CN215058573U - 浮动推力适配器试验用径向油缸 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了浮动推力适配器试验用径向油缸，包括油缸、连接组件和推座，连接组件包括顶头、主螺栓以及垫圈，顶头靠近活塞杆末端的一侧外凸成第一球面，在顶头上设置有二级阶梯通孔，通孔的大径孔的孔底向第一球面凹成第二球面，垫圈位于大径孔中，其一侧外凸成与第二球面贴合的第三球面，主螺栓的杆部末端依次穿过垫圈的内孔以及小径孔后与活塞杆螺纹连接，主螺栓的杆部与小径孔间隙配合；推座安装在顶头。本实用新型通过连接组件不仅能具备类似球销连接这种调节灵活、便于对中的性能，还能通过主螺栓进行锁紧，以使与推力适配器接触的端部位置固定，保持稳定位置，不随意晃动，利于后续的油缸径向推动作业顺利进行。

Description

浮动推力适配器试验用径向油缸

技术领域

本实用新型涉及航天技术领域，具体涉及浮动推力适配器试验用径向油缸。

背景技术

推力适配器是用于火箭发动机地面点火试验的一种试验装置。推力适配器经由设计、制造完成后，需要对其进行性能验证，以确保其相关参数符合后续火箭发动机地面试验用。目前推力器试验的目的除了验证推力适配器在预设载荷下的强度性能、结构可靠性以及各传感器连接部位的强度性能、结构可靠性，还需要验证推力适配器本身的油膜面的摩擦系数，以便于对火箭发动机地面点火试验的性能分析。

对推力适配器等部件的结构可靠性的验证需要配备承载框架，而对推力适配器本身的油膜面的摩擦系数的试验测定为在承载框架下方设置径向油缸。试验时，推力适配器的水平设置在承载框架内部的承载孔中，承载孔的一侧安装有推力墙板，其缸筒的封闭端通过法兰组件固定在推力墙板上，其另一端的浮动推力板通过试件组件抵接在承载孔的另一侧。径向油缸通过承载组件竖向固定在承载框架底部，其活塞杆末端朝上，并与推力适配器的浮动推力板的外圆下侧以及试件组件中与浮动推力板接触的第一试件的外圆下侧接触。同时在径向油缸上安装有用于采集其活塞杆外伸长度的位移传感器以及采集其活塞杆外伸的载荷大小的径向力传感器。

当进行摩擦系数采集时，径向油缸的活塞杆外伸来推动推力适配器的浮动推力板以及第一试件一同径向移动，接着通过传感器采集相关数据来获得摩擦系数。由于装配等误差，导致活塞杆的轴线与安装在承载框架内部的推力适配器的垂直度较差，无法做到径向推动，不利于后续的摩擦系数采集。同时，活塞杆末端为平面，浮动推力板以及第一试件上与之接触的表面为圆周面，导致活塞杆与相关部件之间的接触为线接触，不仅接触不稳定，且长期使用下来，容易材料疲劳，使用寿命低，且维护成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供了浮动推力适配器试验用径向油缸，解决了径向油缸与推力适配器垂直度差以及活塞杆与相关部件之间的接触为线接触，不仅接触不稳定，且长期使用下来，容易材料疲劳，使用寿命低且维护成本高等上述技术问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

浮动推力适配器试验用径向油缸，包括油缸，在所述油缸的活塞杆的末端通过连接组件安装有U形推座，所述连接组件包括顶头、主螺栓以及垫圈，所述顶头靠近活塞杆末端的一侧外凸成第一球面，在顶头上设置有贯穿第一球面的二级阶梯通孔，所述通孔的小径孔与第一球面连通，且通孔的大径孔的孔底向第一球面凹成第二球面，所述垫圈位于大径孔中，其靠近大径孔孔底的一侧外凸成与第二球面贴合的第三球面，所述主螺栓的杆部末端插入大径孔中，并依次穿过垫圈的内孔以及小径孔后插入活塞杆中，并与活塞杆螺纹连接，主螺栓的杆部与小径孔间隙配合；且主螺栓、垫圈、顶头以及活塞杆轴向锁紧；

所述推座安装在顶头远离活塞杆的一侧。

进一步地，所述推座的U形槽的槽底为圆柱弧形面，其圆心所在的轴线垂直于油缸的轴线。

进一步地，所述小径孔为锥形孔，其小径端与大径孔连通。

进一步地，所述推座通过安装结构安装在顶头远离活塞杆的一侧，所述安装结构包括插销、设置在顶头上的螺纹孔以及由推座的侧壁外凸成的耳板，在耳板上设置有通孔，所述插销的杆部末端穿过通孔后与螺纹孔螺纹连接，插销的头部与耳板接触。

进一步地，所述第一球面由顶头的中间部位外凸形成。

进一步地，所述油缸的活塞杆外伸的外伸端口设置在油缸的缸底上，油缸的活塞杆外伸的回缩端口设置在油缸的缸筒上且靠近缸盖的一侧。

进一步地，在所述活塞杆上位于油缸缸筒中的端部设置有轴线与活塞杆轴线平行的采集孔，在油缸的缸底上安装有用于采集活塞杆移动行程的内置式位移传感器，所述位移传感器的采集端贯穿缸底后插入采集孔中，且传感器采集端通过密封圈与缸底密封配合。

由于采用了本技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型浮动推力适配器试验用径向油缸，通过连接组件将与推力适配器接触的端部(推座)以球面和平面接触这种点接触方式设置在活塞杆末端，不仅能具备类似球销连接这种调节灵活、便于对中的性能，还能通过主螺栓进行锁紧，以使与推力适配器接触的端部位置固定，保持稳定位置，不随意晃动，利于后续的油缸径向推动作业顺利进行；

2.本实用新型浮动推力适配器试验用径向油缸，由于顶头需要调节，导致主螺栓头部与顶头7之间压紧接触面不确定，因此在其之间设置具有第三球面的垫圈以及具有第二球面的孔底，以使无论顶头如何调整，始终处于固定位置的主螺栓均能通过垫圈上的球面与通孔的大径孔孔底贴合，增大其之间接触面，保证结构的稳定性，防止顶头调节到位后锁紧力不够而位置变动的情况出现；

3.本实用新型浮动推力适配器试验用径向油缸，活塞杆的末端不直接与推力适配器等部件接触，避免了活塞杆末端材料疲劳等不利情况出现，降低了后期维护成本；长期使用下来，仅为推座磨损严重，此时更换新的推座即可；

4.本实用新型浮动推力适配器试验用径向油缸，当浮动推力板以及第一试件的外圆插入 U形槽中，外圆与槽底贴合，从而增大了油缸与浮动推力板以及第一试件的外圆的接触面，降低了接触应力，避免材料疲劳。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，本说明书附图中的各个部件的比例关系不代表实际选材设计时的比例关系，其仅仅为结构或者位置的示意图，其中：

图1是连接组件的结构示意图；

图2是本实用新型的结构示意图；

图3是垫圈的结构示意图。

附图中标号说明：

1-缸底，2-活塞，3-活塞杆，4-隔套，5-导向套，6-压盖，7-顶头，8-垫圈，9-第一支承环，10-活塞密封，11-第一O形圈，12-第一挡圈，13-第二O形圈，14-第三O形圈，15- 第二挡圈，16-第二支承环，17-阶梯封，18-第四O形圈，19-杆密封，20-防尘圈，21-内六角圆柱头螺钉，22-主螺栓，23-油缸，24-推座，25-通孔，26-第二球面，27-第三球面，28- 螺纹孔，29-耳板，30-插销，31-U形槽，32-槽底，33-外伸端口，34-回缩端口，35-采集孔， 36-位移传感器，37-第一球面。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

下面结合图1至图3对本实用新型作详细说明。

实施例1

如图1～图3所示，本实用新型浮动推力适配器试验用径向油缸，包括油缸23，在所述油缸23的活塞杆3的末端通过连接组件安装有U形推座24，所述连接组件包括顶头7、主螺栓22以及垫圈8，所述顶头7靠近活塞杆3末端的一侧外凸成第一球面37，在顶头7上设置有贯穿第一球面37的二级阶梯通孔25，所述通孔25的小径孔与第一球面37连通，且通孔25的大径孔的孔底向第一球面37凹成第二球面26，所述垫圈8位于大径孔中，其靠近大径孔孔底的一侧外凸成与第二球面26贴合的第三球面27，所述主螺栓22的杆部末端插入大径孔中，并依次穿过垫圈8的内孔以及小径孔后插入活塞杆3中，并与活塞杆3螺纹连接，主螺栓22的杆部与小径孔间隙配合；且主螺栓22、垫圈8、顶头7以及活塞杆3轴向锁紧；

所述推座24安装在顶头7远离活塞杆的一侧。

使用时，先将油缸23安装在承载框架下方，油缸23的轴线垂直于地面，接着根据所需配合的推力适配器的浮动推力板位置以及第一试件的位置，沿着第一球面37与活塞杆末端接触部位转动顶头7，以使顶头7远离活塞杆的平面平行于推力适配器的轴线；接着转动主螺栓22，以使主螺栓22、垫圈8、顶头7以及活塞杆3轴向锁紧，从而将顶头7紧固在活塞杆上；接着将推座24安装顶头7上；然后再将推力适配器水平设置在承载框中，且浮动推力板以及第一试件的外圆下侧插入推座24的U形槽中。

当进行摩擦系数采集时，径向油缸的活塞杆外伸来推动推座24，从而推动推力适配器的浮动推力板以及第一试件一同径向移动，接着通过传感器采集相关数据来获得摩擦系数。

本实用新型中，通过连接组件将与推力适配器接触的端部(推座)以球面和平面接触这种点接触方式设置在活塞杆末端，不仅能具备类似球销连接这种调节灵活、便于对中的性能，还能通过主螺栓进行锁紧，以使与推力适配器接触的端部位置固定，保持稳定位置，不随意晃动，利于后续的油缸径向推动作业顺利进行。

同时，由于顶头7需要调节，导致主螺栓头部与顶头7之间压紧接触面不确定，因此在其之间设置具有第三球面的垫圈8以及具有第二球面的孔底，以使无论顶头7如何调整，始终处于固定位置的主螺栓均能通过垫圈8上的球面与通孔的大径孔孔底贴合，增大其之间接触面，保证结构的稳定性，防止顶头7调节到位后锁紧力不够而位置变动的情况出现。

并且，本实用新型中，活塞杆的末端不直接与推力适配器等部件接触，避免了活塞杆末端材料疲劳等不利情况出现，降低了后期维护成本。长期使用下来，仅为推座磨损严重，此时更换新的推座即可。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上，对本实用新型做出进一步地实施说明。

如图2所示，所述推座24的U形槽31的槽底32为圆柱弧形面，其圆心所在的轴线垂直于油缸23的轴线。

使用时，槽底32的半径与浮动推力板以及第一试件的外圆一致，当浮动推力板以及第一试件的外圆插入U形槽中，外圆与槽底32贴合，从而增大了油缸与浮动推力板以及第一试件的外圆的接触面，降低了接触应力，避免材料疲劳。

实施例3

为了增大顶头7的可调节空间，同时保证顶头7的强度，所述小径孔为锥形孔，其小径端与大径孔连通。这样，小径孔既能实现顶头7具有尽可能大地调整范围，又能控制小径孔的整体尺寸，保证顶头7的强度。

实施例4

关于推座24的安装具体如下：所述推座24通过安装结构安装在顶头7远离活塞杆的一侧，所述安装结构包括插销30、设置在顶头7上的螺纹孔28以及由推座24的侧壁外凸成的耳板29，在耳板29上设置有通孔，所述插销30的杆部末端穿过通孔后与螺纹孔28螺纹连接，插销30的头部与耳板29接触。

实施例5

本实施例是对实施例1中的第一球面37做出说明。

所述第一球面37由顶头7的中间部位外凸形成。

实施例6

如图1和图2所示，所述油缸23的活塞杆外伸的外伸端口33设置在油缸23的缸底上，油缸23的活塞杆外伸的回缩端口34设置在油缸23的缸筒上且靠近缸盖的一侧。

活塞杆外伸时，油缸的无杆腔经由外伸端口进油，油缸的有杆腔经由回缩端口排油；反之则油缸的无杆腔经由外伸端口排油，油缸的有杆腔经由回缩端口进油。

实施例7

在所述活塞杆3上位于油缸23缸筒中的端部设置有轴线与活塞杆3轴线平行的采集孔 35，在油缸23的缸底上安装有用于采集活塞杆3移动行程的内置式位移传感器36，所述位移传感器的采集端贯穿缸底后插入采集孔35中，且传感器采集端通过密封圈与缸底密封配合。位移传感器优选地采用型号为XST-A 4210-G50M1的位移传感器。

以上所述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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.浮动推力适配器试验用径向油缸，包括油缸(23)，其特征在于：在所述油缸(23)的活塞杆(3)的末端通过连接组件安装有U形推座(24)，所述连接组件包括顶头(7)、主螺栓(22)以及垫圈(8)，所述顶头(7)靠近活塞杆(3)末端的一侧外凸成第一球面(37)，在顶头(7)上设置有贯穿第一球面(37)的二级阶梯通孔(25)，所述通孔(25)的小径孔与第一球面(37)连通，且通孔(25)的大径孔的孔底向第一球面(37)凹成第二球面(26)，所述垫圈(8)位于大径孔中，其靠近大径孔孔底的一侧外凸成与第二球面(26)贴合的第三球面(27)，所述主螺栓(22)的杆部末端插入大径孔中，并依次穿过垫圈(8)的内孔以及小径孔后插入活塞杆(3)中，并与活塞杆(3)螺纹连接，主螺栓(22)的杆部与小径孔间隙配合；且主螺栓(22)、垫圈(8)、顶头(7)以及活塞杆(3)轴向锁紧；

所述推座(24)安装在顶头(7)远离活塞杆的一侧。

2.根据权利要求1所述的浮动推力适配器试验用径向油缸，其特征在于：所述推座(24)的U形槽(31)的槽底(32)为圆柱弧形面，其圆心所在的轴线垂直于油缸(23)的轴线。

3.根据权利要求1所述的浮动推力适配器试验用径向油缸，其特征在于：所述小径孔为锥形孔，其小径端与大径孔连通。

4.根据权利要求1所述的浮动推力适配器试验用径向油缸，其特征在于：所述推座(24)通过安装结构安装在顶头(7)远离活塞杆的一侧，所述安装结构包括插销(30)、设置在顶头(7)上的螺纹孔(28)以及由推座(24)的侧壁外凸成的耳板(29)，在耳板(29)上设置有通孔，所述插销(30)的杆部末端穿过通孔后与螺纹孔(28)螺纹连接，插销(30)的头部与耳板(29)接触。

5.根据权利要求1所述的浮动推力适配器试验用径向油缸，其特征在于：所述第一球面(37)由顶头(7)的中间部位外凸形成。

6.根据权利要求1所述的浮动推力适配器试验用径向油缸，其特征在于：所述油缸(23)的活塞杆外伸的外伸端口(33)设置在油缸(23)的缸底上，油缸(23)的活塞杆外伸的回缩端口(34)设置在油缸(23)的缸筒上且靠近缸盖的一侧。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的浮动推力适配器试验用径向油缸，其特征在于：在所述活塞杆(3)上位于油缸(23)缸筒中的端部设置有轴线与活塞杆(3)轴线平行的采集孔(35)，在油缸(23)的缸底上安装有用于采集活塞杆(3)移动行程的内置式位移传感器(36)，所述位移传感器的采集端贯穿缸底后插入采集孔(35)中，且传感器采集端通过密封圈与缸底密封配合。

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