火箭发动机柔性限位装置的制作方法

本发明涉及一种限位装置，尤其涉及一种火箭发动机柔性限位装置，适用于火箭发动机热试试验。

背景技术：

试验是人们通过客观现实认识和了解新事物的一种有效途径。火箭发动机每个型号从研制到定型都需要经历较长的研制周期，同时也需要进行多轮热试试验论证，火箭发动机热试初期不可避免出现燃烧不稳定现象，造成发动机喷管出现不规律摆动现象，严重会造成试验发动机转接工装变形或推力传感器损坏，因此，火箭发动机热试试验时，对喷管喉部进行有效的限位处理是本领域一直渴望解决的技术难题。

技术实现要素：

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提供一种火箭发动机柔性限位装置，解决了现有技术中火箭发动机热试试验时喷管喉部限位困难的问题。

本发明采用的技术方案是：

火箭发动机柔性限位装置，包括下滑道、上滑道、顶杆、立支撑杆、支架底板、支架、耳帽、下定位环、减震石棉垫及上定位环，上滑道滑动设置在下滑道上，顶杆的底端与上滑道固定连接，顶杆的上端连接立支撑杆，立支撑杆的顶端连接支架，立支撑杆和支架之间设置支架底板，支架的顶端通过耳帽与下定位环连接，下定位环的上方连接上定位环，下定位环与上定位环的内表面设置减震石棉垫。

本发明的创新点是：

1，上、下滑道设计成滑轨结构，上滑道通过燕尾槽可以在下滑道的滑轨前后自由滑动，当上滑道滑到合适位置通过设置的锁紧螺栓锁住上滑道。

2，旋转支架可以自由调节支架的上下伸缩高度，当支架调整到合适高度时，拧紧锁紧螺帽将立支撑杆限定在合适高度。

3，该装置限制发动机喷管摆动，但不影响测量发动机的轴向推力，通过上下调节支架的伸缩高度和前后调节限位器滑动距离的方式，设计的柔性限位器可适用多种型号火箭发动机热试试验的喷管喉部限位。

4，定位环可以调整旋转角度，适用水平和倾斜一定角度放置发动机喷管喉部的柔性限位。

5，柔性限位器连接使用的螺栓、螺帽及垫片均为标准件，方便采购。

附图说明

图1为火箭发动机柔性限位装置总体结构示意图；

图2为下滑道结构示意图；

图3为上滑道结构示意图；

图4为顶杆结构示意图；

图5为立支撑杆结构示意图；

图6为支架底板结构示意图；

图7a、7b为支架结构示意图；

图8为耳帽结构示意图；

图9为下定位环示意图；

图10为减震石棉垫示意图；

图11为上定位环结构示意图。

图中，1、下滑道，2、上滑道，3、顶杆，4、立支撑杆，5、支架底板，6、支架，7、耳帽，8、下定位环，9、减振石棉垫，10、下定位环，11地脚膨胀螺栓通孔，12、滑轨，21、燕尾槽，22、锁紧螺栓孔，23、定位孔，31、顶杆下固定端，32、扳手窝，33、伸缩调节螺纹，41、螺栓调节杆，42、锁紧螺纹孔，51、定位通孔，52、连接通孔，61、沉头孔，62、连接螺纹孔，63、中心通孔，64、u型托架，65、拉紧螺纹孔，71、连接孔，72、牙口，81、支耳，82、下卡环，83、螺纹孔，91、外型面，92、内型面，101、通孔，102、上卡环。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行具体说明。

实施例：

本实施例提供一种火箭发动机柔性限位装置。

如图1~图11所示，火箭发动机柔性限位装置，包括下滑道1、上滑道2、顶杆3、立支撑杆4、支架底板5、支架6、耳帽7、下定位环8、减震石棉垫9及上定位环10，上滑道2滑动设置在下滑道1上，顶杆3的底端与上滑道2固定连接，顶杆3的上端连接立支撑杆4，立支撑杆4的顶端连接支架6，立支撑杆4和支架6之间设置支架底板5，支架6的顶端通过耳帽7与下定位环8连接，下定位环8的上方连接上定位环10，下定位环8与上定位环10的内表面设置减震石棉垫9。

所述下滑道1上设置地脚膨胀螺栓通孔11和滑轨12；所述上滑道2上设置燕尾槽21，燕尾槽21可以在下滑道滑轨上前后自由滑动，上滑道2设置四个锁紧螺栓孔22，锁紧螺栓穿过锁紧螺栓孔将滑动到合适位置的上滑道锁紧固定在下滑道的滑轨上，上滑道上端面设置定位孔23，定位孔23与顶杆下固定端定位装配使用。

所述的顶杆3下固定端31与上滑道上端面的定位孔装配到位，两者通过焊接固定在一起，同时在顶杆上端设置扳手窝32，顶杆的内部设计成空腔，空腔内壁设置一定长度的伸缩调节螺纹33，便于立支撑杆上下调整伸缩高度。

所述的立支撑杆4外壁设计成螺栓调节杆41，其与顶杆伸缩调节螺纹配合接触调整其自身的上下伸缩高度，立支撑杆伸缩到合适高度通过标准锁紧螺帽锁紧，立支撑杆上端墩头端面中心设置锁紧螺纹孔42。

所述的支架底板5中心设置定位通孔51，立支撑杆从下端穿过支架底板的定位通孔51，但墩头不穿过，同时在支架底板四角设置连接通孔52，标准螺栓通过四角连接通孔52将支架底板和支架连接在一起。

所述的支架6下端面设置沉头孔61和连接螺纹孔62，支架的内端面与沉头孔61相对应设有中心通孔63，中心通孔63的直径小于沉头孔61，立支撑杆的墩头嵌入支架沉头孔内，螺栓穿过支架中心通孔63与嵌入沉头孔内立支撑杆的墩头上端面锁紧螺纹孔接触配合，将支架与立支撑杆固定连接在一起；支架上端设置u型托架64，用于支撑托起下定位环两端的支耳，同时托架上端面设置拉紧螺纹孔65。

所述的耳帽7两端的支耳上设置连接孔71，耳帽中间设置牙口72，螺栓穿过耳帽支耳上的连接孔与支架的托架上端面设置的拉紧螺纹孔接触配合，耳帽设置的牙口卡住下定位环的滚花支耳，使其不能旋转。

所述的下定位环8上设置滚花支耳81、下卡环82及螺纹孔83，下定位环的支耳进行滚花处理，增大了支耳与支架u型托架和耳帽牙口之间的接触摩擦力；下卡环内表面粘贴减震石棉垫，用于固定限位发动机的喷管喉部；螺纹孔83用于穿螺栓将上定位环、发动机及下定位环三者固定连接起来。

所述的上定位环10设置通孔101和上卡环102，螺栓穿过通孔101将上定位环与下定位环连接起来；上卡环内型面粘贴减震石棉垫，对试验发动机喷管喉部上型面进行减震、限位和固定。

所述的减震石棉垫9分为上下两半，减震石棉垫外型面91与上、下卡环内型面粘贴在一起，减震石棉垫内型面92与发动机喉部外表面接触，且减震石棉垫轴向边缘分别超出上、下定位环轴向边缘5~10mm，起到减振、限位和固定作用。

实际使用中，首先将试验火箭发动机通过连接工装、推力传感器与试车架安装固定起来。

如图1所示，下滑道通过膨胀螺栓固定在基础地面或与试车架基础焊接固定在一起，根据试验发动机喷管喉部放置位置与高度，旋转支架可以自由调节支架的上下伸缩高度，当支架调整到试验发动机喷管喉部中心高度时，拧紧锁紧螺母将立支撑杆限定在设定高度，当支架张口朝向不满足试验要求时，松开支架与立支撑杆之间的拉紧螺栓，将支架张口调整到合适方向后再拧紧拉紧螺栓，再调节上滑道在下滑道滑轨上的滑动距离，上滑道滑到试验发动机喷管喉部放置位置时通过锁紧螺栓将上滑道锁紧固定在下滑道滑轨上，根据试验发动机放置角度（水平或倾斜一定角度）调节下定位环旋转角度，确保下定位环轴线与试验发动机轴线平行，拧动螺栓拉紧耳帽卡住滚花支耳使其不能旋转，通过螺栓将上定位环、试验发动机喷管喉部和下定位环三者固定连接在一起，做好火箭发动机热试车前发动机喷管喉部的柔性限位准备。

为了使用方便，在顶杆上端设置扳手豁口，用于拧紧锁紧螺母固定立支撑杆伸缩高度时使用。

考虑到柔性限位器基础的强度、耐锈蚀性能、耐腐蚀性能及经济成本等因素，柔性限位器的基础部件下滑道、上滑道、顶杆、立支撑杆、支架底板、支架、耳帽、下定位环及上定位环均采用普通不锈钢（如：0cr18ni9）材料。

柔性限位器连接使用的螺栓、螺帽及垫片均为标准件，方便采购。

所述的减震石棉垫材料选取耐热性能更好的温石棉（标准：gb/t8070-2008）。