CN108759637A - 一种地面试验测量装置 - Google Patents

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刘美珍
李建国
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Abstract

本发明公开了一种地面试验测量装置，包括推力墙，推力墙上安装有用于调节上、下、左、右的调节机构，调节机构连接有对中板，对中板中心设有对中孔；该装置还设有发动机支撑机构，支撑机构与对中板之间还设有推力过渡架和对中检测机构，推力过渡架一端与发动机端部进行定位，另一端与对中检测机构连接，对中检测装置包括底座、轴套和芯轴，其中底座与轴套固定连接，芯轴活动套接在轴套内，其靠近对中板端与对中孔配合连接。该装置可调整发动机轴线与推力测量组件同轴，实现迅速高效检测，操作方便，每次检测可在10min内完成，至少节省了50%的劳动力，且大大提升了精度，同轴精度达到0.5mm。

Description

一种地面试验测量装置
技术领域
本发明属于发动机地试装置技术领域，具体涉及一种地面试验测量装置。
背景技术
固体火箭发动机研制、生产过程中，需要通过地面试验考核发动机各部件的结构完整性，测量发动机工作过程的压强、推力、温度等参数，其中发动机推力测量至关重要，其主要用于评判发动机的能量特性。
发动机进行地面试车时，通过测试轴向推力来评定发动机推力，为确保发动机轴向推力测试精度，发动机在试车架上安装固定后，需保证发动机轴线与推力测量组件（主要是推力传感器）轴线一致。
目前，发动机安装到位后，使用钢板尺、钢卷尺等量具，测量发动机轴线与推力测量组件的同轴度。该工艺方法操作过程复杂，且效率较低，每次测量时间约需3h，若同轴度不满足要求，调整推力测量组件后需重新测量，直至同轴度满足要求为止。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种地面试验测量装置，实现快速检测发动机轴线与推力测量组件同轴度，且操作方便。
本发明所采取的技术方案是，一种地面试验测量装置，包括推力墙，推力墙上安装有用于调节上、下、左、右的调节机构，调节机构连接有对中板，对中板中心设有对中孔；该装置还设有发动机支撑机构，支撑机构与对中板之间还设有推力过渡架和对中检测机构，推力过渡架一端与发动机端部进行定位，另一端与对中检测机构连接，对中检测装置包括底座、轴套和芯轴，其中底座与轴套固定连接，芯轴活动套接在轴套内，其靠近对中板端与对中孔配合连接。
进一步地，所述调节机构为三层设计，其一层与推力墙固定连接，另一层与对中板固定连接，中间层与两侧层接触面均设有相互配合的燕尾槽结构，其中一组燕尾槽结构水平设置，另一组燕尾槽结构竖直设置；所述调节机构与对中板之间通过台阶定位，对中孔与台阶的同轴度≤0.05mm。
进一步地，所述支撑机构包括试车架，其上设有用于支撑发动机的弧形座，试车架的两侧设有承力墩，两侧的承力墩上方之间安装龙门架，龙门架通过滚轮对发动机径向限位。
进一步地，所述两根承力墩与一个龙门架构成一组限位机构，该装置包括两组限位机构，且两组限位机构之间的距离小于发动机的长度。
进一步地，所述推力过渡架包括前法兰、后法兰、立柱和加强筋，其中前法兰与对中检测机构连接，后法兰上设有定位台阶，与发动机端部实现定位连接，前法兰与后法兰之间通过多根立柱连接，多根立柱之间设有加强筋。
进一步地，前法兰中心设有定位孔，其定位孔与后法兰定位台阶的同轴度≤0.05mm；后法兰定位台阶与发动机同轴度≤0.05mm；前法兰平面度≤0.10mm。
进一步地，所述底座与前法兰连接面有与定位孔配合的端面台阶，定位孔与端面台阶的同轴度≤0.05mm，芯轴上涂抹润滑油；芯轴与端面台阶的同轴度≤0.05mm。
进一步地，所述芯轴的直径为Φ80mm-0.05 -0.15,粗糙度0.8μm；对中孔的直径为Φ80mm+0.05 0,粗糙度1.6μm。
进一步地，所述底座与轴套之间还焊接有加强板，且对中检测装置采用30CrMnSi材料制备。
本发明还涉及所述装置的使用方法，将发动机吊装在支撑机构上，通过支撑机构进行定位，然后在其前端面安装推力过渡架，推力过渡架连接对中检测机构，再调节对中检测机构的芯轴，看是否能够自由出入对中板，不能自由出入时，通过调节机构调整对中孔的位置，直至符合要求；最后拆卸对中检测机构及对中板，在调节机构上安装推力传感器，进行发动机地面试验。
该装置可调整发动机轴线与推力测量组件同轴，实现迅速高效检测，操作方便，每次检测可在10min内完成，至少节省了50%的劳动力，且大大提升了精度，同轴精度达到0.5mm。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
如图1所示，一种地面试验测量装置，包括推力墙1，推力墙上安装有用于调节上、下、左、右的调节机构2，调节机构连接有对中板3，对中板中心设有对中孔4；该装置还设有发动机支撑机构5，支撑机构与对中板之间还设有推力过渡架6和对中检测机构7，推力过渡架一端与发动机8前端部进行定位，另一端与对中检测机构连接，对中检测装置包括底座71、轴套72和芯轴73，其中底座与轴套固定连接，芯轴活动套接在轴套内，其靠近对中板端与对中孔配合连接。
优选地方案中，所述调节机构为三层设计，其一层与推力墙固定连接，另一层与对中板固定连接，中间层与两侧层接触面均设有相互配合的燕尾槽结构，其中一组燕尾槽结构水平设置，另一组燕尾槽结构竖直设置；所述调节机构与对中板之间通过台阶定位，对中孔与台阶的同轴度≤0.05mm。
优选地方案中，所述支撑机构包括试车架51，其上设有用于支撑发动机的弧形座，便于对发动机进行限位，试车架的两侧设有承力墩52，两侧的承力墩上方之间安装龙门架53，龙门架通过滚轮对发动机径向限位。承力墩对试车架上下、左右方向限位。试车架设有滚轮，方便后期的地面试验。
进一步地，所述两根承力墩与一个龙门架构成一组限位机构，该装置包括两组限位机构，且两组限位机构之间的距离小于发动机的长度。
优选地方案中，所述推力过渡架包括前法兰61、后法兰62、立柱63和加强筋64，其中前法兰与对中检测机构连接，后法兰上设有定位台阶，与发动机端部实现定位连接，前法兰与后法兰之间通过多根立柱连接，多根立柱之间设有加强筋。
进一步地，前法兰中心设有定位孔，其定位孔与后法兰定位台阶的同轴度≤0.05mm；后法兰定位台阶与发动机同轴度≤0.05mm；前法兰平面度不大于0.10mm。
进一步地，所述底座与前法兰连接面有与定位孔配合的端面台阶，定位孔与端面台阶的同轴度≤0.05mm，芯轴上涂抹润滑油；芯轴与端面台阶的同轴度≤0.05mm。
优选地方案中，所述芯轴的直径为Φ80mm-0.05 -0.15,粗糙度0.8μm；对中孔的直径为Φ80mm+0.05 0,粗糙度1.6μm。
优选地方案中，所述底座与轴套之间还焊接有加强板74，且对中检测装置采用30CrMnSi材料制备。
上述装置的使用方法，将发动机吊装在支撑机构上，通过支撑机构进行定位，然后在其前端面安装推力过渡架，推力过渡架连接对中检测机构，再调节对中检测机构的芯轴，看是否能够自由出入对中板，不能自由出入时，通过调节机构调整对中孔的位置，直至符合要求；最后拆卸对中检测机构及对中板，在调节机构上安装推力传感器，进行发动机地面试验。
某发动机地面试验使用该装置，通过调整该装置确保了发动机与推力测量组件同轴度满足要求，顺利通过了地面试验，取得了成功，试验测试数据与设计指标吻合。与传统方法相比，与现有方式对比，具有以下效果：
1、提高效率 从原来的3h缩短至10min以内即可完成；
2、人力成本 原有的测量方式（采用钢板尺或钢卷尺等测量发动机轴线与推力测量组件的同轴度）需要4人同时工作，现在2同时工作即可轻松完成任务；
3、精度 原有的精度只能达到2mm，而采用本装置后精度可以达到0.5mm。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地面试验测量装置，其特征在于，包括推力墙，推力墙上安装有用于调节上、下、左、右的调节机构，调节机构连接有对中板，对中板中心设有对中孔；该装置还设有发动机支撑机构，支撑机构与对中板之间还设有推力过渡架和对中检测机构，推力过渡架一端与发动机端部进行定位，另一端与对中检测机构连接，对中检测装置包括底座、轴套和芯轴，其中底座与轴套固定连接，芯轴活动套接在轴套内，其靠近对中板端与对中孔配合连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述调节机构为三层设计，其一层与推力墙固定连接，另一层与对中板固定连接，中间层与两侧层接触面均设有相互配合的燕尾槽结构，其中一组燕尾槽结构水平设置，另一组燕尾槽结构竖直设置；所述调节机构与对中板之间通过台阶定位，对中孔与台阶的同轴度≤0.05mm。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述支撑机构包括试车架，其上设有用于支撑发动机的弧形座，试车架的两侧设有承力墩，两侧的承力墩上方之间安装龙门架，龙门架通过滚轮对发动机径向限位。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述两根承力墩与一个龙门架构成一组限位机构，该装置包括两组限位机构，且两组限位机构之间的距离小于发动机的长度。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述推力过渡架包括前法兰、后法兰、立柱和加强筋，其中前法兰与对中检测机构连接，后法兰上设有定位台阶，与发动机端部实现定位连接，前法兰与后法兰之间通过多根立柱连接，多根立柱之间设有加强筋。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：前法兰中心设有定位孔，其定位孔与后法兰定位台阶的同轴度≤0.05mm；后法兰定位台阶与发动机同轴度≤0.05mm；前法兰平面度≤0.10 mm。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述底座与前法兰连接面有与定位孔配合的端面台阶，定位孔与端面台阶的同轴度≤0.05mm，芯轴上涂抹润滑油；芯轴与端面台阶的同轴度≤0.05mm。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述芯轴的直径为Φ80mm-0.05 -0.15,粗糙度0.8μm；对中孔的直径为Φ80mm+0.05 0,粗糙度1.6μm。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述底座与轴套之间还焊接有加强板，且对中检测装置采用30CrMnSi材料制备。
10.权利要求1-9任意一项所述装置的使用方法，其特征在于：
将发动机吊装在支撑机构上，通过支撑机构进行定位，然后在其前端面安装推力过渡架，推力过渡架连接对中检测机构，再调节对中检测机构的芯轴，看是否能够自由出入对中板，不能自由出入时，通过调节机构调整对中孔的位置，直至符合要求；最后拆卸对中检测机构及对中板，在调节机构上安装推力传感器，进行发动机地面试验。
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