CN218546146U - 用于发动机地面点火试验的快装组合式推力架和试验架 - Google Patents

Abstract

为解决目前小型固体发动机地面点火试验采用专用推力架所带来的更换安装耗时耗力，试验效率不高的技术问题，本实用新型提供了一种用于发动机地面点火试验的快装组合式推力架和试验架。推力架包括同轴对接的固定端和活动端；固定端包括依次连接的前盘、连接杆和后底盘；前盘用于与发动机点火试验所用的测力组件连接；活动端包括同轴依次连接的中空圆柱部和扁平圆环部；中空圆柱部中空圆柱部用于与被试发动机前裙相连接；扁平圆环部用于与所述后底盘可拆卸连接；中空圆柱部上还设有让位缺口；所述活动端有多个，分别用于连接不同前裙规格的被试发动机。本实用新型组装快速、拆卸方便、安装操作省时省力、试验装调工作效率高。

Description

用于发动机地面点火试验的快装组合式推力架和试验架

技术领域

本实用新型涉及固体火箭发动机地面静止点火试验的推力测量技术领域，具体涉及一种用于小型固体火箭发动机地面点火试验的快速安装组合式推力架。

背景技术

固体火箭发动机地面点火试验可为发动机研制提供有效的试验数据和技术支持。发动机地面点火试验的主要测量参数包括推力、压强等参数；推力架是发动机主推力的传力结构件，使发动机轴线对准主推力测量元件，也是动架的一部分，通常做成锥形结构，其大端用于与发动机前裙端面连接，小端用于与测力组件定位连接，发动机推力通过前裙端面传给推力架的大端，然后通过呈锥形均匀分布的多根传力杆集中到推力架的小端传给测力组件。通常情况下，每个发动机需要研制一个专用推力架。

在某些小型固体火箭发动机地面点火试验时，由于点火发动机的数量较多、发动机保温温度各异，包含-50℃、-40℃、20℃、50℃、60℃、65℃、70℃等不同的试验温度，且试验准备时间较短、试验节奏较快、推力参数的测量精度要求较高；而由于目前的推力架为专用推力架，每发试验都需要更换推力架和推力传感器，更换、安装耗时耗力，试验效率不高，严重影响试验进度。

实用新型内容

为了解决背景技术中提到的目前小型固体发动机地面点火试验采用专用推力架所带来的更换安装耗时耗力，试验效率不高的技术问题，本实用新型提供了一种用于小型固体发动机地面点火试验的快装组合式推力架和采用该推力架的试验架。

本实用新型的技术方案是：

用于发动机地面点火试验的快装组合式推力架，所述发动机为小型固体发动机；其特征在于：包括同轴对接的固定端和活动端；

固定端包括依次连接的前盘、连接杆和后底盘；前盘用于与发动机点火试验所用的测力组件连接；后底盘用于与所述活动端可拆卸连接；

活动端包括同轴依次连接的中空圆柱部和扁平圆环部；中空圆柱部的形状、尺寸与被试发动机前裙形状、尺寸匹配，中空圆柱部的侧壁沿周向均布设有多个发动机安装孔，用于与被试发动机前裙相连接；扁平圆环部用于与所述后底盘匹配连接；所述中空圆柱部上还设有让位缺口，用于避免在安装时与测力组件的压力传感器发生干涉；

所述活动端有多个，分别用于连接不同前裙规格的被试发动机。

进一步地，所述前盘的端面中心设有定位通孔，用于与所述测力组件中的推力传感器法兰盘中部的定位柱配合。

进一步地，所述前盘和后底盘的端面上均设有与所述连接杆适配的凹槽。

进一步地，通过限定所述中空圆柱部内壁孔径的尺寸公差保证所述活动端与被试发动机轴线的安装同轴度；通过限定所述前盘上定位通孔的尺寸公差保证所述固定端与测力组件中推力传感器的安装同轴度。

本实用新型还提供了一种用于发动机地面点火试验的试验架，包括推力架；其特殊之处在于：所述推力架为上述的快装组合式推力架。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1.本实用新型的快装组合式推力架具有组装快速、拆卸方便、安装操作省时省力、试验装调工作效率高的优点，能够确保发动机试验的进度要求，可应用于需要批量多发点火试验的小型固体火箭发动机地面点火试验的推力测量。

2.经过数十发试验考核，通过使用基于本实用新型快速安装组合式推力架的试验架进行小型固体发动机地面点火试验，推力校准精度分别达到0.06％、 0.07％、0.08％、0.09％、0.10％、0.12％、0.13％等，经过与其他同类型发动机推力参数测量结果比对，采用本实用新型的组合式推力架时推力传感器的校准精度较高，能够满足试验要求。

3.本实用新型通过尺寸公差限定保证活动端与发动机轴线的安装同轴度，以及保证活动端与固定端的安装同轴度，如此便可保证发动机安装在推力架后，发动机轴线与推力传感器轴线的快速对准，保证推力参数测量的准确性和可靠性。

4.本实用新型的快装组合式推力架可实现一定直径范围内的不同种类小型发动机试验推力架快速安装需求，同时满足一定推力量程范围内的发动机推力参数测量精度需要。

附图说明

图1-3为本实用新型快装组合式推力架中固定端的结构图。

其中，图1为固定端的右视图。

图2为图1中的A-A向剖视图。

图3为固定端中后底盘的左视图。

图4-6为本实用新型快装组合式推力架中活动端的结构图。

其中，图4为活动端的轴向剖视图。

图5为图4中的A-A向剖视图。

图6为活动端的左视图。

图7是本实用新型试验架的结构示意图。

附图标记说明：

1-快装式组合推力架；

101-前盘；102-连接杆；103-后底盘；104-法兰安装孔；105-定位通孔， 106-第一螺栓过孔，107-第二螺栓过孔，108-发动机安装孔，109-中空圆柱部， 110-扁平圆环部。

2-推力顶架；3-螺栓；4-承力组件；5-测力组件(包括推力传感器和推力传感器法兰盘)；6-螺栓；7-垫片；12-螺栓；13-垫片；14-上弧座；15-下弧座；16-螺栓；17-垫片；18-被试发动机；19-螺栓；20-垫片；21-直线滑轨； 22-定架；23-T型螺栓。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步描述。

如图1-6所示，本实用新型所提供的组合式推力架，包括同轴对接的固定端和活动端。

如图1-3所示，固定端包括依次连接的前盘101、连接杆102和后底盘103；前盘101用于安装发动机点火试验所用的测力组件，其形状为圆盘形，中心位置开设有定位通孔105，用于与测力组件中的推力传感器法兰盘中部的定位柱配合，方便二者之间的安装定位；前盘101上还沿圆周开设有多个法兰安装孔 104，用于实现与推力传感器法兰盘的螺纹连接；后底盘103为圆环形，其形状、尺寸与活动端相匹配；本实施例中，后底盘103上沿圆周均布设有6个尺寸为Φ8的第一螺栓过孔106；连接杆102有多根，均布设置在前盘101与后底盘 103之间，用于将前盘101与后底盘103连接于一体。为了使得连接杆102与前盘101、后底盘103的连接更加牢固，在前盘101和后底盘103的端面上均设有与连接杆102适配的凹槽，将连接杆102插入凹槽中，再进行焊接连接。

活动端用于固定安装被试发动机，包括同轴依次连接的中空圆柱部109和扁平圆环部110；中空圆柱部109的形状、尺寸与发动机前裙形状、尺寸匹配，中空圆柱部109的侧壁沿周向设有多个发动机安装孔108，用于实现中空圆柱部侧壁与发动机前裙的连接；中空圆柱部109上沿轴向还设有缺口，该缺口用于让位，避免在安装推力架时与测力组件中的压力传感器发生干涉；扁平圆环部110与固定端中的后底盘103相匹配且通过螺栓固定连接；本实施例中扁平圆环部110上沿圆周均布设有6个尺寸为Φ8的第二螺栓过孔107，这6个第二螺栓过孔107与后底盘103上的6个第一螺栓过孔106一一对应匹配，以实现活动端与后底盘3的连接。

本实施例通过设计及加工制造精度保证活动端与发动机轴线的安装同轴度，以及保证活动端与固定端的安装同轴度，如此便可保证发动机安装在推力架后，发动机轴线与推力传感器轴线的快速对准，保证推力参数测量的可靠性。具体而言，本实施例中根据待试发动机的前裙尺寸，将活动端的中空圆柱部内壁设计为阶梯孔，其中阶梯孔中的大孔内径为Φ136，尺寸公差为+0.3 至0.5，以保证与发动机前裙的安装同轴度；根据推力传感器法兰盘中部的定位柱尺寸，将前盘101中心位置处的定位通孔105的尺寸设计为Φ25，尺寸公差为+0.2至+0.3，以确保定位精度。

本实用新型的使用方法及快装原理：

本实用新型中的活动端相当于一个转接筒，在试验架安装调试过程中，先将本实用新型快装组合式推力架的固定端的前盘101与发动机点火试验所用的测力组件中的推力传感器法兰盘连接，然后将推力架固定端与测力组件整体安装在试验架中的承力组件上顶着试验架中的承力组件与其轴线一致；

由于本实用新型组合式推力架中的活动端是通过连接螺栓与固定端连在一起的，可以根据不同的发动机前裙分别设计制造与之相匹配的活动端，通过设计及加工精度保证活动端与发动机轴线的安装同轴度，在发动机点火试验前将发动机前裙与其相匹配的活动端提前连接在一起；

发动机安装调试时，将连接有发动机的活动端与固定端连接即可实现发动机快装，随后进行下一步工序，待发动机点火试验结束，只需拆下活动端，再安装连接有下一台发动机的活动端即可将下一台发动机快装到位，由于整个试验过程中不用再拆卸推力架固定端与推力传感器，因此相比现有的推力架而言，本实用新型安装更快捷方便、操作省时省力、试验工作效率高，能够满足多发发动机快节奏的安装要求。

如图4所示，本实用新型同时还提供了一种用于固体火箭发动机地面点火试验的试验架，该试验架与现有常规试验架的区别仅在于：将现有试验架中的专用推力架替换为本实用新型所提供的快装组合式推力架。该试验架包括推力顶架2、承力组件4、测力组件5(包括推力传感器和推力传感器法兰盘)、快装式组合推力架1、上弧座14、下弧座15、直线滑轨21和定架22以及用于连接各部件的紧固件(螺栓、垫片等)。通过该试验架能够对被试发动机18进行必要的限位和定位，使被试发动机18在整个点火试验过程中相对于试验架处于静止状态，并通过快装式组合推力架1传递被试发动机18在工作过程中产生的推力至测力组件5上，通过测力组件5进行测量。

Claims (5)

1.用于发动机地面点火试验的快装组合式推力架，所述发动机为小型固体发动机；其特征在于：包括同轴对接的固定端和活动端；

固定端包括依次连接的前盘、连接杆和后底盘；前盘用于与发动机点火试验所用的测力组件连接；后底盘用于与所述活动端可拆卸连接；

活动端包括同轴依次连接的中空圆柱部和扁平圆环部；中空圆柱部的形状、尺寸与被试发动机前裙形状、尺寸匹配，中空圆柱部的侧壁沿周向均布设有多个发动机安装孔，用于与被试发动机前裙相连接；扁平圆环部用于与所述后底盘匹配连接；所述中空圆柱部上还设有让位缺口，用于避免在安装时与测力组件的压力传感器发生干涉；

所述活动端有多个，分别用于连接不同前裙规格的被试发动机。

2.根据权利要求1所述的用于发动机地面点火试验的快装组合式推力架，其特征在于：所述前盘的端面中心设有定位通孔，用于与所述测力组件中的推力传感器法兰盘中部的定位柱配合。

3.根据权利要求2所述的用于发动机地面点火试验的快装组合式推力架，其特征在于：所述前盘和后底盘的端面上均设有与所述连接杆适配的凹槽。

4.根据权利要求1-3任一所述的用于发动机地面点火试验的快装组合式推力架，其特征在于：通过限定所述中空圆柱部内壁孔径的尺寸公差保证所述活动端与被试发动机轴线的安装同轴度；通过限定所述前盘上定位通孔的尺寸公差保证所述固定端与测力组件中推力传感器的安装同轴度。

5.用于发动机地面点火试验的试验架，包括推力架；其特征在于：所述推力架为权利要求1-4任一所述的快装组合式推力架。

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