CN114714078B - 固体火箭发动机药柱与封头自动装配一体化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于固体火箭发动机装配领域,涉及固体火箭发动机药柱与封头自动装配一体化装置。包括承载座和控制系统,承载座在横向方向上依次设置有壳体座、封头固定座以及药柱装配工装,承载座安装有进给驱动部件,进给驱动部件用于驱动壳体座横向移动;封头固定座安装有封头旋转驱动部件,封头旋转驱动部件用于驱动封头旋转;控制系统用于控制封头固定座正向翻转以给发动机壳体与药柱的组装让位;控制系统用于控制发动机壳体正向移动与药柱组装,且在该组装完成后控制发动机壳体反向移动复位以及控制封头固定座反向翻转复位;控制系统控制发动机壳体正向移动以及控制封头旋转驱动部件旋转以实现发动机壳体与封头的组装。本发明自动组装,组装精度高。
Description
技术领域
本发明属于固体火箭发动机装配技术领域,具体涉及一种固体火箭发动机药柱与封头自动装配一体化装置。
背景技术
固体火箭发动机是战略/战术导弹武器的主要动力装置,其性能高低决定了导弹武器的精确打击和生存突防能力,是直接关系到武器装备作战效能和威慑力实现的重要基础和前提。
固体火箭发动机的药柱是具有特定几何形状和尺寸的固体推进剂,它是发动机的能源和工质源。药柱装配完成后,需要将壳体和封头旋合,并保证两者的刻线对齐。
现有是通过人工实现药柱与壳体的装配以及封头与壳体的装配,装配过程存在安全隐患,且人工装配耗时耗力,效率低,装配精度低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种固体火箭发动机药柱与封头自动装配一体化装置。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种固体火箭发动机药柱与封头自动装配一体化装置,包括承载座和控制系统,所述承载座横向延伸,所述承载座在横向方向上依次设置有壳体座、封头固定座以及药柱装配工装,所述壳体座用于安装发动机壳体,所述封头固定座用于安装封头,所述药柱装配工装用于安装药柱;所述承载座还安装有进给驱动部件,所述进给驱动部件用于驱动所述壳体座横向移动;所述封头固定座安装有封头旋转驱动部件,所述封头旋转驱动部件用于驱动所述封头旋转;所述控制系统用于控制所述封头固定座正向翻转以给所述发动机壳体与所述药柱的组装让位;所述控制系统用于控制所述发动机壳体正向移动与所述药柱组装,且在该组装完成后控制所述发动机壳体反向移动复位以及控制所述封头固定座反向翻转复位;所述控制系统控制所述发动机壳体正向移动以及控制所述封头旋转驱动部件旋转以实现所述发动机壳体与所述封头的组装。
优选地,所述承载座包括壳体座上盖和壳体座下盖,所述壳体座下盖可移动安装于所述承载座,所述壳体座上盖和壳体座下盖的内壁围成用于容纳所述发动机壳体的腔体,所述壳体座上盖可转动安装于所述壳体座下盖以打开或者关闭所述腔体。
优选地,所述承载座安装有导轨,所述壳体座下盖可滑动安装于所述导轨。
优选地,所述药柱装配工装上连接有推力传感器,所述推力传感器用于检测所述发动机壳体与所述药柱组装过程中的推力。
优选地,所述承载座上还安装有辅助支承,所述辅助支承通过升降驱动件安装于所述承载座,所述辅助支承用于支撑所述药柱。
优选地,所述控制系统控制所述辅助支承升降直至所述发动机壳体与所述药柱的轴线在一条直线上。
优选地,所述药柱装配工装具有容纳所述药柱的容纳凹槽,所述药柱装配工装还具有轴肩,所述轴肩具有用于与所述发动机壳体的敞口端面抵接的抵接面,所述容纳凹槽的槽底与所述抵接面之间具有横向间隙。
优选地,所述发动机壳体的表面具有发动机壳体刻线,所述壳体座的表面具有壳体座上盖刻线,所述发动机壳体刻线与所述壳体座上盖刻线在一条直线上。
优选地,所述封头的表面具有封头刻线,所述封头固定座的表面具有封头固定座刻线,所述控制系统控制所述封头刻线与所述封头固定座刻线在一条直线上。
优选地,所述控制系统在所述发动机壳体与所述封头组装的过程中,控制所述封头每转动一圈,所述发动机壳体移动一个所述封头的螺距。
本发明的固体火箭发动机药柱与封头自动装配一体化装置的有益效果在于:发动机壳体与药柱以及发动机壳体与封头在一台装置上组装,组装一致性高,组装精度高。可以通过控制系统远程操作发动机壳体、封头以及药柱的组装,降低现场人工装配的安全隐患。
附图说明
图1是本发明实施例固体火箭发动机药柱与封头自动装配一体化装置的主视图;
图2是本发明实施例固体火箭发动机药柱与封头自动装配一体化装置的左视图;
图3是本发明实施例装配过程中药柱与封头初始位置的状态图;
图4是本发明实施例装配过程中药柱与发动机壳体装配后的状态图;
图5是本发明实施例药柱装配工装的剖视图;
图6是本发明实施例装配过程中药柱与发动机壳体装配后且发动机壳体退回原位的状态图;
图7是本发明实施例装配过程中封头与发动机壳体装配后的状态图。
图中部件名称和标号如下:
发动机壳体1、发动机壳体刻线101、壳体座上盖2、壳体座上盖刻线201、毛毡3、壳体座下盖4、封头5、封头刻线501、封头固定座6、封头固定座刻线601、精密减速器7、伺服电机8、翻转座9、药柱10、进给驱动部件11、进给减速器12、转动副13、主动带轮14、搭扣15、传感器固定座16、导轨17、辅助支承18、升降气缸19、限位块20、固定块21、转轴22、从动带轮23、药柱装配工装24、容纳凹槽241、槽底2411、轴肩242、抵接面2421、推力传感器25、可调地脚26、机架27、同步带28、同步带固定板29。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
如图1和图3所示,固体火箭发动机药柱与封头自动装配一体化装置包括承载座、发动机壳体1、封头5以及药柱10。
承载座横向延伸。承载座包括机架27和可调地脚26。可调地脚26设置在机架27的底端。机架27能够通过可调地脚26调节自身的高度。承载座用于承载发动机壳体1、封头5以及药柱10。本实施例的药柱10与发动机壳体1的装配以及封头5与发动机壳体1均是在一个承载座上完成的,从而能够提高组装效率,且提高组装安全性。本实施例先组装药柱10与发动机壳体1,然后再组装封头5与发动机壳体1。
机架27横向延伸,相应地,发动机壳体1横向放置,封头5横向放置,药柱10也横向放置。
如图1-图3所示,发动机壳体1通过壳体座可横向移动安装于机架27。具体地,壳体座包括壳体座上盖2和壳体座下盖4,壳体座下盖4可移动安装于机架27,壳体座上盖2一端通过转动副13与壳体座下盖4连接,另一端通过搭扣15与壳体座下盖4连接。壳体座上盖2和壳体座下盖4之间围成一个腔体,该腔体用于容纳发动机壳体1。壳体座上盖2和壳体座下盖4的内壁还设置有毛毡3,毛毡3用于保护发动机壳体1,避免发动机壳体1与壳体座上盖2以及壳体座下盖4之间发生碰撞。毛毡3还能够对发动机壳体1的位置进行固定,使得发动机壳体1相对于壳体座位置是固定的,进而有利于提高后续发动机壳体1与药柱10以及封头5组装的精度。
本实施例设置多组壳体座,例如,可以沿着横向间隔设置两组壳体座。安装发动机壳体1的时候,分别对搭扣15进行解锁,然后打开壳体座上盖2,将发动机壳体1承托于两个壳体座下盖4,然后盖上壳体座上盖2,锁上搭扣15。
组装发动机壳体1、封头5以及药柱10的过程中,需要发动机壳体1横向移动。为了实现发动机壳体1在机架27上的横向移动,如图1-图3所示,本实施例还包括进给驱动部件11、进给减速器12、主动带轮14、导轨17、限位块20、从动带轮23、同步带28以及同步带固定板29。本实施例的进给驱动部件11可以是伺服电机。进给驱动部件11安装于机架27的左端,主动带轮14安装于机架27的左端,从动带轮23安装于机架27的右端。同步带28安装于主动带轮14以及从动带轮23。进给驱动部件11通过进给减速器12驱动主动带轮14转动,进而驱动同步带28动作。同步带28带动壳体座下盖4横向移动,且壳体座下盖4横向移动的行程要大于药柱10的横向长度。壳体座下盖4还可移动安装于导轨17上,导轨17设置在机架27的顶部,以提高壳体座下盖4移动灵活性,提高推力传感器25测量的准确性,以提高发动机壳体1与药柱10的装配精度以及装配安全性。
如图6所示,限位块20设置在机架27的右端部。限位块20的数量可以为多个。例如限位块20的数量为两个,两个限位块20纵向间隔设置。两个限位块20用来限制壳体座下盖4横向移动的行程,防止发动机壳体1发生碰撞。
如图3和图6所示,本实施例的固体火箭发动机药柱与封头自动装配一体化装置还包括封头固定座6、精密减速器7、封头旋转驱动部件、翻转座9、固定块21以及转轴22。封头旋转驱动部件可以为伺服电机8。固定块21安装于机架27,翻转座9通过转轴22可转动安装于固定块21。封头固定座6、精密减速器7以及伺服电机8安装于翻转座9。封头5安装在封头固定座6朝向发动机壳体1的一端上。
如图1所示,药柱装配工装24安装在机架27右端的顶部。因此,封头5位于发动机壳体1与药柱10之间,由于要先组装发动机壳体1与药柱10,因此,在组装发动机壳体1与药柱10的时候,需要翻转座9翻转,带动封头5以及封头固定座6、精密减速器7、伺服电机8整体翻转,为发动机壳体1与药柱10的组装让出空间。本实施例封头固定座6的位置以及设置翻转座9带动封头5以及封头固定座6、精密减速器7、伺服电机8整体翻转的优点在于:能够节省整个固体火箭发动机药柱与封头自动装配一体化装置的占用空间,且能够在发动机壳体1与封头5组装的过程中,使得发动机壳体1与封头5距离较近,便于对线。还能够减小发动机壳体1与封头5的运动行程以提高组装效率和精度。
如图1所示,本实施例的固体火箭发动机药柱与封头自动装配一体化装置还包括传感器固定座16、辅助支承18、升降气缸19以及推力传感器25。传感器固定座16安装在机架27的右端。推力传感器25安装在传感器固定座16上。药柱装配工装24安装在推力传感器25上且药柱装配工装24安装在推力传感器25朝向封头固定座6的一端。升降气缸19安装在机架27且位于封头固定座6与药柱装配工装24之间。辅助支承18安装在升降气缸19上从而能够随着升降气缸19上下移动。辅助支承18的顶面与药柱10的外周面配合,以支撑药柱10。
如图5所示,药柱装配工装24朝向封头固定座6的一端设置有容纳凹槽241,容纳凹槽241的内腔与药柱10的端部相配合。药柱装配工装24的容纳凹槽241与辅助支承18一起形成对药柱10的的稳定支撑。
药柱装配工装24还包括轴肩242,轴肩242朝向封头固定座6的一端面为抵接面2421。在组装发动机壳体1与药柱10时,发动机壳体1的敞口端容纳进药柱10且最后抵接至抵接面2421。发动机壳体1的敞口端与抵接面2421抵接时,药柱装配工装24的容纳凹槽241的槽底2411位于发动机壳体1内腔之中,且槽底2411与抵接面2421间隔设置,间隔距离为H,以保证满足发动机壳体1与药柱10组装后的横向间隙要求。
如图2所示,在装配之前要先将发动机壳体1、药柱10以及封头5安置到各自对应的初始位置上。封头5正向翻转以避开药柱10。壳体座上盖刻线201与封头固定座刻线601对齐,以保证后续发动机壳体1与封头5的装配精度。封头刻线501与封头固定座刻线601对齐。
如图3和图4所示,发动机壳体1与药柱10的装配过程如下:将药柱10的圆柱头端面紧贴药柱装配工装24的容纳凹槽241的槽面。升降气缸19推动辅助支承18上升直至支撑药柱10。保证药柱10的轴线与发动机壳体1的轴线等高。进给驱动部件11工作,发动机壳体1在同步带28的带动下,从初始位置朝向药柱10移动。药柱10缓慢进入发动机壳体1内。装配推力通过推力传感器25测量并反馈到控制系统中。发动机壳体1的进给速度通过进给驱动部件11控制。直至发动机壳体1的敞口端与抵接面2421抵接时,发动机壳体1与药柱10的装配完成。发动机壳体1退回初始位置。
如图5和图6所示,发动机壳体1与封头5的装配过程如下:将翻转座9反向翻转,使得发动机壳体刻线101、壳体座上盖刻线201、封头刻线501、封头固定座刻线601在一条直线上。发动机壳体1的敞口端面与封头5之间的距离为D,封头5需要转动的圈数为D除以螺距。
发动机壳体1在同步带28的带动下,从初始位置朝向封头5移动,伺服电机8驱动封头5转动,封头5每转动一圈,发动机壳体1移动一个螺距。直至装配结束,发动机壳体刻线101与封头刻线501对齐。
在装配的过程中,封头固定座6与精密减速器7的输出轴之间为间隙配合,可以实现1-3mm的滑动,以补偿轴向误差。
本实施例的固体火箭发动机药柱与封头自动装配一体化装置可以通过控制系统远程操作发动机壳体1、封头5以及药柱10的组装,降低现场人工装配的安全隐患。本实施例的发动机壳体1与药柱10以及发动机壳体1与封头5在一台装置上组装,组装一致性高,组装精度高。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种固体火箭发动机药柱与封头自动装配一体化装置,其特征在于,包括承载座和控制系统,所述承载座横向延伸,所述承载座在横向方向上依次设置有壳体座、封头固定座以及药柱装配工装,所述壳体座用于安装发动机壳体,所述封头固定座用于安装封头,所述药柱装配工装用于安装药柱;所述承载座还安装有进给驱动部件,所述进给驱动部件用于驱动所述壳体座横向移动;所述封头固定座安装有封头旋转驱动部件,所述封头旋转驱动部件用于驱动所述封头旋转;所述控制系统用于控制所述封头固定座正向翻转以给所述发动机壳体与所述药柱的组装让位;所述控制系统用于控制所述发动机壳体正向移动与所述药柱组装,且在该组装完成后控制所述发动机壳体反向移动复位以及控制所述封头固定座反向翻转复位;所述控制系统控制所述发动机壳体正向移动以及控制所述封头旋转驱动部件旋转以实现所述发动机壳体与所述封头的组装。
2.根据权利要求1所述的固体火箭发动机药柱与封头自动装配一体化装置,其特征在于:所述承载座包括壳体座上盖和壳体座下盖,所述壳体座下盖可移动安装于所述承载座,所述壳体座上盖和壳体座下盖的内壁围成用于容纳所述发动机壳体的腔体,所述壳体座上盖可转动安装于所述壳体座下盖以打开或者关闭所述腔体。
3.根据权利要求1所述的固体火箭发动机药柱与封头自动装配一体化装置,其特征在于:所述承载座安装有导轨,所述壳体座下盖可滑动安装于所述导轨。
4.根据权利要求1或3所述的固体火箭发动机药柱与封头自动装配一体化装置,其特征在于:所述药柱装配工装上连接有推力传感器,所述推力传感器用于检测所述发动机壳体与所述药柱组装过程中的推力。
5.根据权利要求1所述的固体火箭发动机药柱与封头自动装配一体化装置,其特征在于:所述承载座上还安装有辅助支承,所述辅助支承通过升降驱动件安装于所述承载座,所述辅助支承用于支撑所述药柱。
6.根据权利要求5所述的固体火箭发动机药柱与封头自动装配一体化装置,其特征在于:所述控制系统控制所述辅助支承升降直至所述发动机壳体与所述药柱的轴线在一条直线上。
7.根据权利要求1所述的固体火箭发动机药柱与封头自动装配一体化装置,其特征在于:所述药柱装配工装具有容纳所述药柱的容纳凹槽,所述药柱装配工装还具有轴肩,所述轴肩具有用于与所述发动机壳体的敞口端面抵接的抵接面,所述容纳凹槽的槽底与所述抵接面之间具有横向间隙。
8.根据权利要求1所述的固体火箭发动机药柱与封头自动装配一体化装置,其特征在于:所述发动机壳体的表面具有发动机壳体刻线,所述壳体座的表面具有壳体座上盖刻线,所述发动机壳体刻线与所述壳体座上盖刻线在一条直线上。
9.根据权利要求8所述的固体火箭发动机药柱与封头自动装配一体化装置,其特征在于:所述封头的表面具有封头刻线,所述封头固定座的表面具有封头固定座刻线,所述控制系统控制所述封头刻线与所述封头固定座刻线在一条直线上。
10.根据权利要求9所述的固体火箭发动机药柱与封头自动装配一体化装置,其特征在于:所述控制系统在所述发动机壳体与所述封头组装的过程中,控制所述封头每转动一圈,所述发动机壳体移动一个所述封头的螺距。
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