮箱后，与垂直放置的振动台台体配合进行随机振动试验时的立体结构示意图；
图中，1为运输底板，2为支耳支架，3为第一转接块，4为第二转接块，5为随机振动夹具，7为振动台台体，8为水平式滑台，9为振动台扩展台；
6为航天贮箱，61为抱箍支座，62为支耳，100为夹具主体，101为沉孔。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参见图1至图12，本发明提供了一种航天贮箱的力学环境试验通用型夹具，包括夹具主体100，所述夹具主体100上固定设置有需要夹持固定的航天贮箱6；
所述夹具主体100用于将所述航天贮箱6的轴向设置为水平状态。
在本发明中，参见图1至图3以及图5、图6，为了将所述航天贮箱6的轴向设置为水平状态，具体结构说明如下：
所述航天贮箱6为中空的箱体，所述航天贮箱6的前后两侧面分别分布有两个抱箍支座61，所述航天贮箱6的左右两端的上下两侧分别固定设置有一个支耳62；
所述夹具主体100包括水平分布的运输底板1，所述运输底板1的顶部左右两端分别固定设置有一个支耳支架2，所述两个支耳支架2与所述航天贮箱6的左右两端下侧的两个支耳62对应设置且固定连接在一起；
所述运输底板1的顶部前侧的左右两端还分别通过螺栓连接有一个第二转接块4，所述第二转接块4与位于所述航天贮箱6前侧的两个所述抱箍支座61对应设置且相互固定连接(例如为螺接)；
所述运输底板1的顶部后侧的左右两端还分别通过螺栓连接有一个第一转接块3，所述第一转接块3与位于所述航天贮箱6后侧的两个所述抱箍支座61对应设置且相互固定连接(例如为螺接)。
需要说明的是，对于本发明，第一转接块3和第二转接块4的设计，能够保证航天贮箱6的轴向(即图6中所示的X向)平行于运输底板1的顶部安装面，且结合运输底板1的设计，实现航天贮箱在需要模拟运输试验的安装状态时，能够保持航天贮箱的轴向为水平状态。
在本发明中，参见图4以及图7、图8，为了将所述航天贮箱6的轴向设置为垂直状态，除了以上单独使用夹具主体100固定夹持所述航天贮箱6外，夹具主体100还可以增加配套的部件(如下面陈述的随机振动夹具5)，具体结构说明如下：
所述航天贮箱的力学环境试验通用型夹具还包括一个顶部开口的、中空的随机振动夹具5，所述夹具主体100立式安装(例如向左旋转90°)在所述随机振动夹具5中，即所述随机振动夹具5用于将所述航天贮箱6的轴向设置为垂直状态。具体结构为：所述随机振动夹具5包括底盘51、筒体52和立板53，所述底盘51的顶部垂直设置有所述筒体52和立板53，所述筒体52和立板53固定连接在一起；
所述夹具主体100的运输底板1可与所述立板53的内侧面固定连接，因此，能够实现将夹具主体100的整体立式安装在立板53上。
具体实现上，所述筒体52优选是横截面为U型的筒体。
具体实现上，所述筒体52的四周外壁间隔设置有三个加强筋54，所述加强筋54的底部与所述底盘51的顶部固定连接在一起，从而，可以增加筒体52刚度，进而提高本发明的整体刚度。
需要说明的是，对于本发明，通过将夹具主体100立式安装在一个顶部开口的、中空的随机振动夹具5中，能够将航天贮箱的轴向保持为竖直状态，从而可以满足航天贮箱在随机振动试验下的安装要求。在本发明中，为了驱动所述夹具主体100上的航天贮箱进行模拟运输试验、随机振动试验，所述夹具主体100与外部试验驱动部件的具体连接结构如下：
一、当需要对航天贮箱进行模拟运输试验时，参见图9，具体结构可以为：所述夹具主体100的运输底板1固定设置在一个水平式滑台8的顶部，所述水平式滑台8的左端与一个水平放置的振动台台体7右侧的振动输出端相连接(此时振动台台体7处于水平状态)，所述夹具主体100顶部固定设置有所述航天贮箱6；
所述水平式滑台8包括滑台主体81和滑板82，所述滑板80可左右水平滑动地设置在所述滑台主体81顶面(例如滑板80的底部通过水平横向分布的静压轴承与所述滑台主体81的顶面相连接)，所述夹具主体100设置在所述滑板80的顶面。
此外，当需要对航天贮箱进行模拟运输试验时，参见图10，具体结构还可以为：所述夹具主体100的运输底板1与一个垂直放置的振动台台体7顶部的振动输出端固定连接(此时振动台台体7处于垂直状态)，所述夹具主体100顶部固定设置有所述航天贮箱6。
二、当需要对航天贮箱进行随机振动试验时，参见图11，具体结构可以为：所述随机振动夹具5固定设置在一个水平式滑台8的顶部，所述水平式滑台8的左端与一个水平放置的振动台台体7右侧的振动输出端相连接(此时振动台台体7处于水平状态)，所述夹具主体100立式安装在所述随机振动夹具5中，所述夹具主体100上固定设置有所述航天贮箱6；
同样，所述水平式滑台8包括滑台主体81和滑板82，所述滑板80可左右水平滑动地设置在所述滑台主体81顶面(例如滑板80的底部通过水平横向分布的静压轴承与所述滑台主体81的顶面相连接)，所述随机振动夹具5的底盘51设置在所述滑板80的顶面。
此外，当需要对航天贮箱进行随机振动试验时，参见图12，具体结构还可以为：所述随机振动夹具5的底盘51通过一个振动台扩展台9与一个垂直放置的振动台台体7顶部的振动输出端固定连接(此时振动台台体7处于垂直状态)，所述夹具主体100立式安装在所述随机振动夹具5中，所述夹具主体100上固定设置有所述航天贮箱6。
在本发明中，具体实现上，所述运输底板1的中心部位开有多个沉孔101，所述沉孔101用于与所述水平式滑台8或者所述振动台台体7的垂台动圈通过螺纹连接固定连接在一起。
需要说明的是，通过本发明设计的夹具，能够与航天贮箱的两个支耳以及四个箍带支座同时连接，并且通过选择与振动台台体不同的连接方式，可以分别满足对航天贮箱进行模拟运输试验或者随机振动试验的安装要求以及试验要求。
此外，本发明提供的夹具，其刚度高、动态特性好，其核心作用是将振动台输出的振动能量传递到航天贮箱上，以实现运输、振动环境的再现。
还需要说明的是，对于本发明，其在进行试验时，始终使得航天贮箱的轴向与试验的方向保持正交关系。
具体实现上，所述振动台台体5可以为现有的任意一种能够满足运输底板1和底盘51安装尺寸以及试验推力的、可水平状态或者垂直状态调整的试验台。例如，所述振动台台体5可以为北京航天希尔测试技术有限公司生产的型号为H3580A的电动式振动台。
综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种航天贮箱的力学环境试验通用型夹具，其可以根据不同力学环境试验的需求，灵活地将航天贮箱的轴向调整为水平状态或竖直状态，满足航天贮箱在模拟运输试验、随机振动试验等力学环境试验时的安装状态要求，有利于广泛地应用，具有重大的生产实践意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种航天贮箱的力学环境试验通用型夹具，其特征在于，包括夹具主体(100)，所述夹具主体(100)上固定设置有需要夹持固定的航天贮箱(6)；
或者还包括顶部开口的、中空的随机振动夹具(5)，所述夹具主体(100)立式安装在所述随机振动夹具(5)中；
所述夹具主体(100)用于将所述航天贮箱(6)的轴向设置为水平状态或者垂直状态。
2.如权利要求1所述的航天贮箱的力学环境试验通用型夹具，其特征在于，所述航天贮箱(6)为中空的箱体，所述航天贮箱(6)的前后两侧面分别分布有两个抱箍支座(61)，所述航天贮箱(6)的左右两端的上下两侧分别固定设置有一个支耳(62)；
所述夹具主体(100)包括水平分布的运输底板(1)，所述运输底板(1)的顶部左右两端分别通过螺栓连接有一个支耳支架(2)，所述两个支耳支架(2)与所述航天贮箱(6)的左右两端下侧的两个支耳(62)对应设置且固定连接在一起；
所述运输底板(1)的顶部前侧的左右两端还分别通过螺栓连接有一个第二转接块(4)，所述第二转接块(4)与位于所述航天贮箱(6)前侧的两个所述抱箍支座(61)对应设置且相互固定连接；
所述运输底板(1)的顶部后侧的左右两端还分别通过螺栓连接有一个第一转接块(3)，所述第一转接块(3)与位于所述航天贮箱(6)后侧的两个所述抱箍支座(61)对应设置且相互固定连接。
3.如权利要求2所述的航天贮箱的力学环境试验通用型夹具，其特征在于，所述随机振动夹具(5)包括底盘(51)、筒体(52)和立板(53)，所述底盘(51)的顶部垂直设置有所述筒体(52)和立板(53)，所述筒体(52)和立板(53)固定连接在一起；
所述夹具主体(100)的运输底板(1)可与所述立板(53)的内侧面固定连接。
4.如权利要求3所述的航天贮箱的力学环境试验通用型夹具，其特征在于，所述筒体(52)是横截面为U型的筒体。
5.如权利要求3所述的航天贮箱的力学环境试验通用型夹具，其特征在于，所述筒体(52)的四周外壁间隔设置有三个加强筋(54)，所述加强筋(54)的底部与所述底盘(51)的顶部固定连接在一起。
6.如权利要求2至5中任一项所述的航天贮箱的力学环境试验通用型夹具，其特征在于，当需要对航天贮箱进行模拟运输试验时，所述夹具主体(100)的运输底板(1)固定设置在一个水平式滑台(8)的顶部，所述水平式滑台(8)的左端与一个水平放置的振动台台体(7)右侧的振动输出端相连接，所述夹具主体(100)顶部固定设置有所述航天贮箱(6)；
或者，所述夹具主体(100)的运输底板(1)与一个垂直放置的振动台台体(7)顶部的振动输出端固定连接，所述夹具主体(100)顶部固定设置有所述航天贮箱(6)。
7.如权利要求2至5中任一项所述的航天贮箱的力学环境试验通用型夹具，其特征在于，当需要对航天贮箱进行随机振动试验时，所述随机振动夹具(5)固定设置在一个水平式滑台(8)的顶部，所述水平式滑台(8)的左端与一个水平放置的振动台台体(7)右侧的振动输出端相连接；
或者，所述随机振动夹具(5)的底盘(51)通过一个振动台扩展台(9)与一个垂直放置的振动台台体(7)顶部的振动输出端固定连接。
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