CN109612735A - 一种热振联合试验用夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种热振联合试验用夹具，尤其适用于发动机氧排气壳体在热振联合试验中的夹持，该夹具包括盖板和底座，二者同轴设置；所述底座具有上连接板、支撑筒、下连接板，所述上连接板与所述盖板适配，所述支撑筒上下分别与上连接板和下连接板固定连接。该夹具实现了试件与夹具的过盈配合，夹具中的接触面对高频振动进行了有效阻隔，保证了高频撞击下的试验精度，确保试验设备在热辐射载荷下的安全运行，更真实的模拟发动机氧排气壳体的实际使用环境。

Description

一种热振联合试验用夹具
技术领域
本发明涉及一种热振联合试验用夹具，尤其适用于发动机氧排气壳体在热振联合试验中的夹持，属于夹具领域。
背景技术
随着中国载人航天事业的发展和空间站的建立，对大推力、大运载火箭需求越来越迫切。目前，我国现有的长征系列运载火箭是在战略武器的基础上演变延用而来的，其推进剂(偏二甲肼/四氧化二氮)的毒性大、污染重、价格高、性能差，不足明显。美国、法国、前苏联等航天大国很早就开始重视推进剂的毒性与污染问题，限制甚至禁止使用偏二甲肼。因此，研发适用于大推力火箭发动机的新型燃料是航天技术的发展趋势之一。我国已经开始对火箭的新型燃料进行研究与使用，液氧/煤油推进剂用发动机将在长征7号上使用，液氧/液氢推进剂发动机将在长征5号上使用。
大推力液体发动机关系到火箭发射的成败，为了确保火箭发射的成功，发动机部组件的地面环境试验必不可少。发动机部组件的地面环境试验，需要尽量模拟其实际工况的真实环境，包括发动机部组件在实际工作中承受的热载荷、能量集中的高频振动和装配中的初始应力。实际工作过程中，液体燃料在发动机燃烧室内混合燃烧并通过推力室大喷管输出能量，为运载火箭提供发射动力，此时，氧排气壳体接受由燃气发生器传导过来的高温气体，驱动燃气涡轮带动氧化剂泵工作进而将燃料和氧化剂输送到燃烧装置内进行混合燃烧。氧排气壳体承受了高温气体及大喷管带来的高温热辐射载荷，推力室和燃气涡轮带来的振动载荷，以及在装配过程中的初始应力。为了保证发动机氧排气壳体的热振联合试验的有效性和真实性，为其提供适宜的夹具是亟待解决的问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
针对现有技术中的上述需求，本发明提出了一种热振联合试验用夹具，尤其适用于发动机氧排气壳体在热振联合试验中的夹持，其实现了试件与夹具的过盈配合，夹具中的接触面对高频振动进行了有效阻隔，保证了高频撞击下的试验精度，确保试验设备在热辐射载荷下的安全运行，更真实的模拟发动机氧排气壳体的实际使用环境。
(二)技术方案
一种热振联合试验用夹具，包括盖板和底座，二者同轴设置；所述盖板上具有绕其圆心均布的若干第一通孔；所述底座具有上连接板、支撑筒、下连接板，所述上连接板与所述盖板适配，所述上连接板上设置与若干所述第一通孔轴向连通的若干第二通孔，所述支撑筒上下分别与上连接板和下连接板固定连接；所述支撑筒的外周壁上呈放射状均匀设置若干加强筋，两相邻加强筋之间的支撑筒外周壁上设置门型开口；所述加强筋上下分别与上连接板和下连接板固定连接；所述下连接板上呈放射状均匀设置若干第三通孔；第一固定件分别穿过第一通孔和第二通孔将所述盖板固定连接至所述上连接板，第二固定件穿过所述第三通孔将所述下连接板固定连接至振动台动圈。
所述盖板的底面自其中心孔壁至第一通孔之间依次设置环形凸起、环形凹槽，所述环形凸起突出所述盖板的底面，所述环形凹槽凹入所述盖板的底面；所述上连接板的顶面设置试件安装凹台；试件经热涨后放入所述夹具，所述试件的底面放置在所述试件安装凹台上，试件的顶面与所述环形凸起、环形凹槽均适配。
所述热涨为将试件放置在温度为70℃的恒温箱内保持两个小时。
所述盖板、所述上连接板、所述下连接板均为环形板。
所述盖板的外径与所述上连接板的外径相同。
所述下连接板的外径大于上连接板的外径。
所述加强筋上设置腰型孔。
所述第三通孔穿设于所述门型开口下方。
所述环形凸起、环形凹槽上均覆盖保护膜。
所述保护膜为0.5mm的铜箔。
(三)有益效果
本发明的一种热振联合试验用夹具，实现了试件与夹具的过盈配合，夹具中的接触面对高频振动进行了有效阻隔，保证了高频撞击下的试验精度，确保试验设备在热辐射载荷下的安全运行，更真实的模拟发动机氧排气壳体的实际使用环境。其中，加强筋的设置提高了底座稳定性；门型开口和腰型孔的设置，不仅有效的减轻了夹具的重量，提升了试验设备能力，也极大的改善了夹具的散热性能，在外部风冷设备的作用下，其有效的降低热载荷通过夹具对振动台动圈产生的热传导作用。保护膜的设置起到阻断了振动试验中高频撞击对夹具和试件产生的冲击力，提升振动试验的控制精度。利用热胀冷缩原理，对试件进行过盈装配，进一步保障安装稳定。
附图说明
图1本发明的一种热振联合试验用夹具立体图。
图2本发明的一种热振联合试验用夹具剖视图。
图中，1-下连接板、2-第三通孔、3-加强筋、4-支撑筒、5-腰型孔、6-上连接板、7-第二通孔、8-试件安装凹台、9-盖板、10-第一通孔、11-环形凹槽、12-环形凸起。
具体实施方式
参见图1-2，本发明的一种热振联合试验用夹具，包括盖板9和底座，二者同轴设置；所述盖板9上具有绕其圆心均布的若干第一通孔10；所述底座具有上连接板6、支撑筒4、下连接板1，所述上连接板6与所述盖板9适配，所述上连接板6上设置与若干所述第一通孔10轴向连通的若干第二通孔7，所述支撑筒4上下分别与上连接板6和下连接板1固定连接；所述支撑筒4的外周壁上呈放射状均匀设置若干加强筋3，两相邻加强筋3之间的支撑筒4外周壁上设置门型开口；所述加强筋3上下分别与上连接板6和下连接板1固定连接；所述下连接板1上呈放射状均匀设置若干第三通孔2；第一固定件分别穿过第一通孔10和第二通孔7将所述盖板9固定连接至所述上连接板6，第二固定件穿过所述第三通孔2将所述下连接板1固定连接至振动台动圈。
所述盖板9的底面自其中心孔壁至第一通孔1之间依次设置环形凸起12、环形凹槽11，所述环形凸起12突出所述盖板9的底面，所述环形凹槽11凹入所述盖板9的底面；所述上连接板6的顶面设置试件安装凹台8；试件经热涨后放入所述夹具，所述试件的底面放置在所述试件安装凹台8上，试件的顶面与所述环形凸起12、环形凹槽11均适配。
所述热涨为将试件放置在温度为70℃的恒温箱内保持两个小时。
所述盖板9、所述上连接板6、所述下连接板1均为环形板。
所述盖板9的外径与所述上连接板6的外径相同。
所述下连接板1的外径大于上连接板6的外径。
所述加强筋3上设置腰型孔5。
所述第三通孔2穿设于所述门型开口下方。
所述环形凸起12、环形凹槽11上均覆盖保护膜。
所述保护膜为0.5mm的铜箔。

Claims (10)

1.一种热振联合试验用夹具，其特征在于，包括盖板和底座，二者同轴设置；所述盖板上具有绕其圆心均布的若干第一通孔；所述底座具有上连接板、支撑筒、下连接板，所述上连接板与所述盖板适配，所述上连接板上设置与若干所述第一通孔轴向连通的若干第二通孔，所述支撑筒上下分别与上连接板和下连接板固定连接；所述支撑筒的外周壁上呈放射状均匀设置若干加强筋，两相邻加强筋之间的支撑筒外周壁上设置门型开口；所述加强筋上下分别与上连接板和下连接板固定连接；所述下连接板上呈放射状均匀设置若干第三通孔；第一固定件分别穿过第一通孔和第二通孔将所述盖板固定连接至所述上连接板，第二固定件穿过所述第三通孔将所述下连接板固定连接至振动台动圈。
2.如权利要求1所述的一种热振联合试验用夹具，其特征在于，所述盖板的底面自其中心孔壁至第一通孔之间依次设置环形凸起、环形凹槽，所述环形凸起突出所述盖板的底面，所述环形凹槽凹入所述盖板的底面；所述上连接板的顶面设置试件安装凹台；试件经热涨后放入所述夹具，所述试件的底面放置在所述试件安装凹台上，试件的顶面与所述环形凸起、环形凹槽均适配。
3.如权利要求2所述的一种热振联合试验用夹具，其特征在于，所述热涨为将试件放置在温度为70℃的恒温箱内保持两个小时。
4.如权利要求1所述的一种热振联合试验用夹具，其特征在于，所述盖板、所述上连接板、所述下连接板均为环形板。
5.如权利要求4所述的一种热振联合试验用夹具，其特征在于，所述盖板的外径与所述上连接板的外径相同。
6.如权利要求5所述的一种热振联合试验用夹具，其特征在于，所述下连接板的外径大于上连接板的外径。
7.如权利要求1所述的一种热振联合试验用夹具，其特征在于，所述加强筋上设置腰型孔。
8.如权利要求1所述的一种热振联合试验用夹具，其特征在于，所述第三通孔穿设于所述门型开口下方。
9.如权利要求2所述的一种热振联合试验用夹具，其特征在于，所述环形凸起、环形凹槽上均覆盖保护膜。
10.如权利要求9所述的一种热振联合试验用夹具，其特征在于，所述保护膜为0.5mm的铜箔。
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