CN202193209U - 大推力发动机用双摆常平座 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于发动机的大推力新型双摆常平座，包括井字形框架结构常平环、方形框架结构常平架以及连接轴组件；连接轴组件包括轴承以及连接轴；常平环的其中一组相对的框架边通过轴承与发动机推力轴转动连接；常平环的另一组相对的框架边通过轴承与连接轴转动连接；常平座与连接轴固连。本实用新型提供了一种高承载能力、适应大摆角的双摆常平座，该常平座结构满足发动机布局要求、传力效果好，具有较高的强度和较好的抗变形性能，可以满足液氧煤油补燃循环发动机的大载荷传力和大角度摇摆的需求。

Description

大推力发动机用双摆常平座

技术领域

本实用新型涉及一种用于发动机的大推力新型双摆常平座，尤其涉及一种传递大载荷、适应双向大角度摇摆的摆动传力机构，主要应用于液氧煤油补燃循环发动机的传力和火箭的姿态控制。

背景技术

发动机是运载火箭动力系统的重要组成部分。火箭飞行过程需要进行俯仰、偏航、滚动等一系列姿态控制。发动机不仅提供火箭飞行所需的动力，还可实现火箭的姿态控制。常平座是发动机实现姿态控制的重要组件之一。通过伺服机构作用给发动机的控制力矩，带动常平座摇摆部分产生摆动，并将推力传给不摆部分，使火箭获得飞行动力和姿态控制所需的力矩。

我国现有型号的发动机常平座一般设置在推力室头部以上，且推力较小，故常平座受力条件好，结构简单、紧凑。我国新一代大型发动机为国内唯一的大推力补燃循环发动机，总装布局有其特殊要求。发动机的摇摆环节设置在燃烧室中部，径向尺寸大，通过两个摇摆轴传力，常平座结构尺寸大，受力恶劣，故不能借用现有型号发动机上常平座的结构形式。

前苏联-俄罗斯某些型号的发动机采用了泵后摇摆方案，摇摆中心也设置在燃烧室中部。我国新一代大型发动机采用泵前摆方案，不能完全借用国外的结构，国外相关方案也未见在我国申请专利。

实用新型内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种高承载能力、适应大摆角的双摆常平座，该常平座结构满足发动机布局要求、传力效果好，具有较高的强度和较好的抗变形性能，可以满足液氧煤油补燃循环发动机的大载荷传力和大角度摇摆的需求。

本实用新型的技术解决方案是：一种大推力发动机用双摆常平座，其特征在于：包括井字形框架结构常平环、方形框架结构常平架以及连接轴组件；所述连接轴组件包括轴承以及连接轴；所述常平环的其中一组相对的框架边通过轴承与发动机推力轴转动连接；所述常平环的另一组相对的框架边通过轴承与连接轴转动连接；所述常平座与连接轴固连。

上述常平环是等强度的变截面工字梁结构；所述常平架是等强度的变截面工字梁结构。

上述连接轴组件还包括设置于连接轴上用于挡接轴承的挡环或锁紧螺母。

上述轴承是双列调心滚子轴承。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：

本实用新型涉及一种基于焊接和装配结构形式的大推力双向摇摆常平座，用于液氧煤油补燃循环发动机的推力传递和火箭的飞行控制。该常平座为上下装配结构，由常平环、常平架及其连接轴组件组成。常平环为方形摇摆部件，与发动机摇摆部分连接，其结构适应发动机布局和摇摆空间要求；常平架作为固定部分，采用井字形框架结构，并与其连接组件(机架)一体化设计，满足发动机的整体传力要求。连接部分包括轴、轴承等零件，适应摇摆件与固定件间的连接和摆动要求。在满足发动机布局要求的条件下，常平环和常平架采用等强度的变截面工字梁结构，有效提高材料的使用效率；常平架与机架采用多点连接，合理选择传力路径，在满足强度要求的同时，有效地提高了整体刚度。该常平座传递载荷大(最大设计载荷138吨)，常可实现双向摇摆(最大摆角8度)传力，满足箭体控制系统的使用要求。1)采用常平环与常平架的分体结构，分别实现不同功能，满足大推力双向摇摆的使用要求，并保证良好的工艺性；2)常平环与常平架采用变截面的工字梁形式，提高了材料的利用率。3)采用十字轴连接的方形常平环，满足大推力、大摆角的使用要求。4)常平架采用整体性较好的封闭形式，与其连接的对接面可实现多点传力，通过合理选择传力路径，在满足强度使用要求的同时，有效提高了产品的整体刚度。本实用新型也可扩展应用于预研型号发动机及民用领域。

附图说明

图1是本实用新型所提供的大推力发动机用双摆常平座的整体结构示意图；

图2是本实用新型装配示意图；

图3是本实用新型常平环结构示意图；

图4是本实用新型常平架结构示意图；

图5是本实用新型连接轴组件结构示意图；

其中：

1-机架对接面；2-发动机推力轴；3-常平环；4-连接轴组件；5-常平架；6-挡环；7-连接轴；8-轴承；9-轴承挡盖。

具体实施方式

参见图1，本实用新型常平环3和常平座分体装配，常平环3和常平座本身为锻件零件的焊接结构，并采用等强度设计的变截面工字梁形式。常平架5采用可多点传力的封闭结构，通过合理选择传力路径，在满足强度使用要求的同时，减小发动机的整体变形；常平座与常平环3之间的连接轴7采用两端固定的方式，保证连接可靠；轴承8采用双列调心滚子轴承，挡环6与产品配套加工，保证轴承8正确的装配位置。

常平环3和常平架5本身采用焊接结构，通过装配组成整体组件，有利于产品的生产和使用。在满足发动机布局要求的条件下，常平环3和常平架5采用等强度的变截面工字梁结构，提高了材料的使用效率；常平架5采用多点连接的封闭结构，合理选择传力路径，在满足强度使用要求的同时，有效地提高了整体刚度；常平环3与常平架5之间的连接轴7采用两端固定的支撑方式，保证连接可靠；轴承8采用双列调心滚子轴承，满足传力和摇摆的使用要求，提高了装配的工艺性。

常平环3和常平架5分别采用锻件零件的焊接结构，焊后进行精加工。两部分采用可拆卸的连接形式，加工工艺性好，使用方便。

常平环3和常平架5采用变截面工字梁锻件结构，按照等强度设计准则，充分考虑截面形状对性能的影响，提高了材料的使用效率。

在大推力传递载荷的条件下，常平环3选用高强度不锈钢的方形焊接结构，保证传递载荷的可靠性；常平架5与发动机上传力件按照一体化设计思路，通过传力梁的延伸，在其上面可设置多个传力点，在保证重量基本不变的条件下，可有效降低整个发动机的整体变形。根据发动机双向摇摆的特点，在常平架5两个传力梁之间焊接两个T型截面梁，使常平架5结构形成封闭的整体，满足双向摆动时的强度和刚度要求。

常平座与常平环3之间的连接轴7采用两端固定的可拆卸方式。为适应大载荷下的摇摆要求，轴承8选用双列球面滚子轴承，通过轴承挡盖9、挡环6、锁紧螺母实现双向固定。挡环6尺寸根据实际产品要求配套加工。

本实用新型基于一种大推力发动机用双摆常平座结构(如图1和图2所示)，是一种由焊接部件组成的装配结构，由常平环3、常平架5和连接件组成。如图3所示，常平环3由几段锻件工字梁焊接而成，并采用等强度设计准则，焊后加工与十字轴配合的连接孔。如图4所示，常平架5传力梁同样采用变截面设计，并组成封闭的井字形结构，以提高整体抗变形能力；根据结构布局，合理设计传力路线，对接面适应多点传力，在重量基本不变的条件下，有效提高发动机的整体刚度。如图5所示，连接轴上选用承载能力较大的双列调心滚子轴承，装配工艺性较好。连接轴7采用两端固定的支撑方式，确保传递载荷的可靠性。轴承8的挡环6根据产品的实际尺寸配套加工，消除尺寸偏差对轴承工作的不利影响，有利于保证产品的工作性能。

本实施例的上述描述和附图代表了本实用新型的优选方案，本领域技术人员可以根据不同的设计要求和设计参数在不偏离本实用新型权利要求所界定的范围内进行各种增补、改进和更换，因此，本实用新型是广泛的。

Claims (4)

1.一种大推力发动机用双摆常平座，其特征在于：包括井字形框架结构常平环、方形框架结构常平架以及连接轴组件；所述连接轴组件包括轴承以及连接轴；所述常平环的其中一组相对的框架边通过轴承与发动机推力轴转动连接；所述常平环的另一组相对的框架边通过轴承与连接轴转动连接；所述常平座与连接轴固连。

2.根据权利要求1所述的大推力发动机用双摆常平座，其特征在于：所述常平环是等强度的变截面工字梁结构；所述常平架是等强度的变截面工字梁结构。

3.根据权利要求1或2所述的大推力发动机用双摆常平座，其特征在于：所述连接轴组件还包括设置于连接轴上用于挡接轴承的挡环或锁紧螺母。

4.根据权利要求3述的大推力发动机用双摆常平座，其特征在于：所述轴承是双列调心滚子轴承。

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