CN111103233A - 一种包覆套药柱剥离强度测试夹具工装及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及包覆套药柱剥离强度测试技术领域，公开了一种包覆套药柱剥离强度测试夹具工装，药柱固定组件、支撑组件、旋转组件、对接组件；药柱固定组件固定药柱剥离试样，药柱固定组件与支撑组件连接；旋转组件的下端连接支撑组件，上端转动连接对接组件连接，对接组件连接拉伸机；药柱固定组件包括固定环，固定环为开口圆环，固定环的开口端设置调节螺丝，能够满足不同直径的药柱剥离试样的剥离强度测试，同时，不用拆卸药柱剥离试样，通过旋转组件就能够实现药柱剥离试样的任意角度的调节，大大提高了测试效率与测试过程中的安全性，确保药柱剥离试样中心线与拉伸机上下夹具的中心线位于同一直线，提高了测试精度。

Description

一种包覆套药柱剥离强度测试夹具工装及使用方法

技术领域

本发明涉及包覆套药柱剥离强度测试技术领域，特别涉及固体火箭发动机包覆套药柱剥离强度测试工装及使用方法。

背景技术

装填式固体火箭发动机包覆套药柱剥离强度是表征推进剂药柱与绝热层界面粘接性能的一项重要技术指标。如果界面粘接性能未达到设计要求，将导致发动机工作失效甚至发生爆炸危险。因此准确、可靠地检测产品界面的剥离强度是评判其粘接性能优劣的重要前提。

通常包覆套药柱剥离强度测试，通常需要对药柱剥开的包覆套或绝热层进行测试，测试过程中，由于无合适的测试夹具装置，测试完一个数据后，要测试同一药柱的下一个数据就必须对药柱进行拆卸，重新安装并调整药柱待测试的包覆套的位置，特别是直径≥200mm的大剥离试件，需要2人一起配合操作完成，即一个人对夹具进行松紧螺母调整，一个人托着药柱进行左右旋转位置调整，不但工作效率低下，而且在安装、调节的过程中还大大增加了药柱跌落等安全隐患；另外，在进行药柱的待测试的包覆套位置调整过程中，药柱全程需要人工托着操作，加上药柱的自重，会导致无法保证包覆套中心线与拉伸机上夹具、下夹具的中心线位于同一直线，造成测试误差。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供了一种包覆套药柱剥离强度测试夹具工装及使用方法，能够提高工作效率及测试结果的准确性。

本发明的技术解决方案是：一种包覆套药柱剥离强度测试夹具工装，药柱固定组件、支撑组件、旋转组件、对接组件；药柱固定组件固定药柱剥离试样，药柱固定组件与支撑组件连接；旋转组件的下端连接支撑组件，上端转动连接对接组件连接，对接组件连接拉伸机；药柱固定组件包括固定环，固定环为开口圆环，固定环的开口端设置调节螺丝。

本发明通过设置开口的固定环与调节螺丝用于药柱的夹持，能够满足不同直径的药柱剥离试样的剥离强度测试，同时，不用拆卸药柱剥离试样，通过旋转组件就能够实现药柱剥离试样的任意角度的调节，大大提高了测试效率与测试过程中的安全性，确保药柱剥离试样中心线与拉伸机上下夹具的中心线位于同一直线，提高了测试精度。

进一步地，支撑组件包括支撑棒，支撑棒为由铁棒制成，保证支撑棒能够满足刚度要求，从而保证支撑棒与旋转组件和药柱固定组件的连接强度，支撑药柱的重量，防止测试过程中药柱跌落。

进一步地，固定环由不锈钢制成，保证固定环能够满足刚度要求。

进一步地，固定环的上端垂直连接支撑棒。

进一步地，旋转组件包括连接部分、旋转部分、角度固定部分，连接部分一端与支撑棒垂直连接，另一端与旋转部分连接，旋转部分的另一端与对接组件转动连接，角度固定部分固定在连接部分与旋转部分的连接处，通过旋转部分和角度固定部分实现药柱固定组件与支撑组件的相对转动到任意角度，从而实现药柱剥离试样的中心线与拉伸机上夹具、下夹具中心线位于同一直线，以提高测试精度。

进一步地，连接部分为圆柱形，由铁制成，其下端中间设置槽口，该槽口与支撑棒配合连接，使得连接部分与支撑棒连接更稳固，上端与旋转部分连接。

进一步地，旋转部分为转动轴，其下端通过角度固定部分与连接部分连接，上端通过连接棒与对接组件转动连接，通过转动轴能够实现药柱固定组件与支撑组件的相对转动。

进一步地，角度固定部分包括至少两个螺丝，旋转部分的下端设置有与螺丝匹配的螺纹孔，螺丝配合旋转部分实现药柱固定组件与支撑组件的相对转动到任意角度，并对其固定，避免产生剥离角度的偏差，影响测试结果的准确性。

上述的包覆套药柱剥离强度测试夹具工装的使用方法，包括如下步骤：

S1：测试前对药柱开槽、顶端剥开绝热层或包覆套得到药柱剥离试样；

S2：调节药柱固定组件的调节螺丝，调整固定环的直径大小至与药柱剥离试样的直径匹配；

S3：将固定环套入药柱剥离试样的顶端，使药柱剥离试样剥开的绝热层或包覆套位于固定环外侧，调节调节螺丝，固定药柱剥离试样；

S4：将装夹好的药柱剥离试样通过对接组件与拉伸机对接，并调整拉伸机的反锁螺丝固定，将剥开的绝热层或包覆套与拉伸机下夹具固定；

S5：通过调整旋转组件的旋转部分，当调整至药柱剥离试样中心线与拉伸机上夹具、下夹具的中心线位于同一直线时，通过固定螺丝锁定旋转部分，开始测试；

S6：测试结束后，调节固定螺丝，重复步骤S5的操作，直至完成同一药柱剥离试样上所有剥开包覆套的测试。

本发明与现有技术相比的优点在于：

1、本发明的药柱固定组件采用直径可调的开口固定环，能够满足不同尺寸药柱剥离试样的剥离强度测试。

2、本发明通过在药柱固定组件与制成组件之间设置旋转组件能够实现药柱剥离试样的任意角度的调节，确保试件中心线与拉伸机上夹具、下夹具的中心线位于同一直线，提高测试精度。

3、本发明的工装测试同一药柱上不同试样时，只需调节固定螺丝和旋转部分即可实现试样的更换，省去了传统装置中需要药柱整体取下，试样角度调整，再整体与拉伸机固定的过程，大大提高了测试效率，同时提高了测试过程中的安全性。

4、本发明的工装结构简单，运行平稳可靠，且操作方便。

附图说明

图1是药柱开槽示意图。

图2是药柱剥离试样结构图。

图3为本发明夹具工装的正视图。

图4为本发明夹具工装的俯视图。

图5为本发明旋转组件与支撑组件的连接示意图。

附图标记：1-药柱固定组件，2-支撑组件，3-旋转组件，4-对接组件，5-连接部分，6-旋转部分，61-通孔，7-角度固定部分，8-药柱，81-开槽，82-剥开的包覆套或绝热层，9-固定环，10-调节螺丝，11-连接棒。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

装填式固体火箭发动机包覆套药柱剥离强度测试前，首先需对药柱8进行预处理，该预处理包括开槽，然后将开槽81处的包覆套或绝热层剥开，剥开的包覆套或绝热层82作为剥离强度测试的试样，即药柱剥离试样。在《Q/RJ/Z69-2014固体火箭发动机燃烧室粘接界面剥离强度测试方法》标准中，规定了药柱剥离试样测试方法和试样要求，其中：方坯或药柱长度应不小于60mm；开槽后的绝热层或包覆套的宽度为10.0mm±1.0mm，同一药柱上开槽试样数应不少于五根，同一根试样的各部位宽度偏差应不超过0.2mm，药柱开槽示意图见图1，药柱剥离试样的结构图如图2所示。

现有的测试方式，进行包覆套药柱剥离强度测试时，对于药柱剥离试样，将剥开端的方坯或药柱固定于拉伸机的上夹具上，绝热层或包覆套的剥开端固定于拉伸机的下夹具上，按规定的拉伸速度进行药柱剥离强度测试，同时采集测试数据和试验曲线，直至完成试样有效剥离段的剥离强度测试，并记录有效剥离段在剥离曲线上所对应的范围。测试过程中，药柱剥离试样的中心线应当与拉伸机上下夹具、下夹具的中心线位于同一直线上，如果两者产生一定角度偏离，将产生额外的侧向力，直接影响测试结果的准确性。基于此，本申请提供一种包覆套药柱剥离强度测试夹具工装，能够提高药柱剥离试样的测试精度和测试效率，消除安全隐患，确保相关性能测试结果的准确、可靠。

如图3、4所示，本发明的包覆套药柱剥离强度测试夹具工装，药柱固定组件1、支撑组件2、旋转组件3、对接组件4。药柱固定组件1固定药柱剥离试样，药柱固定组件1与支撑组件2连接；旋转组件3的下端连接支撑组件2，上端转动连接对接组件4连接，对接组件4连接拉伸机。

具体的，药柱固定组件1包括固定环9、调节螺丝10，为了实现固定环的直径可调，将固定环9设置为非闭合圆环，即侧面设置开口的圆环；同时为了实现对药柱剥离试样的固定，在固定环9的开口处两端向外弯折，且弯折上设置有螺纹孔，调节螺丝10穿过两个螺纹孔对固定环和药柱剥离试样进行固定，通过调节调节螺丝10的拧紧程度实现固定环9的直径可调节；由于药柱剥离试样具有一定重量，因此为了保证其固定的稳固性，固定环9须具有一定的刚度，为了满足刚度要求，固定环9由不锈钢制成，且固定环的厚度为3mm。

为了保证固定环9与旋转组件的连接的平稳性，在固定环9的上端两侧中间位置对称设置有安装孔，该安装孔的尺寸与支撑组件的支撑棒的直径尺寸匹配，支撑棒穿过两个安装孔，且与之固定连接，使得支撑棒的轴线与固定环的轴线垂直。

具体的，支撑组件2包括支撑棒，为了保证支撑组件与药柱固定组件连接的稳固性，支撑棒应具有一定的刚度，满足支撑棒的刚度要求，支撑棒为由铁棒制成。

如图5所示，旋转组件3包括连接部分5、旋转部分6、角度固定部分7。具体的，角度固定部分7包括至少两个螺丝。具体的，连接部分5为圆柱形，由铁制成，圆柱的下端中间设置槽口，该槽口与支撑棒配合连接，两者采用调节螺钉连接固定，连接后连接部分5的轴线与支撑棒的轴线垂直，圆柱的上端设置有凹槽，凹槽用与嵌入旋转部分6。

具体的，旋转部分6为转动轴，其下端嵌入连接部分5，下端周向设置有螺纹孔，该螺纹孔与角度固定部分7的螺丝匹配，旋转部分6嵌入连接部分5后，两者同轴，将旋转部分6及连接部分5旋转到所需角度，然后通过角度固定部分7的螺丝将两者固定，避免测试过程中产生角度偏离从而影响测试精度；转动轴的上端设置有通孔，该通孔连接有连接棒11，连接后两者的轴线垂直，连接棒11与支撑棒平行，从而保证整个工装的平稳，进而保证最后总测试结果的精度。连接棒11的一端与对接组件4垂直连接。优选的，连接棒11与支撑棒采用相同材质制成，且两者长度、直径相同，保证整个工装的平稳性。

本发明的包覆套药柱剥离强度测试夹具工装使用时，包括如下步骤：

S1：按照标准Q/RJ/Z 69-2014的要求对药柱进行预处理，即测试前对药柱开槽、顶端剥开绝热层或包覆套得到药柱剥离试样：

S2：调节药柱固定组件1的调节螺丝10，调整固定环9的直径大小至与药柱剥离试样的直径匹配；

S3：将固定环9套入药柱剥离试样的顶端，使药柱剥离试样剥开的绝热层或包覆套位于固定环9外侧，调节调节螺丝10，固定药柱剥离试样；

S4：将装夹好的药柱剥离试样通过对接组件4与拉伸机对接，并调整拉伸机的反锁螺丝固定，将剥开的绝热层或包覆套与拉伸机下夹具固定；

S5：通过调整旋转组件3的旋转部分6，当调整至药柱剥离试样中心线与拉伸机上夹具、下夹具的中心线位于同一直线时，通过固定螺丝7锁定旋转部分6，开始测试；

S6：测试结束后，拉伸机下夹具松开已测试完成的绝热层或包覆套，调节固定螺丝7，重复步骤S5的操作，直至完成同一药柱剥离试样上所有剥开包覆套的测试。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.一种包覆套药柱剥离强度测试夹具工装，其特征在于包括：药柱固定组件(1)、支撑组件(2)、旋转组件(3)、对接组件(4)；所述药柱固定组件(1)固定药柱剥离试样，所述药柱固定组件(1)与所述支撑组件(2)连接；所述旋转组件(3)的下端连接所述支撑组件(2)，上端转动连接所述对接组件(4)连接，所述对接组件(4)连接拉伸机；所述药柱固定组件(1)包括固定环(9)，所述固定环(9)为开口圆环，所述固定环(9)的开口端设置调节螺丝(10)。

2.如权利要求1所述的包覆套药柱剥离强度测试夹具工装，其特征在于：所述支撑组件(2)包括支撑棒，所述支撑棒为由铁棒制成。

3.如权利要求1或2所述的包覆套药柱剥离强度测试夹具工装，其特征在于：所述固定环(9)由不锈钢制成。

4.如权利要求3所述的包覆套药柱剥离强度测试夹具工装，其特征在于：所述固定环(9)的上端垂直连接所述支撑棒。

5.如权利要求1所述的包覆套药柱剥离强度测试夹具工装，其特征在于：所述旋转组件(3)包括连接部分(5)、旋转部分(6)、角度固定部分(7)，所述连接部分(5)一端与所述支撑棒垂直连接，另一端与所述旋转部分(6)连接，所述旋转部分(6)的另一端与所述对接组件(4)转动连接，所述角度固定部分(7)固定在所述连接部分(5)与所述旋转部分(6)的连接处。

6.如权利要求1所述的包覆套药柱剥离强度测试夹具工装，其特征在于：所述连接部分(5)为圆柱形，由铁制成，其下端中间设置槽口，该槽口与所述支撑棒配合连接，上端与旋转部分(6)连接。

7.如权利要求1所述的包覆套药柱剥离强度测试夹具工装，其特征在于：所述旋转部分(6)为转动轴，其下端通过所述角度固定部分(7)与所述连接部分(5)连接，上端通过连接棒(11)与对接组件(4)转动连接。

8.如权利要求1所述的包覆套药柱剥离强度测试夹具工装，其特征在于：所述角度固定部分(7)包括至少两个螺丝，所述旋转部分(6)的下端设置有与螺丝匹配的螺纹孔。

9.一种如权利要求1～8任一所述的包覆套药柱剥离强度测试夹具工装的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：测试前对药柱开槽、顶端剥开绝热层或包覆套得到药柱剥离试样；

S2：调节药柱固定组件(1)的调节螺丝(10)，调整固定环(9)的直径大小至与药柱剥离试样的直径匹配；

S3：将固定环(9)套入药柱剥离试样的顶端，使药柱剥离试样剥开的绝热层或包覆套位于固定环(9)外侧，调节调节螺丝(10)，固定药柱剥离试样；

S4：将装夹好的药柱剥离试样通过对接组件(4)与拉伸机对接，并调整拉伸机的反锁螺丝固定，将剥开的绝热层或包覆套与拉伸机下夹具固定；

S5：通过调整旋转组件(3)的旋转部分(6)，当调整至药柱剥离试样中心线与拉伸机上夹具、下夹具的中心线位于同一直线时，通过固定螺丝(7)锁定旋转部分(6)，开始测试；

S6：测试结束后，调节固定螺丝(7)，重复步骤S5的操作，直至完成同一药柱剥离试样上所有剥开包覆套的测试。

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