CN209356429U - 一种火箭氢氧发动机大喷管的x射线半自动检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种火箭氢氧发动机大喷管的X射线半自动检测系统，包括：转台机构、支撑机构、升降机构、水平运动机构和射线机偏转机构；其中，所述升降机构和所述水平运动机构均设置于所述支撑机构；所述射线机偏转机构与所述升降机构相连接；所述转台机构实现火箭大喷管的周向旋转运动，所述水平运动机构、所述升降机构及所述射线机偏转机构用于调整X射线机到合适的曝光位置，所述支撑机构起到设备的支撑作用，并为个运动机构提供足够的运动空间。本实用新型能够进行火箭发动机大喷管内部缺陷检测的设备，射线X射线机位置的自动调整，代替目前的手动调整X射线机位置的检测方式，进而提高检测效率及安全性。

Description

一种火箭氢氧发动机大喷管的X射线半自动检测系统

技术领域

本实用新型属于X射线检测装置技术领域，尤其涉及一种火箭氢氧发动机大喷管的X射线半自动检测系统。

背景技术

作为火箭发动机的重要部件，大喷管是燃烧室内高温高压燃气的出口，其基本功能有两个：首先，通过喷管的喷喉大小控制燃气的质量流率，以达到控制燃烧室内燃气压强的目的；其次，通过采用截面形状先收敛后扩张，使燃气的流速能够从亚声速加速到超声速，高速喷出后产生反作用推力。喷管质量的好坏直接影响到火箭发动机的性能和安全，所以需要对喷管焊接质量进行检测，检查是否存在缺陷。

目前，对大喷管焊接的检测主要靠人工控制X射线检测仪对其进行检测。工人需要在大喷管外壁贴胶片，采用人工移动X射线机头的方式，将机头置于大喷管内部，并人工控制射线机头在大喷管内侧移动到合适的位置，进行周向曝光透照。然后在移动到下一个合适的位置。在进行合适位置的调整过程中，还需对大喷管进行倾斜，目前主要采用工人在大喷管底部加垫物体使其倾斜。整个检测的过程中的工作量较大，并且效率较低，存在人为误差，精度难以保证，而且在大喷管切斜检测过程中存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种火箭氢氧发动机大喷管的X射线半自动检测系统，能够进行火箭发动机大喷管内部缺陷检测的设备，射线X射线机位置的自动调整，代替目前的手动调整X射线机位置的检测方式，进而提高检测效率及安全性。

本实用新型目的通过以下技术方案予以实现：一种火箭氢氧发动机大喷管的X射线半自动检测系统，包括：转台机构、支撑机构、升降机构、水平运动机构和射线机偏转机构；其中，所述升降机构和所述水平运动机构均设置于所述支撑机构；所述射线机偏转机构与所述升降机构相连接；所述转台机构实现火箭大喷管的周向旋转运动，所述水平运动机构、所述升降机构及所述射线机偏转机构用于调整X射线机到合适的曝光位置，所述支撑机构起到设备的支撑作用，并为个运动机构提供足够的运动空间。

上述火箭氢氧发动机大喷管的X射线半自动检测系统中，所述转台机构包括若干个脚轮、锁紧装置、台面、台座、若干个滑台、环形导轨及若干个吊钩；其中，若干个脚轮均布安装在台座的下部，环形导轨固定在台座上，若干个滑台均匀设置于环形导轨上，台面固定在若干个滑台的上部，锁紧装置贯穿于台面和台座，若干个吊钩均匀设置于台座的侧面。

上述火箭氢氧发动机大喷管的X射线半自动检测系统中，所述支撑机构包括立柱、横梁、平衡机构走线惰轮、走线惰轮及线缆限位机构；其中，2个立柱与地面连接，横梁固定在2个立柱的顶端，2个平衡机构走线惰轮分别固定在横梁的两端上部，线缆走线惰轮和线缆限位机构相邻并固定在横梁一端的背面。

上述火箭氢氧发动机大喷管的X射线半自动检测系统中，所述升降机构包括限位开关固定板、升降机构固定板、限位开关压块、线缆保护链、机械限位挡块、滑台、直线导轨、齿条、齿条固定件、齿轮、蜗轮蜗杆减速器及伺服电机；其中，限位开关压块固定在升降机构固定板下端的侧面，线缆保护链部分固定在固定升降机构固定板上端的正面，机械限位挡块固定在升降机构固定板顶端的侧面，齿条固定在升降机构固定板背面的中间，两根直线导轨分立于齿条的两边并与升降机构固定板固定，滑台的一侧面安装在直线导轨上，限位开关固定板固定在滑台的该侧面，滑台另一侧与线缆保护链的另一端固定连接，蜗轮蜗杆减速器固定在滑台，伺服电机固定在蜗轮蜗杆减速器的侧面，齿轮固定在蜗轮蜗杆减速器的轴上并与齿条相连。

上述火箭氢氧发动机大喷管的X射线半自动检测系统中，所述水平运动机构包括滚珠丝杠滑台模组、平衡机构走线惰轮、蜗轮蜗杆减速器固定板、水平运动平台和伺服电机及减速器；其中，伺服电机及减速器固定在滚珠丝杠滑台模组的一端面，水平运动平台安装在滚珠丝杠滑台模组的上部，2个平衡机构走线惰轮分别固定在水平运动平台的上标面的两端，蜗轮蜗杆减速器固定板固定在水平运动平台。

上述火箭氢氧发动机大喷管的X射线半自动检测系统中，所述射线机偏转机构包括步进电机、行星轮减速器、无油衬套、射线机、偏转机构固定板、力平衡机构螺栓孔、机械限位机构、限位开关固定板、限位销、射线机夹具及射线机固定板；其中，机械限位机构固定在偏转机构固定板背面的上端，2个力平衡机构螺栓孔开设于偏转机构固定板上端的两侧，步进电机与行星轮减速器相连，行星轮减速器的轴从偏转机构固定板底端背面穿过，然后再依次穿过置于偏转机构固定板正面的无油衬套和射线机固定板，行星轮减速器的轴和射线机固定板相连接，射线机夹具固定在射线机固定板的下端，限位销与偏转机构固定板的正面固定连接，限位开关固定板安装在偏转机构固定板正面并位于位销的侧上方。

上述火箭氢氧发动机大喷管的X射线半自动检测系统中，所述射线机偏转机构还包括法兰连接结构，其中，所述法兰连接结构包括连接法兰和法兰固定件，连接法兰和法兰固定件相连接，行星轮减速器的轴通过所述法兰连接结构和射线机固定板相连接。

上述火箭氢氧发动机大喷管的X射线半自动检测系统中，限位销与偏转机构固定板的连接位置在射线机固定板的上方。

上述火箭氢氧发动机大喷管的X射线半自动检测系统中，所述脚轮的数量为四个。

上述火箭氢氧发动机大喷管的X射线半自动检测系统中，所述滑台的数量为六个，所述吊钩的数量为三个。

本实用新型与现有技术相比具有如下有益效果：

本实用新型能够进行火箭发动机大喷管内部缺陷检测的设备，射线X射线机位置的自动调整，代替目前的手动调整X射线机位置的检测方式，进而提高检测效率及安全性。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1(a)是本实用新型实施例提供的需要进行检测的火箭大喷管结构示意图；

图1(b)是本实用新型实施例提供的需要进行检测的火箭大喷管的另一结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的火箭氢氧发动机大喷管的X射线半自动检测系统结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的转台机构的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的支撑机构的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的升降机构的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的水平运动机构的结构示意图；

图7(a)是本实用新型实施例提供的射线机偏转机构的结构示意图；

图7(b)是本实用新型实施例提供的射线机偏转机构的另一结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

图1(a)和图1(b)为需要进行检测的火箭大喷管结构示意图，整个大喷管结构接近于锥形桶，内部由很多细小管路缠绕而成，需要对其内部管路缺陷进行检测。其中75型号大喷管小端直径为325mm，大端直径为1070mm，高度为1300mm；77型大喷管小端直径为480mm，大端直径为1400mm，高度为1700mm。

图2是本实用新型实施例提供的火箭氢氧发动机大喷管的X射线半自动检测系统结构示意图。如图2所示，该火箭氢氧发动机大喷管的X射线半自动检测系统包括转台机构1,支撑机构2，升降机构3，水平运动机构4和射线机偏转机构5。其中，升降机构3和水平运动机构4均设置于支撑机构2；射线机偏转机构5与升降机构3相连接；转台机构1实现火箭大喷管的周向旋转运动，水平运动机构4、升降机构3及射线机偏转机构5用于调整X射线机到合适的曝光位置，支撑机构2起到设备的支撑作用，并为个运动机构提供足够的运动空间。转台机构1采用手动旋转及锁紧，射线机的运动机构采用控制器或上位机软件进行控制，实现射线机位置的调整，从而完成检测任务。

图3是本实用新型实施例提供的转台机构的结构示意图。如图3所示，该转台机构1由脚轮6，锁紧装置7，台面8，台座9，滑台10，环形导轨11及吊钩12组成。

4个脚轮6均布安装在台座9之下，环形导轨11固定在台座9之上，6个滑台10均布于环形导轨11之上，台面8固定在6个滑台10之上，锁紧装置7贯穿于台面8和台座9，3个吊钩12均布固定在台座9的侧面。

通过手动转动上台面8，带动滑台10在环形导轨11上转动，实现转台的转动；脚轮6可以调节转台机构1的位置，脚轮支撑脚可以进行台面的调平；锁紧装置7可以进行台面8位置的锁紧；吊钩12便于转台的安装及运输。

图4是本实用新型实施例提供的支撑机构的结构示意图。如图4所示，该支撑机构由立柱13，横梁14，平衡机构走线惰轮15，走线惰轮16及线缆限位机构17组成。

2个立柱13与地面连接，横梁14固定在2个立柱13之上，2个平衡机构走线惰轮15分别固定在横梁14的两端上方，线缆走线惰轮16和线缆限位机构17相邻并固定在横梁14一端的背面。

立柱13和横梁14组成龙门机构，起到支撑作用；平衡机构走线惰轮15与其他机构共同作用起到力平衡作用；线缆走线惰轮16及线缆限位机构17起到走线作用。

图5是本实用新型实施例提供的升降机构的结构示意图。如图5所示，该升降机构3由限位开关固定板18，升降机构固定板19，限位开关压块20，线缆保护链21，机械限位挡块22，滑台23，直线导轨24，齿条25，齿条固定件26，齿轮27，蜗轮蜗杆减速器28)及伺服电机29组成。

限位开关压块20固定在升降机构固定板19下端的侧面，线缆保护链21部分固定在固定升降机构固定板19上端的正面，机械限位挡块22固定在升降机构固定板19顶端的侧面，齿条25固定在升降机构固定板19背面的中间，两根直线导轨24分立于齿条25的两边并与升降机构固定板19固定，滑台23侧面安装在直线导轨24上，限位开关固定板18固定在滑台23该侧下部，滑台23另一侧与线缆保护链21的另一端固定连接，蜗轮蜗杆减速器28固定在滑台23之上，伺服电机29固定在蜗轮蜗杆减速器28的侧面，齿轮27固定在蜗轮蜗杆减速器28的轴上，并与齿条25相连。

其中限位开关固定板18，限位开关压块20及机械限位挡块22起到限位保护作用；升降机构固定板19通过滑台23和直线导轨24固定在水平移动平台上；伺服电机29通过蜗轮蜗杆减速器28，将扭矩传递给齿轮27，再传递给齿条25，齿条25通过齿条固定件26与升降机构固定板19相连接，实现升降机构固定板19的升降运动；线缆保护链21起到走线及线缆保护作用。

升降机构3采用伺服电机29提供动力，并通过轮蜗杆减速器28将伺服电机29扭矩进行放大，减速器输出轴上固定有齿轮27，在升降机构固定19上设有齿条25，通过齿轮27齿条25传动，实现升降机构3的竖直运动，而且伺服电机29设有制动器，与蜗轮蜗杆减速器28相互配合，能够实现断电锁定，防止将运动机构下滑。此外，升降机构固定板19通过直线导轨24及其滑台23实现与水平运动机构4的连接固定，并在升降机构固定板19设有线缆保护链21，机械限位挡块22、限位开光压块20等辅助结构，以提高机构的安全性。

图6是本实用新型实施例提供的水平运动机构的结构示意图。如图6所示，该水平运动机构4由滚珠丝杠滑台模组30、平衡机构走线惰轮31、蜗轮蜗杆减速器固定板32、水平运动平台33、伺服电机及减速器34组成。

伺服电机及减速器34固定在滚珠丝杠滑台模组30的一端的端面上，水平运动平台33安装在滚珠丝杠滑台模组30之上，2个平衡机构走线惰轮31分别固定在水平运动平台33正面上方的左右两端，蜗轮蜗杆减速器固定板32紧邻左侧一端的1个平衡机构走线惰轮31，并固定在水平运动平台33上。

伺服电机及减速器34通过联轴器与滚珠丝杠滑台模组30相连，滑台模组移动机构带动水平运动平台33实现水平运动；平衡机构走线惰轮31与其他机构共同作用起到力平衡作用；蜗轮蜗杆减速器固定板32用来固定蜗轮蜗杆减速器。

水平运动机构4采用伺服电机及减速器34作为动力源，并通过联轴器驱动滚珠丝杠滑台模组30的丝杠，带动水平运动平台33进行运动，实现水平运动功能。水平运动平台33上装有蜗轮蜗杆减速器固定板32及力平衡机构的走线惰轮31。在水平运动平台侧面与升降机构固定板19配合，起到和升降机构3的连接作用。

图7(a)是本实用新型实施例提供的射线机偏转机构的结构示意图；图7(b)是本实用新型实施例提供的射线机偏转机构的另一结构示意图。如图7(a)和图7(b)所示，射线机偏转机构5由步进电机35，行星轮减速器36，无油衬套37，射线机38，偏转机构固定板39，力平衡机构螺栓孔40，机械限位机构41，限位开关固定板42，限位销43，连接法兰44，法兰固定件45，射线机夹具46及射线机固定板47组成。

机械限位机构41固定在偏转机构固定板39的上端背面，2个力平衡机构螺栓孔40开于偏转机构固定板39上端的两侧，步进电机35与行星轮减速器36相连，行星轮减速器36的轴从偏转机构固定板39底端背面穿过，然后再依次穿过置于偏转机构固定板39正面的无油衬套37、射线机固定板47，通过连接法兰44和法兰固定件45将行星轮减速器36的轴和射线机固定板47紧固，射线机夹具46固定在射线机固定板47的下端，限位销43与偏转机构固定板39正面固定连接，连接位置在射线机固定板47的上方，限位开关固定板42安装在偏转机构固定板39正面并位于位销43的侧上方。

射线机固定板47，关固定板42，限位销43及机械限位机构41实现偏转机构5的限位和保护功能；偏转机构固定板39与升降机构4连接固定；射线机夹具46与射线机固定板47实现射线机38的固定；步进电机35通过行星轮减速器36，将扭矩传递给连接法兰44，连接法兰44与射线机固定板47相连接，并通过法兰固定件45进行轴向固定，从而实现射线机的偏转运动；射线机及其固定装置的重量通过连接法兰44作用于无油衬套37，将重力传递给偏转机构固定板39，从而避免重量直接作用于减速器输出轴上。

射线机偏转机构5采用步进电机35作为动力源，步进电机35输出扭矩经过行星轮减速器36进行放大后，传递给固定在射线机固定板47上的连接法兰44，连接法兰44将带动通过夹具固定在射线机固定板47上的射线机38运动，从而实现射线机38的偏转运动。为了避免射线机38、射线机夹具46及射线机固定板47的重力直接作用在星轮减速器36的输出轴上，在偏转机构固定板39上设有无油衬套37，射线机38等重力通过连接法兰44，作用于无油衬套37，最终通过无油衬套37传递到偏转机构固定板39上。为了避免射线机38在星轮减速器36的输出轴方向窜动，连接法兰44中安装有法兰固定件45。此外，在射线机偏转机构5上还设有机械限位机构41，限位销43，以提高机构运动的安全性。

以上所述的实施例只是本实用新型较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种火箭氢氧发动机大喷管的X射线半自动检测系统，其特征在于包括：转台机构(1)、支撑机构(2)、升降机构(3)、水平运动机构(4)和射线机偏转机构(5)；其中，

所述升降机构(3)和所述水平运动机构(4)均设置于所述支撑机构(2)；

所述射线机偏转机构(5)与所述升降机构(3)相连接；

所述转台机构(1)实现火箭大喷管的周向旋转运动，所述水平运动机构(4)、所述升降机构(3)及所述射线机偏转机构(5)用于调整X射线机到曝光位置，所述支撑机构(2)起到设备的支撑作用，并为个运动机构提供足够的运动空间。

2.根据权利要求1所述的火箭氢氧发动机大喷管的X射线半自动检测系统，其特征在于：所述转台机构(1)包括若干个脚轮(6)、锁紧装置(7)、台面(8)、台座(9)、若干个滑台(10)、环形导轨(11)及若干个吊钩(12)；其中，

若干个脚轮(6)均布安装在台座(9)的下部，环形导轨(11)固定在台座(9)上，若干个滑台(10)均匀设置于环形导轨(11)上，台面(8)固定在若干个滑台(10)的上部，锁紧装置(7)贯穿于台面(8)和台座(9)，若干个吊钩(12)均匀设置于台座(9)的侧面。

3.根据权利要求1所述的火箭氢氧发动机大喷管的X射线半自动检测系统，其特征在于：所述支撑机构(2)包括立柱(13)、横梁(14)、平衡机构走线惰轮(15)、走线惰轮(16)及线缆限位机构(17)；其中，

2个立柱(13)与地面连接，横梁(14)固定在2个立柱(13)的顶端，2个平衡机构走线惰轮(15)分别固定在横梁(14)的两端上部，线缆走线惰轮(16)和线缆限位机构(17)相邻并固定在横梁(14)一端的背面。

4.根据权利要求1所述的火箭氢氧发动机大喷管的X射线半自动检测系统，其特征在于：所述升降机构(3)包括限位开关固定板(18)、升降机构固定板(19)、限位开关压块(20)、线缆保护链(21)、机械限位挡块(22)、第二滑台(23)、直线导轨(24)、齿条(25)、齿条固定件(26)、齿轮(27)、蜗轮蜗杆减速器(28)及伺服电机(29)；其中，

限位开关压块(20)固定在升降机构固定板(19)下端的侧面，线缆保护链(21)部分固定在固定升降机构固定板(19)上端的正面，机械限位挡块(22)固定在升降机构固定板(19)顶端的侧面，齿条(25)固定在升降机构固定板(19)背面的中间，两根直线导轨(24)分立于齿条(25)的两边并与升降机构固定板(19)固定，第二滑台(23)的一侧面安装在直线导轨(24)上，限位开关固定板(18)固定在第二滑台(23)的该侧面，第二滑台(23)另一侧与线缆保护链(21)的另一端固定连接，蜗轮蜗杆减速器(28)固定在第二滑台(23)，伺服电机(29)固定在蜗轮蜗杆减速器(28)的侧面，齿轮(27)固定在蜗轮蜗杆减速器(28)的轴上并与齿条(25)相连。

5.根据权利要求1所述的火箭氢氧发动机大喷管的X射线半自动检测系统，其特征在于：所述水平运动机构(4)包括滚珠丝杠滑台模组(30)、第二平衡机构走线惰轮(31)、蜗轮蜗杆减速器固定板(32)、水平运动平台(33)和伺服电机及减速器(34)；其中，

伺服电机及减速器(34)固定在滚珠丝杠滑台模组(30)的一端面，水平运动平台(33)安装在滚珠丝杠滑台模组(30)的上部，2个第二平衡机构走线惰轮(31)分别固定在水平运动平台(33)的上标面的两端，蜗轮蜗杆减速器固定板(32)固定在水平运动平台(33)。

6.根据权利要求1所述的火箭氢氧发动机大喷管的X射线半自动检测系统，其特征在于：所述射线机偏转机构(5)包括步进电机(35)、行星轮减速器(36)、无油衬套(37)、射线机(38)、偏转机构固定板(39)、力平衡机构螺栓孔(40)、机械限位机构(41)、第二限位开关固定板(42)、限位销(43)、射线机夹具(46)及射线机固定板(47)；其中，

机械限位机构(41)固定在偏转机构固定板(39)背面的上端，2个力平衡机构螺栓孔(40)开设于偏转机构固定板(39)上端的两侧，步进电机(35)与行星轮减速器(36)相连，行星轮减速器(36)的轴从偏转机构固定板(39)底端背面穿过，然后再依次穿过置于偏转机构固定板(39)正面的无油衬套(37)和射线机固定板(47)，行星轮减速器(36)的轴和射线机固定板(47)相连接，射线机夹具(46)固定在射线机固定板(47)的下端，限位销(43)与偏转机构固定板(39)的正面固定连接，第二限位开关固定板(42)安装在偏转机构固定板(39)正面并位于位销(43)的侧上方。

7.根据权利要求6所述的火箭氢氧发动机大喷管的X射线半自动检测系统，其特征在于：所述射线机偏转机构(5)还包括法兰连接结构，其中，所述法兰连接结构包括连接法兰(44)和法兰固定件(45)，连接法兰(44)和法兰固定件(45)相连接，行星轮减速器(36)的轴通过所述法兰连接结构和射线机固定板(47)相连接。

8.根据权利要求6所述的火箭氢氧发动机大喷管的X射线半自动检测系统，其特征在于：限位销(43)与偏转机构固定板(39)的连接位置在射线机固定板(47)的上方。

9.根据权利要求2所述的火箭氢氧发动机大喷管的X射线半自动检测系统，其特征在于：所述脚轮(6)的数量为四个。

10.根据权利要求2所述的火箭氢氧发动机大喷管的X射线半自动检测系统，其特征在于：所述滑台(10)的数量为六个，所述吊钩(12)的数量为三个。