CN215280601U - 一种用于液体火箭发动机卡箍支座的导向定位工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种于液体火箭发动机卡箍支座的导向定位工装，属于航天液体发动机制造领域，包括导向组件、卡箍支座定位组件及防错板片。导向组件与防错板片一起确定卡箍支座的周向安装位置；卡箍支座定位组件与导向组件配合，沿蒸发器轴向往复移动，以确定卡箍支座的轴向安装位置。通过导向定位工装能够快速精确地找到卡箍支座的安装位置并固定，实现位置找正和定位焊接一次完成，提高零件安装的一致性，降低人员技能要求，保证发动机产品质量。

Description

一种用于液体火箭发动机卡箍支座的导向定位工装

技术领域

本实用新型属于液体火箭发动机制造领域，具体地，涉及一种用于液体火箭发动机卡箍支座的导向定位工装。

背景技术

导管定位安装是液体火箭发动机装配过程的重要环节，卡箍作为保证导管绝对安装位置和相对安装间隙的重要零组件，只有保证卡箍准确定位安装，才能保证发动机导管装配的正确性。

图1为某型号运载火箭发动机蒸发器旁的导管卡箍安装位置，第一卡箍和第二卡箍分别通过螺栓连接固定在第一卡箍支座和第二卡箍支座上，用来确定导管的安装位置，卡箍支座焊接在蒸发器端面的环形凸台上，装配要求保证卡箍支座下沿与蒸发器凸台下沿保持齐平。在以往的装配实例中，利用蒸发器底端法兰盘的周向孔，通过数孔掉铅垂线的方法，目视划线找到卡箍支座周向安装位置，之后装配工夹持卡箍支座配合焊工完成定位焊接。装配过程中，划线方法无法实现卡箍支座位置的准确找正，手持定位焊接时，在轴向和径向方向都容易产生窜动，使卡箍支座焊接位置偏离设计位置，很难完成精确装配。

为了解决液体火箭发动机卡箍支座位置找正困难、定位焊接时无法可靠固定引起的定位精度差、效率低的问题，亟需设计一套卡箍支座导向定位工装来保证液体火箭发动机导管装配作业。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种用于液体火箭发动机卡箍支座装配的导向定位工装，包含导向组件、卡箍支座定位组件及防错板片，能同时实现卡箍支座在蒸发器轴向的定位和周向的定位，使卡箍支座能够快速精确定位安装，保证发动机卡箍和导管安装位置的一致性。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于液体火箭发动机卡箍支座的导向定位工装，包括导向组件、卡箍支座定位组件和防错板片；

导向组件包括圆柱状的导向芯和连接块，所述导向芯下端固定安装于蒸发器法兰盘的连接孔中，且导向芯轴向与蒸发器上下端面垂直；所述连接块设于导向芯之间，用于确定各导向芯的相对位置；

卡箍支座定位组件设于导向组件上端，包括定位机构和导向机构；所述定位机构承载卡箍支座，所述导向机构带动定位机构沿导向芯轴向运动，用于实现卡箍支座在蒸发器轴向的定位；

防错板片固定于连接块上，设有限位机构，所述限位机构与蒸发器上的产品接嘴配合，实现卡箍支座在蒸发器周向的定位。

进一步地，导向芯为中空结构。

进一步地，连接块为弧形结构；所述弧形结构对应圆心位于蒸发器轴线上，所述弧形结构的长度等于蒸发器法兰盘连接孔的孔距；

所述导向组件还包括定位接头；所述定位接头套于导向芯下端，导向芯通过定位接头固定安装于蒸发器法兰盘的连接孔中。

进一步地，所述定位接头与法兰盘的连接孔之间为间隙配合；所述连接块与导向芯通过焊接方式连接；所述定位接头通过焊接或螺纹连接的方式与导向芯下端连接。

进一步地，卡箍支座定位组件的定位机构包括定位块和锁紧板，导向机构包括导向套管；

所述导向套管上下两端开口且套于导向芯上端；定位块上端设有与卡箍支座匹配的凹槽，侧壁与导向套管固定连接；

所述锁紧板设有限制导向芯只能沿轴向移动的限位孔，锁紧板一端与定位块固定连接，另一端通过紧固螺钉与限位孔配合后固定于连接块上，实现卡箍支座在蒸发器轴向的定位。

进一步地，定位块与导向套管通过焊接方式连接；所述锁紧板与定位块通过焊接方式连接。

进一步地，定位块凹槽底面和导向套管的上端面共面；所述导向套管与导向芯为小间隙配合。

进一步地，防错板片为弧形结构，所述弧形结构对应圆心位于蒸发器轴线上；所述防错板片的限位机构为防错定位槽，所述防错定位槽形状为梯形、矩形或圆弧形，蒸发器上的产品接嘴在防错定位槽中卡住后实现卡箍支座在蒸发器周向的定位。

进一步地，防错板片设有安装孔，紧固螺钉同时与锁紧板上的限位孔以及防错板片上的安装孔配合，实现防错板片和锁紧板在连接块上的固定。

进一步地，防错板片为2个，分别设有与2个产品接嘴相配合的防错定位槽，固定于2个连接块上。

本实用新型与现有技术相比具有如下有益效果：

(1)本实用新型一种用于液体火箭发动机卡箍支座的导向定位工装，通过导向组件与卡箍支座定位组件的配合，实现了卡箍支座在蒸发器轴向的定位，同时通过设计防错板片的限位机构，与蒸发器上的产品接嘴配合，实现卡箍支座在蒸发器周向的定位，使卡箍支座能够快速精确定位安装，保证发动机卡箍和导管安装位置的一致性，卡箍支座定位精度大大提高；

(2)本实用新型一种用于液体火箭发动机卡箍支座的导向定位工装，消除了人工数孔掉铅垂直线划线及克丝钳夹持手工定位焊接的工艺过程，实现了卡箍支座位置找正和定位焊接一次完成，提高零件安装的一致性，保证发动机产品质量；

(3)本实用新型一种用于液体火箭发动机卡箍支座的导向定位工装，安装及拆除工艺简单，降低人员技能要求，将装配时间由1～1.5h缩短至10～30min，提高了产品生产效率，保证了发动机装配工作的顺利进行。

(4)本实用新型，采用同一套导向定位工装可实现蒸发器上2个卡箍支座的安装和焊接，具有简化工艺及节约成本的优势。

附图说明

图1为现有技术中某型号运载火箭发动机卡箍支座安装位置示意图；

图2为本实用新型一种用于液体火箭发动机卡箍支座的导向定位工装整体结构图；

图3为本实用新型导向定位工装中导向组件的连接块结构示意图；

图4为本实用新型导向定位工装中卡箍支座定位组件结构示意图；

图5为本实用新型实施例1应用于蒸发器第一卡箍支座定位的原理图；

图6为本实用新型实施例1应用于蒸发器第二卡箍支座定位的原理图；

具体实施方式

下面通过对本实用新型进行详细说明，本实用新型的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

某型号运载火箭发动机卡箍支座的安装位置见图1，蒸发器为圆柱形，第一卡箍51和第二卡箍52分别通过螺栓连接固定在第一卡箍支座61和第二卡箍支座62上，用来确定导管的安装位置，蒸发器产品本身有两个对外接嘴，第一产品接嘴71和第二产品接嘴72分别位于蒸发器侧壁的下部和上部，卡箍支座悬空布置，通过定位焊接将卡箍支座固定在蒸发器的凸台上，要求保证卡箍支座下沿与蒸发器凸台下沿保持齐平。传统装配采用人工数孔吊线划线、克丝钳夹持手工定位的方法完成卡箍支座的定位装配，存在定位误差大、一致性差、生产效率低等问题。

本实用新型具体涉及能同时实现卡箍支座位置找正和焊接定位的导向定位工装，如图2所示，一种用于液体火箭发动机卡箍支座的导向定位工装，包括导向组件1、卡箍支座定位组件2和防错板片3；

导向组件1包括圆柱状的导向芯11和连接块12，所述导向芯11下端固定安装于蒸发器法兰盘的连接孔中，且导向芯11轴向与蒸发器上下端面垂直；所述连接块12设于导向芯11之间，用于确定各导向芯11的周向相对位置；

卡箍支座定位组件2设于导向组件1上端，包括定位机构和导向机构；所述定位机构承载卡箍支座，所述导向机构带动定位机构沿导向芯11轴向运动，用于实现卡箍支座在蒸发器轴向的定位；

防错板片3固定于导向组件1上，设有限位机构，所述限位机构与产品接嘴配合，实现卡箍支座在蒸发器周向的定位。

进一步地，考虑手持工装减重要求，所述导向芯11为中空结构。

进一步地，如图3所示，所述连接块12为设于导向芯11之间的弧形结构，用于固定各导向芯11的相对位置；所述弧形结构对应圆心位于蒸发器轴线上，所述弧形结构的长度等于蒸发器法兰盘连接孔的孔距，即连接块12的长度尺寸由蒸发器法兰盘孔的孔距决定。

导向组件1还包括和定位接头13；所述定位接头13套于导向芯11下端，导向芯11的外径等于定位接头13内径，导向芯11通过定位接头13固定安装于蒸发器法兰盘的连接孔中。

进一步地定位接头13与蒸发器法兰盘的连接孔为间隙配合。

进一步地，连接块12与导向芯11通过焊接方式连接，定位接头13通过焊接或螺纹连接的方式与导向芯11下端连接。

进一步地，如图4所示，卡箍支座定位组件2的定位机构包括定位块22和锁紧板23，导向机构包括导向套管21；

所述导向套管21上下两端开口且套于导向芯11上端；定位块22上端设有与卡箍支座匹配的凹槽221，凹槽221用于放置卡箍支座；侧壁与导向套管21固定连接；定位块22随导向套管21沿导向芯11轴向移动；

所述锁紧板23设有限制导向芯11只能沿轴向移动的限位孔231，锁紧板23一端与定位块22固定连接，另一端通过紧固螺钉4与限位孔231配合后固定于导向组件1的连接块12上，用于轴向位置找正后固定定位块22，实现卡箍支座在蒸发器轴向的定位。通过紧固螺钉4锁紧限位孔231的轴向位置，以限制导向套管21与导向芯11的轴向相对位置；锁紧板23与定位块22垂直布置；

进一步地，定位块22与导向套管21通过焊接方式连接；所述锁紧板23与定位块22通过焊接方式连接。

进一步地，定位块凹槽221底面和导向套管21的上端面共面；所述导向套管21与导向芯11为间隙配合，实现卡箍支座定位组件2的沿导向芯11轴向的往复移动。

进一步地，防错板片3固定于连接块12上，为弧形结构，所述弧形结构对应圆心位于蒸发器轴线上；所述防错板片3的限位机构为防错定位槽32，所述防错定位槽32形状与蒸发器本身的产品接嘴匹配，蒸发器本身的产品接嘴在防错定位槽32中卡住后实现卡箍支座在蒸发器周向的定位。

进一步地，所述防错定位槽32的形状为梯形、矩形或圆弧形。

进一步地，所述防错板片3为2个，分别设有与产品接嘴相配合的防错定位槽32。

进一步地，防错板片3设有安装孔，紧固螺钉4同时与锁紧板23上的限位孔231以及防错板片3上的安装孔配合，实现防错板片3和锁紧板23在连接块12上的固定。所述卡箍支座定位组件锁紧板23的限位孔231与导向组件1连接块12的螺纹孔以及防错板片3的安装孔配合安装，通过紧固螺钉4限制卡箍支座定位组件1的轴向位置，所述导向组件1、卡箍支座定位组件2和防错板片3通过紧固螺钉4完成装配连接。

本实用新型一种用于液体火箭发动机卡箍支座的导向定位工装的使用步骤如下：

工步一：卡箍支座在蒸发器周向位置找正。通过导向组件1的定位接头13和防错板片3的防错定位槽32确定定位工装的周向安装位置，将定位接头13与蒸发器法兰盘的连接孔进行安装；

工步二：卡箍支座在蒸发器轴向位置找正。沿蒸发器轴向(即导向芯11轴向)移动卡箍支座定位组件2，至卡箍支座放置凹槽221底面与蒸发器凸台下沿处于同一水平面上；

工步三：定位焊接卡箍支座。拧紧紧固螺钉4固定卡箍支座定位块，将卡箍支座按照安装方向放置在卡箍支座放置凹槽221内，进行卡箍支座定位焊接；

工步四：拆除导向定位工装。松开紧固螺钉4，沿蒸发器轴向向下移动卡箍支座定位组件2，拆除卡箍支座导向定位工装。

实施例1

蒸发器侧面有两个产品接嘴，第一产品接嘴71和第二产品接嘴72分别位于蒸发器侧壁的下部和上部，对应的防错板片以及防错板片上所设的防错定位槽也有两个。

如图5所示，首先利用蒸发器第一产品接嘴71，通过位于导向定位工装下部的的防错板片上所设的梯形防错定位槽找正第一卡箍支座51的周向位置，按照本实用新型的实施方式，完成第一卡箍支座的定位安装。

如图6所示，再利用蒸发器自身第一产品接嘴72，通过位于导向定位工装上部的防错板片上所设的防错定位槽找正卡第二卡箍支座52的周向位置，按照本实用新型的实施方式，完成第二卡箍支座的定位安装。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本实用新型进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本实用新型的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本实用新型精神和范围的情况下，可以对本实用新型技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本实用新型的范围内。本实用新型的保护范围以所附权利要求为准。

本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种用于液体火箭发动机卡箍支座的导向定位工装，其特征在于，包括导向组件(1)、卡箍支座定位组件(2)和防错板片(3)；

导向组件(1)包括圆柱状的导向芯(11)和连接块(12)，所述导向芯(11)下端固定安装于蒸发器法兰盘的连接孔中，且导向芯(11)轴向与蒸发器上下端面垂直；所述连接块(12)设于导向芯(11)之间，用于确定各导向芯(11)的相对位置；

卡箍支座定位组件(2)设于导向组件(1)上端，包括定位机构和导向机构；所述定位机构承载卡箍支座，所述导向机构带动定位机构沿导向芯(11)轴向运动，实现卡箍支座在蒸发器轴向的定位；

防错板片(3)固定于连接块(12)上，设有限位机构，所述限位机构与蒸发器上的产品接嘴配合，实现卡箍支座在蒸发器周向的定位。

2.根据权利要求1所述的一种用于液体火箭发动机卡箍支座的导向定位工装，其特征在于，所述导向芯(11)为中空结构。

3.根据权利要求1所述的一种用于液体火箭发动机卡箍支座的导向定位工装，其特征在于，所述连接块(12)为弧形结构；所述弧形结构圆心位于蒸发器轴线上，所述弧形结构的长度等于蒸发器法兰盘连接孔的孔距；

所述导向组件(1)还包括定位接头(13)；所述定位接头(13)与导向芯(11)下端连接，导向芯(11)通过定位接头(13)固定安装于蒸发器法兰盘的连接孔中。

4.根据权利要求3所述的一种用于液体火箭发动机卡箍支座的导向定位工装，其特征在于，所述定位接头(13)与法兰盘的连接孔之间为间隙配合；所述连接块(12)与导向芯(11)通过焊接方式连接；所述定位接头(13)与导向芯(11)下端的连接方式为焊接或螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于液体火箭发动机卡箍支座的导向定位工装，其特征在于，所述卡箍支座定位组件(2)的定位机构包括定位块(22)和锁紧板(23)，导向机构包括导向套管(21)；

所述导向套管(21)上下两端开口且套于导向芯(11)上端；定位块(22)上端设有与卡箍支座匹配的凹槽(221)，侧壁与导向套管(21)固定连接；

所述锁紧板(23)设有限制导向芯(11)周向移动的限位孔(231)，锁紧板(23)一端与定位块(22)固定连接，另一端通过紧固螺钉(4)与限位孔(231)配合后固定于连接块(12)上，实现卡箍支座在蒸发器轴向的定位。

6.根据权利要求5所述的一种用于液体火箭发动机卡箍支座的导向定位工装，其特征在于，所述定位块(22)与导向套管(21)通过焊接方式连接；所述锁紧板(23)与定位块(22)通过焊接方式连接。

7.根据权利要求5所述的一种用于液体火箭发动机卡箍支座的导向定位工装，其特征在于，所述定位块凹槽(221)底面和导向套管(21)的上端面共面；所述导向套管(21)与导向芯(11)为小间隙配合。

8.根据权利要求1所述的一种用于液体火箭发动机卡箍支座的导向定位工装，其特征在于，所述防错板片(3)为弧形结构，所述弧形结构对应圆心位于蒸发器轴线上；所述防错板片(3)的限位机构为防错定位槽(32)，所述防错定位槽(32)形状为梯形、矩形或圆弧形，蒸发器上的产品接嘴在防错定位槽(32)中卡住后实现卡箍支座在蒸发器周向的定位。

9.根据权利要求5所述的一种用于液体火箭发动机卡箍支座的导向定位工装，其特征在于，所述防错板片(3)设有安装孔，紧固螺钉(4)同时与锁紧板(23)上的限位孔(231)以及防错板片(3)上的安装孔配合，实现防错板片(3)和锁紧板(23)在连接块(12)上的固定。

10.根据权利要求1所述的一种用于液体火箭发动机卡箍支座的导向定位工装，其特征在于，所述防错板片(3)为2个，分别设有与2个产品接嘴相配合的防错定位槽(32)，固定于2个连接块(12)上。

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