CN113758958A - 用于柔性防热结构的扭转烧蚀试验装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了气动热模拟试验技术领域的一种用于柔性防热结构的扭转烧蚀试验装置，包括底板和热源灯阵；底板上依次固定设置电机支承架、第一支承架以及第二支承架；电机支承架上固定设置扭转电机，扭转电机端部转动设置回转杆；回转杆穿设过第一支承架，回转杆的端部固定设置旋转端法兰盘；第二支承架上设有伸缩螺杆和支承螺杆，伸缩螺杆通过端部套设的弹性件对应第二支承架收缩设置，伸缩螺杆一端固定设置伸缩端法兰盘，支承螺杆另一端固定设置热流传感器支座；热源灯阵对应热流传感器支座设置，旋转端法兰盘对应伸缩端法兰盘设置，柔性防热结构固定设置在旋转端法兰盘和伸缩端法兰盘之间。本发明有效检验柔性防热结构的烧蚀防隔热性能。
Description
技术领域
本发明涉及气动热模拟试验技术领域，具体地，涉及一种用于柔性防热结构的扭转烧蚀试验装置及其使用方法。
背景技术
新型大推力运载火箭在实际飞行过程中主要面临气动冲刷热环境和尾部喷焰回流热环境的考验，热环境非常恶劣，箭体结构及仪器设备可靠性面临极大考验。防热软结构类产品是一种箭体尾部必需的由柔性材料组成防热结构，用于阻隔发动机尾部喷焰回流及辐射传导热量以及适应发动机控制火箭飞行姿态可做的摆动。若防热结构失效，将直接导致结构熔化，箭体内部仪器设备失效。
经现有技术检索发现，中国发明专利公告号为CN105644795B，公开了一种旋转式分插热防护装置，其中分插安装在底遮板上，底遮板的上表面设置有长条状的限位条，防热盖板用于盖住分插上方避免分插直接受到热流冲刷，转轴为中部带有阶梯的圆柱形，转轴的上部安装在底遮板上，中部阶梯位于底遮板的下部，扭簧安装在转轴的下部；套筒套在转轴下部外，固定在底遮板下表面；筒盖与套筒底部连接；筒盖上开有小孔，扭簧的自由端穿过筒盖的小孔。该专利技术就存在上述相关问题。
因此，在防热软结构的设计阶段需要通过开展地面扭转烧蚀试验检验防热软结构类产品的烧蚀防隔热性能。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于柔性防热结构的扭转烧蚀试验装置及其使用方法。
根据本发明提供的一种用于柔性防热结构的扭转烧蚀试验装置，包括底板和热源灯阵；
所述底板上依次固定设置电机支承架、第一支承架以及第二支承架；
所述电机支承架上固定设置扭转电机，所述扭转电机端部转动设置回转杆；
所述回转杆穿设过所述第一支承架，所述回转杆的端部固定设置旋转端法兰盘；
所述第二支承架上设有伸缩螺杆和支承螺杆，所述伸缩螺杆通过端部套设的弹性件对应所述第二支承架收缩设置，所述伸缩螺杆穿设过所述第二支承架的一端固定设置伸缩端法兰盘，所述支承螺杆另一端固定设置热流传感器支座；
所述热源灯阵对应所述热流传感器支座设置，所述旋转端法兰盘对应所述伸缩端法兰盘设置，柔性防热结构固定设置在所述旋转端法兰盘和所述伸缩端法兰盘之间。
一些实施方式中，所述底板上设有开槽，所述电机支承架、所述第一支承架以及所述第二支承架分别包括固定座，所述固定座上设有开孔，所述开孔对应所述开槽设置，所述固定座通过固连件穿设开孔固定至开槽内而固定设置在所述底板上。
一些实施方式中，所述电机支承架、所述第一支承架以及所述第二支承架上分别设有开孔，三个所述开孔内贯穿设置长螺杆，所述长螺杆通过固定件分别与所述电机支承架、所述第一支承架以及所述第二支承架进行固定。
一些实施方式中，所述第一支承架上设有第一支承框架，所述第一支承框架的两端固定设置在所述第一支承架上，所述回转杆穿设过所述第一支承框架设置。
一些实施方式中，所述第二支承架上设有第二支承框架，所述第二支承框架的两端固定设置在所述第二支承架上，所述伸缩螺杆穿设过所述第二支承框架设置。
一些实施方式中，所述扭转电机与所述回转杆之间设有联轴器，所述回杆件与所述第一支承框架之间设有轴承件，所述回杆件与所述第二支承框架之间设有轴承件，所述回转杆上套设有轴承件。
一些实施方式中，所述柔性防热结构包括多层隔热组合布，所述柔性防热结构的长度尺寸为200-600mm，所述柔性防热结构的宽度尺寸为300-800mm，所述柔性防热结构的厚度尺寸为1-30mm。
一些实施方式中，所述隔热组合布采用高温硫化硅橡胶玻璃布。
一些实施方式中，所述伸缩螺杆设有多根，多根所述伸缩螺杆端部设有挡块，多根所述伸缩螺杆上分别套设有第一弹性件、第二弹性件，所述第一弹性件设置在所述伸缩端法兰盘与所述第二支承架之间，所述第二弹性件设置在所述挡块与所述第二支承框架之间。
本发明还提供一种用于柔性防热结构的扭转烧蚀试验装置的使用方法，包括以下步骤：步骤1.通过压板将柔性防热结构围成筒型结构，并通过螺栓件将筒型结构的柔性防热结构两端分别与所述伸缩端法兰盘、所述旋转端法兰盘进行固定；
步骤2.将所述第一支承架和所述第二支承架对应所述柔性防热结构的长度进行位置调整；
步骤3.启动扭转电机，扭转电机带动回转杆进行转动，转动的回转杆带动旋转端法兰盘旋转，从而提供柔性防热结构的扭转动力；
步骤4.弹性件对伸缩端法兰盘施加轴向方向的力，所述热流传感器支座上固定设置热流传感器，所述热源灯阵对扭转后的柔性防热结构提供热源，所述热流传感器进行测量。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过在第一支承架上设置旋转端法兰盘，在第二支承架上设置伸缩端法兰盘，旋转端法兰盘为产品提供扭转运动动力，伸缩端法兰盘为产品提供伸缩运动动力并保证产品在试验过程中一直处于拉伸状态，有效检验柔性防热结构的烧蚀防隔热性能；
2、本发明通过在伸缩螺杆上设置弹簧，对伸缩端法兰盘施加轴向方向的力，保证柔性防热结构在扭转过程中固定在伸缩端法兰盘的一侧可补偿因扭转而产生的轴向位移，保证柔性防热结构在扭转过程中一直处于拉伸状态。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明用于柔性防热结构的扭转烧蚀试验装置的结构示意图；
图2为本发明用于柔性防热结构的扭转烧蚀试验装置的试验状态图。
附图标记：
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示为用于柔性防热结构的扭转烧蚀试验装置的结构示意图，包括底板11和热源灯阵13，底板11上依次固定设置电机支承架10、第一支承架以及第二支承架17，电机支承架10上固定设置扭转电机3，扭转电机3端部转动设置回转杆4，回转杆4穿设过第一支承架，回转杆4的端部固定设置旋转端法兰盘1。
第二支承架17上设有伸缩螺杆5和支承螺杆，伸缩螺杆5通过端部套设的弹性件对应第二支承架17收缩设置，伸缩螺杆5穿设过第二支承架17的一端固定设置伸缩端法兰盘2，支承螺杆另一端固定设置热流传感器支座15。热源灯阵13对应热流传感器支座15设置，为试验提供热源。旋转端法兰盘1对应伸缩端法兰盘2设置，柔性防热筒19固定设置在旋转端法兰盘1和伸缩端法兰盘2之间。
底板11上设有开槽，电机支承架10、第一支承架以及第二支承架17分别包括固定座，固定座上设有开孔，开孔对应开槽设置，固定座通过固连件穿设开孔固定至开槽内而固定设置在底板11上。电机支承架10、第一支承架以及第二支承架17上分别设有开孔，三个开孔内贯穿设置长螺杆12，长螺杆12通过固定件分别与电机支承架10、第一支承架以及第二支承架17进行固定，并使用配套螺母两侧旋紧，降低试验过程中支承架的晃动影响。
第一支承架上设有第一支承框架16，第一支承框架16的两端固定设置在第一支承架上，回转杆4穿设过第一支承框架16设置。第二支承架17上设有第二支承框架18，第二支承框架18的两端固定设置在第二支承架17上，伸缩螺杆5穿设过第二支承框架18设置。扭转电机3与回转杆4之间设有联轴器7，回杆件与第一支承框架16之间设有轴承件8，回杆件与第二支承框架18之间设有轴承件8，回转杆4上套设有轴承件8。
柔性防热筒19包括多层隔热组合布，柔性防热筒19的长度尺寸为200-600mm，柔性防热筒19的宽度尺寸为300-800mm，柔性防热筒19的厚度尺寸为1-30mm。在本实施例中，隔热组合布采用高温硫化硅橡胶玻璃布。
伸缩螺杆5设有多根，多根伸缩螺杆5端部设有挡块，多根伸缩螺杆5上分别套设有第一弹性件、第二弹性件，第一弹性件设置在伸缩端法兰盘2与第二支承架17之间，第二弹性件设置在挡块与第二支承框架18之间。
图2为本发明用于柔性防热结构的扭转烧蚀试验装置的试验状态图，包括以下步骤：步骤1.旋转端法兰盘1与伸缩端法兰盘2均开有通气孔且边上各制有均布的六个M8的螺纹孔，通过两个半圆形将柔性防热结构围成筒型结构，圆筒接缝处采用拼接形式，接缝处用不锈钢丝-玻璃纤维定纹套管绳连接，并通过螺栓件将筒型结构的柔性防热筒19两端分别与伸缩端法兰盘2、旋转端法兰盘1进行固定。
步骤2.伸缩端法兰盘2通过四根伸缩螺杆5的约束保持无扭转动作，在轴向方向可沿伸缩螺杆5长度方向运动，将第一支承架和第二支承架17对应柔性防热筒19的长度进行位置调整后固定。
步骤3.启动扭转电机3，扭转电机3带动回转杆4进行转动，转动的回转杆4带动旋转端法兰盘1旋转，从而提供柔性防热筒19的扭转动力,旋转端法兰盘1为柔性防热筒19提供扭转运动动力，伸缩端法兰盘2为柔性防热筒19提供伸缩运动动力,并保证柔性防热筒19在试验过程中一直处于拉伸状态。
步骤4.弹性件对伸缩端法兰盘2施加轴向方向的力，热流传感器支座15上固定设置热流传感器，热源灯阵13对扭转后的柔性防热筒19提供热源，热流传感器进行测量。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种用于柔性防热结构的扭转烧蚀试验装置，其特征在于，包括底板(11)和热源灯阵(13)；
所述底板(11)上依次固定设置电机支承架(10)、第一支承架以及第二支承架(17)；
所述电机支承架(10)上固定设置扭转电机(3)，所述扭转电机(3)端部转动设置回转杆(4)；
所述回转杆(4)穿设过所述第一支承架，所述回转杆(4)的端部固定设置旋转端法兰盘(1)；
所述第二支承架(17)上设有伸缩螺杆(5)和支承螺杆，所述伸缩螺杆(5)通过端部套设的弹性件对应所述第二支承架(17)收缩设置，所述伸缩螺杆(5)穿设过所述第二支承架(17)的一端固定设置伸缩端法兰盘(2)，所述支承螺杆另一端固定设置热流传感器支座(15)；
所述热源灯阵(13)对应所述热流传感器支座(15)设置，所述旋转端法兰盘(1)对应所述伸缩端法兰盘(2)设置，所述旋转端法兰盘(1)和所述伸缩端法兰盘(2)之间固定设置柔性防热筒(19)。
2.根据权利要求1所述的用于柔性防热结构的扭转烧蚀试验装置，其特征在于，所述底板(11)上设有开槽，所述电机支承架(10)、所述第一支承架以及所述第二支承架(17)分别包括固定座，所述固定座上设有开孔，所述开孔对应所述开槽设置，所述固定座通过固连件穿设开孔固定至开槽内而固定设置在所述底板(11)上。
3.根据权利要求1所述的用于柔性防热结构的扭转烧蚀试验装置，其特征在于，所述电机支承架(10)、所述第一支承架以及所述第二支承架(17)上分别设有开孔，三个所述开孔内贯穿设置长螺杆(12)，所述长螺杆(12)通过固定件分别与所述电机支承架(10)、所述第一支承架以及所述第二支承架(17)进行固定。
4.根据权利要求1所述的用于柔性防热结构的扭转烧蚀试验装置，其特征在于，所述第一支承架上设有第一支承框架(16)，所述第一支承框架(16)的两端固定设置在所述第一支承架上，所述回转杆(4)穿设过所述第一支承框架(16)设置。
5.根据权利要求1所述的用于柔性防热结构的扭转烧蚀试验装置，其特征在于，所述第二支承架(17)上设有第二支承框架(18)，所述第二支承框架(18)的两端固定设置在所述第二支承架(17)上，所述伸缩螺杆(5)穿设过所述第二支承框架(18)设置。
6.根据权利要求5所述的用于柔性防热结构的扭转烧蚀试验装置，其特征在于，所述扭转电机(3)与所述回转杆(4)之间设有联轴器(7)，所述回杆件与所述第一支承框架(16)之间设有轴承件(8)，所述回杆件与所述第二支承框架(18)之间设有轴承件(8)，所述回转杆(4)上套设有轴承件(8)。
7.根据权利要求1所述的用于柔性防热结构的扭转烧蚀试验装置，其特征在于，所述柔性防热筒(19)包括多层隔热组合布，所述柔性防热筒(19)的长度尺寸为200-600mm，所述柔性防热筒(19)的宽度尺寸为300-800mm，所述柔性防热筒(19)的厚度尺寸为1-30mm。
8.根据权利要求7所述的用于柔性防热结构的扭转烧蚀试验装置，其特征在于，所述隔热组合布采用高温硫化硅橡胶玻璃布。
9.根据权利要求5所述的用于柔性防热结构的扭转烧蚀试验装置，其特征在于，所述伸缩螺杆(5)设有多根，多根所述伸缩螺杆(5)端部设有挡块，多根所述伸缩螺杆(5)上分别套设有第一弹性件、第二弹性件，所述第一弹性件设置在所述伸缩端法兰盘(2)与所述第二支承架(17)之间，所述第二弹性件设置在所述挡块与所述第二支承框架(18)之间。
10.一种用于柔性防热结构的扭转烧蚀试验装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.通过压板将柔性防热结构围成筒型结构，并通过螺栓件将筒型结构的柔性防热筒(19)两端分别与所述伸缩端法兰盘(2)、所述旋转端法兰盘(1)进行固定；
步骤2.将所述第一支承架和所述第二支承架(17)对应所述柔性防热筒(19)的长度进行位置调整；
步骤3.启动扭转电机(3)，扭转电机(3)带动回转杆(4)进行转动，转动的回转杆(4)带动旋转端法兰盘(1)旋转，从而提供柔性防热筒(19)的扭转动力；
步骤4.弹性件对伸缩端法兰盘(2)施加轴向方向的力，所述热流传感器支座(15)上固定设置热流传感器，所述热源灯阵(13)对扭转后的柔性防热筒(19)提供热源，所述热流传感器进行测量。
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