CN112628025B - 一种用于固体火箭发动机振动试验的模块化可调装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于固体火箭发动机振动试验的模块化可调装置，所述装置包括：由底板(1‑1)固定的支撑调节机构(1)、固定在所述支撑调节机构上方的环抱卡箍机构(2)以及安装在所述支撑调节机构下方的过渡转接机构(3)。本发明公开的用于固体火箭发动机振动试验的模块化可调装置，能够降低试验装置成本、提高装置的模块化管理水平。

Description

一种用于固体火箭发动机振动试验的模块化可调装置

技术领域

本发明属于固体火箭发动机振动试验技术领域，尤其涉及一种用于固体火箭发动机振动试验的模块化可调装置。

背景技术

振动试验是固体火箭发动机生产制造过程中不可缺少的环节，它是测试发动机后续运输和交付使用过程中可靠性和稳定性的重要途径。振动试验中，振动工装的作用是把产品和振动台连接在一起，将振动台的能量和运动传递至试验件，其振动传递特性的优劣将直接影响被试产品能否按照预定的要求接受振动考核。振动试验质量取决于控制点的合理选取和振动工装的夹持作用效果。具体而言，一方面要求振动工装的抱箍位置和数量能够做到自由调节，以此避免抱箍与控制点位置的干涉和获得更优的夹持作用效果。试验过后，振动工装由于自重不可能一直存放在振动台动圈上，一般直接通过螺栓与振动台动圈连接，长时间高频次的拆装容易导致动圈螺纹损伤。为了规避动圈螺纹损伤带来的试验和振动台保养风险，需要考虑在振动工装和动圈间增设方便耐用的过渡转接部件，提高振动工装的模块化管理水平。

申请号为201811468731.3、公告日为2019.04.05的一种固体火箭发动机振动试验用标准工装，公开了一种固体火箭发动机振动试验用标准工装，工装包括基座和连接板，基座设有螺栓孔，用于与振动台动圈连接；连接板上设有卡槽，卡槽内放置方头螺栓，螺栓头卡在卡槽内，另一端与弧座连接；基座和连接板采用铸铝材料一体加工成型。为了降低试验工装成本和缩短试验周期，该标准工装针对不同尺寸的发动机，采用更换相应尺寸弧座的方式，但是弧座的位置和数量不能调节，因此弧座的夹持作用效果固定不可调，从而影响试验质量。

此外，采用基座与振动台动圈直接连接的方式并不可靠，长久的拆装操作势必会影响振动台动圈上的螺纹寿命。

因此，从实际情况出发，结合振动台动圈尺寸，研制开发出稳定可靠、适用于振动试验的固体火箭发动机模块化可调装置已是当务之急。此外，还能提高固体火箭发动机的振动试验质量、促进我国航天科技进步，加速自动化进程。

发明内容

本发明的目的在于克服上述背景技术存在的不足，提供一种用于固体火箭发动机振动试验的模块化可调装置，该装置能够根据试验需求自由调节环抱卡箍机构的位置和数量，获得更优的夹持作用效果。通过在振动工装和动圈间增设过渡转接部件，可提升振装置的模块化管理水平。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种用于固体火箭发动机振动试验的模块化可调装置，其中，所述装置包括：由底板固定的支撑调节机构、固定在所述支撑调节机构上方的环抱卡箍机构以及安装在所述支撑调节机构下方的过渡转接机构；

所述支撑调节机构包括：

前后对称的倾斜布置在底板两侧的肋板、竖直设置在前后肋板间且同时与肋板和底板固定的中心板、定位在所述中心板上方且同时与其和肋板固定的上板、前后对称布置在所述上板两侧的T形槽、设置在T形槽内部且可沿T形槽边缘移动的T形块、前后对称布置在上板中部的导向槽、设置在导向槽内部且固定在上板上方的导轨、定位在导向槽内部且可沿导轨滑动的滑块、设置在上板中部且定位在导向槽间的定位槽、设置在定位槽左端且固定在上板上的支撑座、设置在定位槽右端且固定在上板上的固定座、可转动的布置在支撑座和固定座上且定位在定位槽内的双向丝杆、安装在双向丝杆上且可直线移动的定位在定位槽内的螺母座、设置在双向丝杆上可转动的定位在固定座右侧的联轴器、定位在上板右侧且固定在联轴器上的手轮；

所述环抱卡箍机构包括固定在上板上方的两个环抱卡箍单元，所述两个环抱卡箍单元结构相同且对称布置在上板左右两端；

所述过渡转接机构包括：沿三个不同分度圆直径大小均布在其上方的转接沉槽、设置在底板下方且沿固定角度均布在转接沉槽两侧的T形导槽、设置在T形导槽内侧端部的圆漏孔；

优选的，所述环抱卡箍单元包括布置在上板上方的下卡箍、设置在下卡箍下方的矩形通槽、设置在下卡箍上且定位在矩形通槽上方的连接固定孔、通过螺栓安装在下卡箍上方且与其紧固连接的上卡箍、设置在下卡箍内弧面上方且与其贴合的一级垫块、设置在一级垫块内弧面上方且与其贴合的二级垫块、设置在二级垫块内弧面上方且与其贴合的三级垫块。

优选的，所述底板上均布设有沿不同分度圆直径大小倾斜布置的安装孔，且过渡转接机构通过T形导槽和底板上的安装孔固定在所述底板下方。

优选的，所述肋板个数为十个。

优选的，各所述肋板按照预设间隔依次安装在所述底板上。

优选的，所述支撑调节机构包含两个T形槽，且所述两个T形槽关于截面前后对称设置；

所述支撑调节机构包含两个导向槽，且所述两个导向槽关于截面前后对称设置。

优选的，每个所述T形槽内布置两个T形块。

优选的，每个所述导向槽内布置两个导轨和两个滑块。

优选的，所述双向丝杆中关于轴截面对称的左侧部分和右侧部分螺纹旋向相反。

本申请实施例提供的用于固体火箭发动机振动试验的模块化可调装置应用在固体火箭发动机的振动试验过程中，一方面，通过在底板上设置支撑调节机构，使得环抱卡箍机构的数量可随时根据试验的需求进行加减调节，便于获得更优的夹持作用效果。第二方面，本发明通过在环抱卡箍机构的下方设置T形槽、导向槽和双向丝杆等部件，使得多个环抱卡箍机构的位置能够做到同步异向移动，方便振动控制点的变位选取，能够避免环抱卡箍机构与控制点位置的干涉，提高试验质量。第三方面，本发明通过在振动装置与振动台动圈之间增设方便耐用的过渡转接部件，能够避免长时间高频次的拆装导致的动圈螺纹损伤，还能转接不同尺寸的振动工装，提高振动装置的模块化管理水平。第四方面，本发明采用在环抱卡箍机构的内弧面上方设置不同尺寸大小垫块的方法，能够解决一套振动装置应用在多个不同尺寸发动机振动试验的问题，从而降低试验装置成本和提高装置的模块化管理水平。

附图说明

图1为本发明提供的用于固体火箭发动机振动试验的模块化可调装置的主视结构示意图；

图2是本发明提供的用于固体火箭发动机振动试验的模块化可调装置的俯视结构示意图之一；

图3是本发明提供的用于固体火箭发动机振动试验的模块化可调装置的立体结构示意图；

图4是卸掉环抱卡箍机构后的用于固体火箭发动机振动试验的模块化可调装置的侧视结构示意图；

图5是卸掉环抱卡箍机构后的用于固体火箭发动机振动试验的模块化可调装置的俯视结构示意图之二；

图6是本发明提供的过渡转接机构的立体结构示意图；

图7是本发明提供的环抱卡箍单元的立体结构示意图；

图8是本发明提供的双向丝杆的轴截面图；

图9至图16是用于固体火箭发动机振动试验的模块化可调装置工作过程中的八个状态示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1～图3所示的用于固体火箭发动机振动试验的模块化可调装置，包括由底板1-1固定的支撑调节机构1、固定在支撑调节机构上方的环抱卡箍机构2以及安装在支撑调节机构下方的过渡转接机构3。

如图4～图5所示，所述支撑调节机构1中，肋板1-2前后对称的倾斜布置在底板两侧；中心板1-3竖直设置在前后肋板间且同时与肋板和底板固定；上板1-4定位在中心板上方且同时与其和肋板固定；T形槽1-5前后对称布置在上板两侧；T形块1-6设置在T形槽内部且可沿T形槽边缘移动；导向槽1-7前后对称布置在上板中部；导轨1-8设置在导向槽内部且固定在上板上方；滑块1-9定位在导向槽内部且可沿导轨滑动；定位槽1-10设置在上板中部且定位在导向槽间；支撑座1-11设置在定位槽左端且固定在上板上；固定座1-12设置在定位槽右端且固定在上板上；双向丝杆1-13可转动的布置在支撑座和固定座上且定位在定位槽内；螺母座1-14安装在双向丝杆上且可直线移动的定位在定位槽内；联轴器1-15设置在双向丝杆上可转动的定位在固定座右侧；手轮1-16定位在上板右侧且固定在联轴器上。

如图3所示，环抱卡箍机构包括固定在上板上方的两个环抱卡箍单元，两个环抱卡箍单元结构相同且对称布置在上板左右两端。

如图6所示，过渡转接机构中，转接沉槽3-1沿三个不同分度圆直径大小均布在其上；T形导槽3-2设置在底板下方且沿固定角度均布在转接沉槽两侧；圆漏孔3-3设置在T形导槽内侧端部。

如图7所示，环抱卡箍单元中，下卡箍2-11布置在上板上方；矩形通槽2-12设置在下卡箍下方；连接固定孔2-13设置在下卡箍上且定位在矩形通槽上方；上卡箍2-14通过螺栓安装在下卡箍上方且与其紧固连接；一级垫块2-15设置在下卡箍内弧面上方且与其贴合；二级垫块2-16设置在一级垫块内弧面上方且与其贴合；三级垫块2-17设置在二级垫块内弧面上方且与其贴合。

如图3所示，所述底板1-1上均布设有沿不同分度圆直径大小倾斜布置的安装孔，且过渡转接机构3通过其上的T形导槽3-2和底板上的安装孔固定在底板下方；所述肋板1-2设置为十个，且相隔一定距离的安装在底板上。

如图5所示，支撑调节机构1包含两个T形槽，且所述两个T形槽关于截面“S”前后对称设置；所述支撑调节机构1包含两个导向槽，且所述两个导向槽关于截面“S”前后对称设置，即所述T形槽1-5和导向槽1-7均关于截面“S”前后对称的布置两个，每个T形槽内布置两个T形块1-6，每个导向槽内布置两个导轨和两个滑块1-9。

所述双向丝杆中关于轴截面对称的左侧部分1-131和右侧部分1-132螺纹旋向相反。如图8所示，双向丝杆1-13中关于轴截面“A-A”对称的左侧部分1-131和右侧部分1-132呈相反旋向的螺纹。

图9至图16为本发明的用于固体火箭发动机振动试验的模块化可调装置的工作原理示意图，其工作原理具体如下：

用于固体火箭发动机振动试验的模块化可调装置在工作时，如图9所示，过渡转接机构3通过螺栓和其上的转接沉槽3-1连接至振动台的动圈上，T型螺栓倒置放入T形导槽3-2内，并根据振动装置底板1-1上安装孔的分度圆直径调整T型螺栓到圆漏孔3-3的距离；如图10所示，将环抱卡箍机构2的下卡箍2-11通过T形块1-6安装在T形槽1-5内；如图11所示，根据固体火箭发动机的总长预判下卡箍的数量而进行增减调节(以2个环抱卡箍机构呈最佳夹持效果为实施例)；根据固体火箭发动机的质心位置是否居中判断下卡箍为同步移动调节还是分开调节，如图12所示，当需要分开移动调节时，将螺栓通过需要移动下卡箍上的连接固定孔2-13连接在对应螺母座1-14上，转动手轮1-16，此时被调节下卡箍将会随着双向丝杆1-13的转动而发生左右移动；如图13所示，当需要同步移动调节时，将螺栓通过左右两个下卡箍上的连接固定孔连接在对应螺母座上，转动手轮，此时两个下卡箍的位置将发生同步异向移动，调节至合适位置；如图14所示，当发动机的外径与下卡箍的内弧面直径相同时，吊装固体火箭发动机至两个下卡箍上使得外表面贴合两个下卡箍的内弧面，并根据固体火箭发动机质心调整吊装落点位置；当固体火箭发动机的外径与下卡箍的内弧面直径不同时，在下卡箍的内弧面上添加一级垫块2-15、二级垫块2-16、三级垫块2-17或者三者之间的组合，使得垫块的内弧面与固体火箭发动机的外表面能够紧密贴合；如图15所示，将上卡箍2-14通过螺栓对接紧固在下卡箍上方；如图16所示，吊装发动机和振动装置整体至过渡转接机构的上方，振动装置底板上安装孔对准T型螺栓后缓慢下降，最后添加弹簧垫圈和螺母进行紧固。

本申请实施例提供的用于固体火箭发动机振动试验的模块化可调装置应用在固体火箭发动机的振动试验过程中，一方面，通过在底板上设置支撑调节机构，使得环抱卡箍机构的数量可随时根据试验的需求进行加减调节，便于获得更优的夹持作用效果。第二方面，本发明通过在环抱卡箍机构的下方设置T形槽、导向槽和双向丝杆等部件，使得多个环抱卡箍机构的位置能够做到同步异向移动，方便振动控制点的变位选取，能够避免环抱卡箍机构与控制点位置的干涉，提高试验质量。第三方面，本发明通过在振动装置与振动台动圈之间增设方便耐用的过渡转接部件，能够避免长时间高频次的拆装导致的动圈螺纹损伤，还能转接不同尺寸的振动工装，提高振动装置的模块化管理水平。第四方面，本发明采用在环抱卡箍机构的内弧面上方设置不同尺寸大小垫块的方法，能够解决一套振动装置应用在多个不同尺寸发动机振动试验的问题，从而降低试验装置成本和提高装置的模块化管理水平。

需要说明的是，以上说明仅是本发明的优选实施方式，应当理解，对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明技术构思的前提下还可以做出若干改变和改进，这些都包括在本发明的保护范围内。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.一种用于固体火箭发动机振动试验的模块化可调装置，其特征在于：所述装置包括：由底板(1-1)固定的支撑调节机构(1)、固定在所述支撑调节机构上方的环抱卡箍机构(2)以及安装在所述支撑调节机构下方的过渡转接机构(3)；

所述支撑调节机构(1)包括：

前后对称的倾斜布置在底板两侧的肋板(1-2)、竖直设置在前后肋板间且同时与肋板和底板固定的中心板(1-3)、定位在所述中心板上方且同时与中心板(1-3)和肋板固定的上板(1-4)、前后对称布置在所述上板两侧的T形槽(1-5)、设置在T形槽内部且可沿T形槽边缘移动的T形块(1-6)、前后对称布置在上板中部的导向槽(1-7)、设置在导向槽内部且固定在上板上方的导轨(1-8)、定位在导向槽内部且可沿导轨滑动的滑块(1-9)、设置在上板中部且定位在导向槽间的定位槽(1-10)、设置在定位槽左端且固定在上板上的支撑座(1-11)、设置在定位槽右端且固定在上板上的固定座(1-12)、可转动的布置在支撑座和固定座上且定位在定位槽内的双向丝杆(1-13)、安装在双向丝杆上且可直线移动的定位在定位槽内的螺母座(1-14)、设置在双向丝杆上可转动的定位在固定座右侧的联轴器(1-15)、定位在上板右侧且固定在联轴器上的手轮(1-16)；

所述环抱卡箍机构包括固定在上板上方的两个环抱卡箍单元，所述两个环抱卡箍单元结构相同且对称布置在上板左右两端；

所述过渡转接机构包括：沿三个不同分度圆直径大小均布在其上方的转接沉槽(3-1)、设置在底板下方且沿固定角度均布在转接沉槽两侧的T形导槽(3-2)、设置在T形导槽内侧端部的圆漏孔(3-3)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述环抱卡箍单元包括布置在上板上方的下卡箍(2-11)、设置在下卡箍下方的矩形通槽(2-12)、设置在下卡箍上且定位在矩形通槽上方的连接固定孔(2-13)、通过螺栓安装在下卡箍上方且与其紧固连接的上卡箍(2-14)、设置在下卡箍内弧面上方且与其贴合的一级垫块(2-15)、设置在一级垫块内弧面上方且与其贴合的二级垫块(2-16)、设置在二级垫块内弧面上方且与其贴合的三级垫块(2-17)。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述底板上均布设有沿不同分度圆直径大小布置的安装孔，且过渡转接机构通过T形导槽和底板上的安装孔固定在所述底板下方。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述肋板个数为十个。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：各所述肋板按照预设间隔依次安装在所述底板上。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述支撑调节机构(1)包含两个T形槽；

所述支撑调节机构(1)包含两个导向槽。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：每个所述T形槽内布置两个T形块(1-6)。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：每个所述导向槽内布置两个导轨和两个滑块。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述双向丝杆的左侧部分(1-131)和右侧部分(1-132)螺纹旋向相反。

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