CN111069101A - 一种发动机清洗装置导向机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液体火箭发动机技术领域，公开了一种液体火箭发动机清洗装置导向机构，包括导向柱、导向轨、定位环；所述发动机固定在吊装支架上；所述导向轨、导向柱固定在导向支架上，所述导向轨与导向柱轴线平行设置；所述定位环固定在所述吊装支架的两侧；所述定位环能够穿入所述导向柱并沿其上下滑动，操作工人只需在将吊装支架下落的同时将定位环套在导向柱上，随着吊装支架的下落定位环与导向柱自动完成导向，本装置主要组成部分包含定位环、定位块、导向轨、导向柱四个，定位块与导向轨的导向只要提前设计好定位块的位置，在下落过程中也是自动完成导向，操作简单，省时。

Description

一种发动机清洗装置导向机构

技术领域

本发明涉及火箭发动机制造领域，具体涉及一种发动机清洗装置导向机构。

背景技术

随着我国航天事业的迅猛发展，国家对液体火箭发动机研制的进度、质量提出了更高的要求。液体火箭发动机试车成功后需对发动机内试车后的残留物等进行清洗再交付总体单位进行发射，同时发动机对多余物、清洁程度要求高，因此液体火箭发动机试车后的清洗工作对于发动机最终质量至关重要。为保证清洗过程的顺利进行，发动机中心需与清洗装置中心保持一定的同轴度。但因发动机体积较大，与清洗装置的同轴度要求高，且导向轨高度较高，因此存在人员操作对准难度大、用时长、发动机与导向轨易碰撞等问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种发动机与清洗装置导向的机构，能够自动完成发动机与清洗装置的对正，保证发动机中心与清洗装置中心同轴度小于要求值。

本发明的技术方案是：一种液体火箭发动机清洗装置导向机构，包括导向柱、导向轨、定位环；发动机固定在吊装支架上；所述导向轨、导向柱固定在导向支架上，所述导向轨与导向柱轴线平行设置；导向支架与清洗装置同轴固定在底座上；定位环固定在吊装支架的两侧；定位环能够穿入导向柱并沿其上下滑动。

进一步地，导向柱包括柱体和锥头，锥头由上至下直径逐渐增大，使得定位环与导向柱的间隙着定位环随吊装支架的下落逐渐变小，吊装支架中心与清洗装置中心同轴度不断变小，其直径大的一端与导向轨连接，直径小的一端穿入定位环，便于定位环穿入导向柱。

进一步地，锥头顶端为圆锥状结构，圆锥状结构的作用使得在定位环与导向柱的初始对正中导向柱的直径远小于定位环直径，便于操作工人将定位环套进导向柱。

进一步地，锥头顶端端面为表面粗糙度SR为5mm的球面，球面的作用是方便导向环套入导向柱，减少导向柱与吊装支架的碰伤。

进一步地，还包括定位块，定位块固定在吊装支架上与发动机相对的一侧；定位块能够在移动过程中进入导向轨并沿其上下滑动，通过定位块与导向轨的配合滑动，对发动机中心与清洗装置中心的同轴度进行精调。

进一步地，导向轨单侧壁厚由上至下逐渐增大，定位块与导向轨单侧臂的径向间隙大于导向柱与定位环的径向间隙，保证定位环完全进入导向柱后定位块能够滑入导向轨单侧臂顶端。

进一步地，导向轨的下端与定位块单边径向间隙为2mm，保证清洗装置中心与发动机中心同轴度偏差小于Φ5mm。

进一步地，定位块为“凹”形结构，其凹槽口沿导向轨单侧臂滑动。

本发明的工作原理：在发动机随吊装支架下落时，定位环套在导向柱上，导向柱对定位环及吊装支架上的发动机起定位和导向作用，完成发动机中心与清洗装置中心同轴度的粗调；在下落过程中，通过吊装支架上的定位块与导向轨配合滑动，完成发动机中心与清洗装置中心的同轴度的精调；同时，通过将导向柱与导向轨设计成直径渐变的结构，一方面便于定位环穿入导向柱，另一方面使得在下落过程中，定位环与导向柱的间隙以及定位块与导向轨的间隙逐渐减小，进一步对发动机中心与清洗装置中心的同轴度进行精调；通过上述技术方案，最终保证两者的同轴度能够满足要求。

本发明与现有技术相比的优点在于：

1、自动导向、可操作性强：操作工人只需在将吊装支架下落的同时将定位环套在导向柱上，随着吊装支架的下落定位环与导向柱自动完成导向，本装置主要组成部分包含定位环、定位块、导向轨、导向柱四个，定位块与导向轨的导向只要提前设计好定位块的位置，在下落过程中也是自动完成导向，操作简单，省时。

2、制造简单、成本低、易装配：仅需将定位环与定位块焊接在吊装支架的相应位置，与导向柱与导向轨的安装位置相配合，结构简单，便于制造和安装。

3、安全性高、可靠性强：本装置在整个导向过程中仅需操作人员将定位环与导向柱顶端对正，而导向柱顶端为球面结构，可防止导向柱与吊装支架之间发生磕碰。

4、导向过程平稳，振动小：本发明的一次导向主要是通过导向环及吊装支架在导向柱上滑动实现的，二次导向主要是通过定位块在导向轨上滑动实现的，整个导向过程分两次完成，避免了发动机对正过程中发生较大振动的可能性，整个过程平稳可靠。

附图说明

图1为本发明导向机构的结构示意图。

图2为本发明导向柱的结构图。

图3为本发明导向柱锥头的结构图。

图4为本发明导向轨单侧臂的正视图。

图5为本发明导向轨单侧臂的侧视图。

图6为本发明定位块的正视图。

图7为本发明定位块的侧视图

图8为本发明定位环的正视图。

图9为本发明定位环的侧视图。

图10为本发明导向柱与导向轨安装位置示意图。

图11为本发明图10的A部分的局部放大图。

附图标记：1-导向柱，2-导向轨，11-柱体，12-锥头，3-定位环，4-定位块，5-吊装支架，6-导向支架，7-放置台，8-固定环，9-圆环，13-清洗刷体，14-底座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

为了实现发动机中心与清洗装置中心的对正，本申请设计了导向机构，本机构分两次导向实现发动机吊装支架与清洗装置的对准，最终保证清洗装置中心与发动机中心的同轴度，整个过程操作人员只需将定位环与导向柱顶端对正，后续导向自动完成，操作简单安全。

本发明的液体火箭发动机清洗装置，如图1所示，包括导向柱1、导向轨2、定位环3、定位块4、吊装支架5、导向支架6；发动机固定在吊装支架5上；本发明的清洗装置具体为清洗刷体13，具体结构如图1所示。

具体的，导向柱1均设置两个，导向轨2设置四个，导向支架6设置四个，将四个导向支架6呈四边形布置，在每个导向支架6对应的位置设置四个导向轨2，在斜对角的两个导向轨2的侧边设置导向柱1。安装时，导向柱1自上而下通过导向支架6上的圆环9的通孔插入位于导向支架6上的凹槽，其底部在导向支架6上如图10、11所示的位置焊接。四个导向支架6与清洗刷体13采用螺栓固定在底座14上，固定后清洗刷体13与四个导向支架6的中心同轴。清洗装置上设置有放置台7，导向过程至发动机随吊装支架5落在放置台7上而结束。

同时为了保证对正过程中，导向轨2、导向柱1、导向支架6不偏移，在导向支架上水平设置两个固定环8，两个固定环8与导向支架6之间采用螺栓连接，用来固定导向支架6之间的相对位置。

为了便于对正，在吊装支架5的两侧对称设置一对定位环3，定位环3的结构如图8、9所示；具体安装时，将一个导向柱和一个导向支架在吊装支架下方将导向柱与定位环的位置对应安装，保证定位环3与导向柱1同轴，吊装支架由吊车吊装，发动机安装在导向支架的中心。

如图2、3所示，导向柱1包括柱体11和锥头12，柱体11与锥头12焊接连接，柱体11焊接端开30°坡口，用来与锥头焊接。锥头12的结构如图3所示，锥头的焊接端，与柱体对称开有30°焊接角。锥头12由上至下直径逐渐增大，锥头12直径大的一端与导向轨2连接，直径小的一端穿入定位环3，柱体11的直径与锥头12大端的直径相等，两者相连后使导向柱1整体直径由上至下逐渐增大，使得定位环3与导向柱1的间隙逐渐变小，下落过程中对吊装支架中心与清洗刷体13中心的同轴度逐渐进行调整。

为了便于将导向柱的锥头穿入定位环3，如图3所示，锥头12顶端为圆锥状结构，圆锥状结构的作用是在定位环与导向柱的初始对正时导向柱的直径远小于定位环直径，便于操作工人将定位环3套进导向柱1，且随着吊装支架5的下落，定位环3与导向柱1的间隙逐渐变小，吊装支架5中心(即发动机中心)与清洗刷体13中心同轴度不断变小，逐渐对两者的同轴度进行精调。优选的，圆锥状结构的端面为表面粗糙度SR为5mm的球面，球面的作用是方便导向环套入导向柱，减少导向柱与吊装支架的碰伤。

如图6、7所示，定位块4为“凹”形结构，其凹槽口在吊装支架5下落过程中，沿导向轨2单侧臂滑动。定位块4设置四个，定位块4设置在吊装支架5上与发动机相对的一侧，且与导向轨2的位置对应设置，便于定位吊装支架，保证发动机中心与清洗装置中心的同轴度。

优选的，如图4、5所示，导向轨2固定在导向支架6上，导向轨2单侧壁厚由上至下沿5°方向逐渐增大，其结构如图4、5所示。定位块4与导向轨2单侧臂下端的径向间隙大于导向柱1与定位环3的径向间隙，保证了当定位环3完全进入导向柱1后，定位块4能够滑入导向轨2单侧臂的顶端。优选的，导向轨2的下端与定位块4单边径向间隙为2mm，保证清洗装置中心与发动机中心同轴度偏差小于Φ5mm。以导向柱1下端直径Φ50mm，定位环3内径Φ62mm为例，定位环3与导向柱1粗调后，定位环3与导向柱1的单侧间隙轴向不大于6mm。

实施例

定位环3内径Φ62mm，外径Φ72mm，高度50mm。

导向柱1柱体11外径Φ50mm,壁厚2mm，长度2950mm，焊接端开30°坡口用来与锥头12焊接在一起。锥头12全长283mm，最大外径Φ50mm，下端为Φ45mm长30mm圆柱端，圆柱端顶端为2×45°倒角，另一端为焊接端，与柱体对称开有30°焊接角，圆锥段长233mm，顶端为表面粗糙度SR为5mm的球面。

定位块4为“凹”形块，外部为50mm×45mm，厚度6mm，凹口宽度30mm，深度15mm。

导向轨2总高1430mm,上端宽度10mm，下端高度1310，宽度沿5°方向逐渐增加到26mm。

将导向柱1、导向轨2、定位环3、定位环4、导向支架6按上述尺寸加工好后，按以下步骤组装：(1)将定位环3与定位块4焊接在吊装支架5上；(2)将导向柱1安装在导向支架6上，将其下端与导向支架焊接，如图11所示；(3)将导向轨2安装在导向支架6上，如图10所示位置，将其周向与导向支架6焊接。

具体使用时，随着导向柱1的直径逐渐增大由上至下直径逐渐变大，定位环3与导向柱的间隙逐渐变小，一次导向完成。此时，通过定位环3与导向柱1、定位块4与导向轨2之间的间隙配合，定位块4进入导向轨2顶端，随着吊装支架5即发动机下落，导向轨2逐渐变宽，与定位块4径向间隙变小，直至吊装支架5落在清洗装置放置台7上，二次导向完成，这样不仅实现了发动机中心与清洗装置中心同轴度的保证，且整个过程操作人员只需将定位环3与顶导向柱1的锥头12对正，下落吊装支架，二次导向自动完成，方便简单。

本发明说明书未作详细描述内容属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (8)

1.一种液体火箭发动机清洗装置导向机构，其特征在于：包括导向柱(1)、导向轨(2)、定位环(3)；所述发动机固定在吊装支架(5)上；所述导向轨(2)、导向柱(1)固定在导向支架(6)上，所述导向轨(2)与导向柱(1)轴线平行设置；所述导向支架(6)与清洗装置同轴固定在底座(14)上；所述定位环(3)固定在所述吊装支架(5)的两侧；所述定位环(3)能够穿入所述导向柱(1)并沿其上下滑动。

2.根据权利要求1所述的液体火箭发动机清洗装置导向机构，其特征在于：所述导向柱(1)包括柱体(11)和锥头(12)，所述锥头(12)由上至下直径逐渐增大，其直径大的一端与所述导向轨(2)连接，直径小的一端穿入所述定位环(3)。

3.根据权利要求2所述的液体火箭发动机清洗装置导向机构，其特征在于：所述的锥头(12)顶端为圆锥状结构。

4.根据权利要求3所述的液体火箭发动机清洗装置导向机构，其特征在于：所述的锥头(12)的圆锥状结构端面的表面粗糙度SR为5mm。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的液体火箭发动机清洗装置导向机构，其特征在于：还包括定位块(4)，所述定位块(4)固定在所述吊装支架(5)上与发动机相对的一侧；所述定位块(4)能够在移动过程中进入所述导向轨(2)并沿其上下滑动。

6.根据权利要求5所述的液体火箭发动机清洗装置导向机构，其特征在于：所述导向轨(2)单侧壁厚由上至下逐渐增大，所述定位块(4)与导向轨(2)单侧臂的下端径向间隙大于所述导向柱(1)下端与所述定位环(3)的径向间隙。

7.根据权利要求6所述的液体火箭发动机清洗装置导向机构，其特征在于：所述导向轨(2)的下端与所述定位块(4)单边径向间隙为2mm。

8.根据权利要求6或7所述的液体火箭发动机清洗装置导向机构，其特征在于：所述定位块(4)为“凹”形结构，其凹槽口沿导向轨(2)单侧臂滑动。

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