一种楔形分块卡环连接结构的制作方法

本发明涉及一种大开口固体火箭发动机的连接结构，适用于火箭发动机。

背景技术：

燃烧室壳体是固体火箭发动机重要部件，为发动机提供装药空间，承当发动机工作载荷与导弹外载荷，需要紧凑、轻质、可靠的连接方式。目前燃烧室壳体与封头连接方式主要有螺栓、螺钉、螺纹、销钉、卡环、挡圈，其中卡环连接具有消极质量小的优点，在中小型固体火箭发动机广泛应用。然而，整体式卡环连接需要在连接结构上开窗，降低了连接结构可靠度；同时整体式卡环安装空间大，增加了发动机消极质量；并且其加工精度要求高，安装需要专用工装，拆卸困难。

技术实现要素：

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种楔形分块卡环连接结构，加工精度低、安装与拆卸方便、密封效果好、连接可靠度高。同时，连接结构紧凑，可增大自由装填发动机装药量，提高发动机总冲。

本发明针对大开口燃烧室壳体与封头的连接方法，设计了一种楔形分块卡环的高可靠连接方式。该连接方式可实现燃烧室壳体与封头的可靠安全连接，保证两者之间轴向定位与环向定位功能。在燃烧室高压强与外载荷条件下，卡环应力满足材料许用强度要求，不发生过大变形，挤压应力与剪切应力在许用应力范围之内，保证卡环不发生脱落与破坏。

本发明提供的楔形分块卡环连接结构，包括燃烧室壳体、开槽沉头螺钉、固定块、卡块、密封圈、封头，先将密封圈放入封头的密封槽内，封头装入燃烧室壳体，用卡块连接(燃烧室壳体在圆周方向有一个卡槽用于安装卡块)，由燃烧室壳体的凸台轴向限位；卡块由固定块固定，在燃烧室壳体侧壁的环形卡槽拧入开槽沉头螺钉紧固。

进一步，卡块材料为超高强度钢，由6片阴楔形卡块与6片阳楔形卡块组成，实现燃烧室壳体与封头连接；6片阴楔形卡块与6片阳楔形卡块由12块固定块固定，阴楔形卡块或阳楔形卡块由阴楔形卡块槽或阳楔形卡块槽，与固定块配合对准，保证阴楔形卡块或阳楔形卡块进行环向限位。在卡块与固定块之间预留了轴向间隙，有利于卡块变形，防止固定块受到卡块挤压。

本发明优点：

(1)结构紧凑，增加了发动机装药量，提高了发动机质量比，增加了发动机总冲。

(2)安装与拆卸方便，工艺性高。

(3)变形小，承压能力高，适用于高压强发动机连接。

附图说明

图1为本发明燃烧室壳体与封头连接剖面示意图；

图2为本发明阴楔形卡块右视图与阳楔形卡块右视图；

图中，1-燃烧室壳体、2-开槽沉头螺钉、3-固定块、4-卡块、5-密封圈、6-封头、7-凸台、8-阴楔形卡块槽、9-阳楔形卡块槽、10-阴楔形卡块、11-阳楔形卡块。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明做进一步的解释说明。

本发明可以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。

图1详细描述了大开口燃烧室壳体与封头连接结构，采用径向密封结构。本实施例主要包括燃烧室壳体1、开槽沉头螺钉2、固定块3、卡块4、密封圈5、封头6。根据固体火箭发动机自由装填的装药结构形式，采用了楔形分块卡块连接方式。先将密封圈5放入封头6的密封槽内，封头6装入带燃烧室壳体1，由燃烧室壳体1的凸台7轴向限位。燃烧室壳体1与封头6采用卡块4连接。所述卡块4由6片阴楔形卡块10(见图2)与6片阳楔形卡块11(见图2)组成，材料为超高强度钢。在燃烧室壳体1侧壁有一个环形卡槽，先将一片阳楔形卡块11放入燃烧室壳体1环形卡槽，用固定块3(见图2)固定阳楔形卡块11，对准阳楔形卡块槽9，防止阳楔形卡块11转动，并拧入开槽沉头螺钉2，将燃烧室壳体1与固定块3连接。接着将一片阴楔形卡块10放入燃烧室壳体1环形卡槽，用固定块3固定阴楔形卡块10，对准阴楔形卡块槽8，拧紧开槽沉头螺钉2。阳楔形卡块11与阴楔形卡块10，依次放入燃烧室壳体1环形卡槽，直至完成燃烧室壳体1与封头6安装。

燃烧室壳体1与封头6的拆卸过程，先拧下任意一片阴楔形卡块10对应的开槽沉头螺钉2，取下固定块3，取出阴楔形卡块10；同理，再取出一片阳楔形卡块11。依次取出阴楔形卡块10与阳楔形卡块11，直至完成拆卸。

本发明在进行使用过程中，采用o型密封圈5密封；台阶7保证燃烧室壳体1与封头3轴向定位；阴楔形卡块槽8或阳楔形卡块槽9保证卡块4与固定块3环向定位；在固定块3与卡块4之间预留了轴向间隙，防止固定块3受到卡块4挤压变形破坏。

本发明给出了一种楔形分块卡环连接结构，安装与拆卸方便，结构紧凑，密封效果好，承载能力高，保证了燃烧室壳体1与封头6连接可靠与工作安全。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种楔形分块卡环连接结构，包括燃烧室壳体、封头、阴楔形卡块、阳楔形卡块、固定块、开槽沉头螺钉。采用分片阴楔形卡块与阳楔形卡块实现燃烧室壳体与封头连接，阴楔形卡块与阳楔形卡块由固定块固定，固定块由开槽沉头螺钉紧固，从而实现燃烧室壳体与封头可靠连接。本发明能够应用于大开口火箭发动机燃烧室连接，增加发动机装药量，提高发动机总冲。

技术研发人员：龚建良;王春光;李宏岩;巩伦昆;张晓军;邓哲;许桂阳
受保护的技术使用者：西安近代化学研究所
技术研发日：2019.03.06
技术公布日：2019.05.31