CN214741730U - 一种运载火箭发动机摇摆支撑装置及游机摇摆机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种运载火箭发动机摇摆支撑装置，包括：摇摆轴，固定在发动机推力室轴线的两侧；滑动轴承，安装在所述摇摆轴上用于提供绕所述摇摆轴周向运动的轴承；轴承座，中间设置圆形轴承孔用于安装所述滑动轴承；常平座，为框架结构且跨设安装在位于发动机推力室两侧的轴承座上，用于发动机摇摆时的承力支撑。该摇摆支撑装置结构简单可靠且稳定性高。

Description

一种运载火箭发动机摇摆支撑装置及游机摇摆机构

技术领域

本实用新型涉及运载火箭的箭体结构领域，具体涉及一种运载火箭发动机摇摆支撑装置及游机摇摆机构。

背景技术

摇摆支撑装置作为火箭发动机的重要组成部分，用于实现火箭发动机推力室摇摆及火箭弹道精确控制。传统发动机摇摆机构采用滚动轴承作为常平座与推力室之间的转动副，结构较复杂；基于组合式滑动轴承的游机摇摆机构虽然结构简单，但是由于轴承孔需通过装配实现，导致轴承孔圆柱度精度较低。

鉴于此，亟需设计一种结构简单可靠且稳定性高的运载火箭发动机摇摆支撑装置及游机摇摆机构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种运载火箭发动机摇摆支撑装置及游机摇摆机构。

本实用新型提供一种运载火箭发动机摇摆支撑装置，包括：摇摆轴，固定在发动机推力室轴线的两侧；滑动轴承，安装在所述摇摆轴上用于提供绕所述摇摆轴周向运动的轴承；轴承座，中间设置轴承孔用于安装所述滑动轴承；常平座，为框架结构且跨设安装在位于发动机推力室两侧的轴承座上，用于发动机摇摆时的承力支撑。

根据本实用新型的一个实施例，所述摇摆轴通过机械加工固定在推力室的圆柱段。

根据本实用新型的一个实施例，所述摇摆轴设置有联轴器，用于传递扭矩。

根据本实用新型的一个实施例，所述轴承座上的轴承孔采用整体机械加工成型。

根据本实用新型的一个实施例，所述轴承座分为第一连接板和第二连接板，轴承孔设置在所述第二连接板上，且所述第二连接板的长度小于第一连接板的长度。

根据本实用新型的一个实施例，所述常平座为“门”字形框架结构，且通过所述轴承座跨设在发动机推力室两侧的摇摆轴上。

根据本实用新型的一个实施例，所述常平座的上端面为倾斜的，以适应被固定面的斜度保证所述发动机为垂直状态。

根据本实用新型的一个实施例，所述常平座的下端面有两个支腿，每个支腿设置两个第一安装孔，所述轴承座的所述第一连接板上端面对应设置两个第二安装孔适应所述常平座每个支腿的第一安装孔，所述常平座与所述轴承座通过定位销插入对应的第一安装孔、第二安装孔彼此固定。

根据本实用新型的一个实施例，提供摇摆力的伺服电机固定在所述常平座的外侧面，所述伺服电机输出端与所述摇摆轴通过所述联轴器固定。

另一方面，本实用新型还提供了一种运载火箭游机摇摆机构，包括推力室以及上述的运载火箭发动机摇摆支撑装置。

本实用新型的摇摆支撑装置通过摇摆轴、滑动轴承、轴承座以及常平座的相互配合能够提高整合效率，在简化了产品结构的同时降低摇摆支撑装置的成本，而且提高了工作可靠性。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本实用新型所欲主张的范围。

附图说明

下面的附图是本实用新型的说明书的一部分，其绘示了本实用新型的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明实用新型的原理。

图1是本实用新型一个实施例的运载火箭发动机摇摆支撑装置的示意图；

图2是本实用新型再一个实施例的运载火箭发动机摇摆支撑装置的示意图；

图3是本实用新型一个实施例的运载火箭发动机摇摆支撑装置的轴承座的示意图；

图4是本实用新型一个实施例的运载火箭发动机摇摆支撑装置的常平座的示意图。

附图标记说明：

100-摇摆轴，200-轴承座，201-轴承孔，202-第一连接板，203-第二连接板，300-常平座，301-第一安装孔，302-第二安装孔，400-联轴器，500-伺服机构。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本实用新型进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本实用新型，用于示例性的说明本实用新型的原理，并不被配置为限定本实用新型。另外，附图中的机构件不一定是按照比例绘制的。例如，可能对于其他结构件或区域而放大了附图中的一些结构件或区域的尺寸，以帮助对本实用新型实施例的理解。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本实用新型实施例的具体结构进行限定。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外术语“包括”、“包含”“具有”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素结构件或组件不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出或固有的属于结构件、组件上的其他机构件。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

诸如“下面”、“下方”、“在…下”、“低”、“上方”、“在…上”、“高”等的空间关系术语用于使描述方便，以解释一个元件相对于第二元件的定位，表示除了与图中示出的那些取向不同的取向以外，这些术语旨在涵盖器件的不同取向。另外，例如“一个元件在另一个元件上/下”可以表示两个元件直接接触，也可以表示两个元件之间还具有其他元件。此外，诸如“第一”、“第二”等的术语也用于描述各个元件、区、部分等，并且不应被当作限制。类似的术语在描述通篇中表示类似的元件。

对于本领域技术人员来说，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型更好的理解。

图1是本实用新型一个实施例的运载火箭发动机摇摆支撑装置的示意图；图2是本实用新型再一个实施例的运载火箭发动机摇摆支撑装置的示意图；图3是本实用新型一个实施例的运载火箭发动机摇摆支撑装置的轴承座的示意图；图4是本实用新型一个实施例的运载火箭发动机摇摆支撑装置的常平座的示意图。

如图1所示，本实用新型提供一种运载火箭发动机摇摆支撑装置，包括：摇摆轴100，固定在发动机推力室T轴线的两侧；滑动轴承，安装在摇摆轴100上用于提供绕摇摆轴100周向运动的轴承；轴承座200，中间设置轴承孔201用于安装滑动轴承；常平座300，为框架结构且跨设安装在位于发动机推力室T两侧的轴承座200上，用于发动机摇摆时的承力支撑。

具体地，运载火箭发动机摇摆支撑装置的摇摆轴100位于运载火箭推力室T的两侧，为了增加两侧摇摆轴100的同轴度，提高推力室T在摇摆时的平稳性，摇摆轴100通过加工中心一次定位固定到推力室T两端。滑动轴承安装在摇摆轴100上，滑动轴承能够提供绕摇摆轴100周向的运动，从而带动推力室T进行摇摆。轴承座200作为连接滑动轴承和常平座300的中间件，设置有圆形的轴承孔201用于安装滑动轴承，轴承座200设置安装孔用于安装常平座300。常平座300为框架结构跨设安装在发动机推力室T两侧的轴承座200，在发动机摇摆时常平座300能够保持固定不动，常平座300与运载火箭中的机架连接以维持发动机摇摆时力的平衡。

在本实施例中，采用滑动轴承代替传统的滚珠轴承或者组合式滑动轴承，相比滚珠轴承能够降低摇摆支撑装置的产品成本，还简化了产品结构，相比组合式滑动轴承能够提高轴承孔201圆柱度以及表面粗糙度，从而保证发动机摇摆工作过程中更加平顺，提高了摇摆支撑装置的工作可靠性。

根据本实用新型的一个实施例，摇摆轴100通过机械加工固定在推力室T的圆柱段。

具体地，运载火箭发动机的推力室T大致分为圆柱段、收敛段和扩张段，将摇摆轴100通过机械加工固定在推力室T的圆柱段，从而常平座300的顶部架设在推力室T圆柱段上方。

如图2所示，根据本实用新型的一个实施例，摇摆轴100设置有联轴器400，用于传递扭矩。

根据本实用新型的一个实施例，提供摇摆力的伺服机构500固定在常平座300的外侧面，伺服机构500输出端与摇摆轴100通过联轴器400固定。

具体地，带动滑动轴承旋转的伺服机构500，输出动力传输到联轴器400，由于联轴器400连接在摇摆轴100上，输出的动力通过联轴器400传递扭矩，从而带动推力室T按照一定的角度摇摆。伺服机构500固定安装在常平座300的外侧，其输出端通过联轴器400与摇摆轴100进行力的传输。当需要推力室T摇摆时，通过箭上控制系统向伺服机构500发送动作信号，伺服机构500带动推力室T完成摇摆动作。

如图3所示，根据本实用新型的一个实施例，轴承座200上的轴承孔201采用整体机械加工成型。

具体地，轴承座200的圆形轴承孔201通过数控机床一次加工完成，采用这种整体机械加工成型的方式能够保证较高的圆柱度和表面粗糙度，加工完成后，在轴承孔201内表面喷涂自润滑涂层。例如采用二硫化钼作为自润滑涂层，从而降低与推力室T摇摆轴100之间的摩擦，提高推力室T摇摆过程的工作稳定性和可靠性。

根据本实用新型的一个实施例，轴承座200分为第一连接板202和第二连接板203，轴承孔201设置在第二连接板203上，且第二连接板203的长度小于第一连接板202的长度。

具体地，轴承座200在其纵向(如图3所示的箭头S1方向)上分为第一连接板202和第二连接板203，第一连接板202和第二连接板203是一体成型。第一连接板202上端面设置安装孔用于与常平座300固定连接。轴承孔201贯穿设置在第二连接板203的侧面，且第二连接板203的长度小于第一连接板202的长度，且第二连接板203的长度大于轴承孔201的直径，保证轴承孔201的完整度。

如图4所示，根据本实用新型的一个实施例，常平座300为“门”字形框架结构，且通过轴承座200跨设在发动机推力室T两侧的摇摆轴100上。

具体地，常平座300设置成“门”字形框架结构能够跨设在推力室T两侧，在常平座300上端面设置安装孔实现与机架对接，常平座300下端面设置安装孔实现与轴承座200的连接。

根据本实用新型的一个实施例，常平座300的上端面为倾斜的，以适应被固定面的斜度保证发动机为垂直状态。

具体地，由于运载火箭中的机架同时安装多个发动机，为了保持力的平衡，机架即发动机摇摆支撑装置的被固定面，设置成沿着中心轴向着四周向下倾斜，常平座300安装在倾斜的机架上需要按照该倾斜角度将常平座300的上端面相应设置成相同角度的倾斜面，保证在未工作状态下的发动机为垂直状态。

根据本实用新型的一个实施例，常平座300的下端面有两个支腿，如图4中常平座300的C-C的剖视图所示，每个支腿设置两个第一安装孔301，轴承座200的第一连接板202上端面对应设置两个第二安装孔302适应常平座300每个支腿的第一安装孔301，常平座300与轴承座200通过定位销插入对应的第一安装孔301、第二安装孔302彼此固定。

具体地，定位销一端为安装六方，另一端为外螺纹，中间部分为圆柱段。定位销的圆柱段与常平座300的第一安装孔301和轴承座200的第二安装孔302装配。为了尽量提高装配精度，将定位销的圆柱段与常平座300的第一安装孔301和轴承座200的第二安装孔302设计为精密的间隙配合。定位销装入常平座300和轴承座200的第一安装孔301和第二安装孔302后，在定位销外螺纹段安装自锁螺母，实现常平座300与轴承座200的可靠固定。

另一方面，本实用新型还提供了一种运载火箭游机摇摆机构，包括推力室T以及上述的运载火箭发动机摇摆支撑装置。

在本实施例中，运载火箭游机摇摆机构在装配时，首先将两个轴承座200套装于推力室T两端的摇摆轴100上，之后使用定位销及自锁螺母将常平座300与两个轴承座200连接固定，最后将伺服机构500与常平座300固定，伺服机构500输出端与推力室T轴通过联轴器400固定，完成摇摆机构装配。

在本实用新型中，由于使用整体式滑动轴承代替了传统游机摇摆机构的滚珠轴承或组合式滑动轴承，一方面简化了传统基于滚珠轴承的常平座300与推力室T之间转动副结构，降低了产品成本；另一方面提高了基于滑动轴承的组合式游机摇摆机构轴承孔201精度，增强了推力室T摇摆过程工作稳定性和可靠性。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种运载火箭发动机摇摆支撑装置，其特征在于，包括：

摇摆轴，固定在发动机推力室轴线的两侧；

滑动轴承，安装在所述摇摆轴上用于提供绕所述摇摆轴周向运动的轴承；

轴承座，中间设置轴承孔用于安装所述滑动轴承；

常平座，为框架结构且跨设安装在位于发动机推力室两侧的轴承座上，用于发动机摇摆时的承力支撑。

2.根据权利要求1所述的运载火箭发动机摇摆支撑装置，其特征在于，所述摇摆轴通过机械加工固定在推力室的圆柱段。

3.根据权利要求2所述的运载火箭发动机摇摆支撑装置，其特征在于，所述摇摆轴设置有联轴器，用于传递扭矩。

4.根据权利要求1所述的运载火箭发动机摇摆支撑装置，其特征在于，所述轴承座上的轴承孔采用整体机械加工成型。

5.根据权利要求4所述的运载火箭发动机摇摆支撑装置，其特征在于，所述轴承座分为第一连接板和第二连接板，轴承孔设置在所述第二连接板上，且所述第二连接板的长度小于第一连接板的长度。

6.根据权利要求5所述的运载火箭发动机摇摆支撑装置，其特征在于，所述常平座为“门”字形框架结构，且通过所述轴承座跨设在发动机推力室两侧的摇摆轴上。

7.根据权利要求6所述的运载火箭发动机摇摆支撑装置，其特征在于，所述常平座的上端面为倾斜的，以适应被固定面的斜度保证所述发动机为垂直状态。

8.根据权利要求7所述的运载火箭发动机摇摆支撑装置，其特征在于，所述常平座的下端面有两个支腿，每个支腿设置两个第一安装孔，所述轴承座的所述第一连接板上端面对应设置两个第二安装孔适应所述常平座每个支腿的第一安装孔，所述常平座与所述轴承座通过定位销插入对应的第一安装孔、第二安装孔彼此固定。

9.根据权利要求3所述的运载火箭发动机摇摆支撑装置，其特征在于，提供摇摆力的伺服电机固定在所述常平座的外侧面，所述伺服电机输出端与所述摇摆轴通过所述联轴器固定。

10.一种运载火箭游机摇摆机构，其特征在于，包括推力室以及如权利要求1-9任一项所述的运载火箭发动机摇摆支撑装置。

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