一种应用于姿控发动机力学环境试验的专用夹具的制作方法

本实用新型涉及力学环境试验技术领域，特别是涉及一种应用于姿控发动机力学环境试验的专用夹具。

背景技术：

力学环境试验通过模拟振动、冲击、碰撞、恒加速度等力学环境或重现上述力学环境的影响，考核力学环境对产品的作用和影响，以评价产品的环境适应性和结构完好性，确保产品的质量和可靠性。

对于姿控发动机，其主要用于运载火箭末级、导弹弹头和各类航天器的姿态控制，是航天飞机轨道器入轨、再入、降落以及发射卫星等不可缺少的动力装置。姿控发动机通常由一套增压系统、贮箱、推进剂供应系统和几组不同推力的推力室组成。对姿控发动机进行力学环境试验，目的是考核其对力学环境的适应性。

目前，姿控发动机在力学环境试验时，要求其立式(轴线垂直于安装面) 安装于振动台上，因此实现X(轴向)、Y(径向)、Z(径向)三个方向的力学环境试验。这时候，就需要将姿控发动机分别安装在振动台的滑台台面上和垂台台面上进行激励。

因此，目前迫切需要开发出一种技术，其可以安全、可靠地将姿控发动机与振动台进行连接，使得振动台的振动能量传递到姿控发动机上，对姿控发动机进行X(轴向)、Y(径向)、Z(径向)三个方向的力学环境试验，实现振动、冲击环境的再现。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种应用于姿控发动机力学环境试验的专用夹具，其可以安全、可靠地将姿控发动机与振动台进行连接，使得振动台的振动能量传递到姿控发动机上，对姿控发动机进行X(轴向)、Y (径向)、Z(径向)三个方向的力学环境试验，实现振动、冲击环境的再现，有利于广泛地应用，具有重大的生产实践意义。

为此，本实用新型提供了一种应用于姿控发动机力学环境试验的专用夹具，包括夹具主体，所述夹具主体上安装固定有需要试验的姿控发动机；

所述夹具主体用于将姿控发动机与振动台台体的振动输出端进行垂台方向或滑台方向的连接。

其中，所述夹具主体为中空的圆台，所述夹具主体的顶部和底部分别固定设置有圆环形的顶板和圆环形的底板；

所述夹具主体、顶板和底板一起形成有发动机容纳槽，所述发动机容纳槽的形状、大小与所述姿控发动机下部的形状、大小相对应匹配；

所述顶板上呈“十字”对称设置有四个向内突出的凸台；

每个凸台上贯穿设置有产品对接孔，用于连接姿控发动机；

所述底板沿圆周方向贯穿设置有多个振动台对接孔；

所述振动台对接孔用于与振动台台体的振动输出端进行垂台方向或滑台方向的连接。

其中，所述夹具主体在每个产品对接孔的正下方设置有安装预留孔。

其中，每个安装预留孔的两侧分别设置有立筋，用于支撑顶板上的凸台。

其中，所述夹具主体上对称设置有两个线缆孔。

其中，所述顶板和底板之间的夹具主体内侧壁上，间隔设置多个梯形的斜筋。

其中，所述夹具主体、所述顶板和底板在铸造时一体成型。

其中，当需要对姿控发动机进行径向的力学环境试验时，所述夹具主体底部的底板通过振动台对接孔与一个振动台滑台顶部的滑板固定连接；

所述振动台滑台通过驱动杆与一个水平放置的振动台台体的振动输出端相连接。

其中，当需要对姿控发动机进行轴向的力学环境试验时，所述夹具主体底部的底板通过振动台对接孔与一个垂直放置的振动台台体顶部的振动输出端固定连接。

由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种应用于姿控发动机力学环境试验的专用夹具，其可以安全、可靠地将姿控发动机与振动台进行连接，使得振动台的振动能量传递到姿控发动机上，对姿控发动机进行X(轴向)、Y(径向)、Z(径向)三个方向的力学环境试验，实现振动、冲击环境的再现，有利于广泛地应用，具有重大的生产实践意义。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种应用于姿控发动机力学环境试验的专用夹具的立体结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种应用于姿控发动机力学环境试验的专用夹具与水平放置的振动台滑台连接后，再固定住姿控发动机进行径向力学环境试验的示意图；

图3为本实用新型提供的一种应用于姿控发动机力学环境试验的专用夹具与垂直放置的振动台台体连接后，再固定住姿控发动机进行轴向力学环境试验的示意图；

图中，1.夹具主体，2.姿控发动机，3.振动台台体，4.振动台滑台， 5.驱动杆；

11.产品对接孔，12.安装预留孔，13.立筋，14.振动台对接孔，15.线缆孔，16.斜筋；

101.凸台，10.顶板，20.底板，30.发动机容纳槽；

41.滑台主体，42.滑板。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

参见图1至图3，本实用新型提供了一种应用于姿控发动机力学环境试验的专用夹具，包括夹具主体1，所述夹具主体1上安装固定有需要试验的姿控发动机2；

所述夹具主体1用于将姿控发动机2与振动台台体3的振动输出端进行垂台方向或滑台方向的连接。

在本实用新型中，具体实现上，所述夹具主体1为中空的圆台，所述夹具主体1的顶部和底部分别固定设置有圆环形的顶板10和圆环形的底板20；

所述夹具主体1、顶板10和底板20一起形成有发动机容纳槽30，所述发动机容纳槽30的形状、大小与所述姿控发动机2下部的形状、大小相对应匹配；

所述顶板10上呈“十字”对称设置有四个向内突出的凸台101；

每个凸台101上贯穿设置有产品对接孔11，用于连接姿控发动机2(具体为：螺栓连接姿控发动机2底部的对应连接孔)；

所述底板20沿圆周方向贯穿设置有多个振动台对接孔14；

所述振动台对接孔14用于与振动台台体3的振动输出端进行垂台方向或滑台方向的连接。

具体实现上，所述夹具主体1在每个产品对接孔11的正下方设置有安装预留孔12，用于为安装姿控发动机2与夹具主体1之间的连接螺栓所使用的工具，预留足够的操作空间。

具体实现上，每个安装预留孔12的两侧分别设置有立筋13，用于支撑顶板10上向内突出的凸台101。

具体实现上，所述夹具主体1上对称设置有两个线缆孔15，用于测试线缆的通过。

具体实现上，所述顶板10和底板20之间的夹具主体1内侧壁上，间隔设置多个梯形的斜筋16，用于提高夹具主体1的刚度。

具体实现上，所述夹具主体1、所述顶板10和底板20在铸造时一体成型。

因此，基于以上结构设计，本实用新型提供的夹具，可以在力学环境试验状态中，将振动台的机械能量传递给姿控发动机，使其感受到预期的振动或冲击。

对于本实用新型，当需要对姿控发动机进行径向的力学环境试验时，参见图2所示，具体结构为：所述夹具主体1底部的底板20通过振动台对接孔14与一个振动台滑台4顶部的滑板42固定连接。

所述振动台滑台4通过驱动杆5与一个水平放置的振动台台体3的振动输出端相连接。

所述夹具主体1上安装固定有所述姿控发动机2。

具体实现上，所述振动台滑台4包括滑台主体41和滑板42，所述滑板42可左右水平滑动地设置在所述滑台主体41顶面(例如滑板42的底部通过水平横向分布的静压轴承与所述滑台主体41的顶部相连接)，所述夹具主体1设置在所述滑板42的顶面。

对于本实用新型，当需要对姿控发动机进行轴向的力学环境试验时，参见图3所示，具体结构为：所述夹具主体1底部的底板20通过振动台对接孔14与一个垂直放置的振动台台体3顶部的振动输出端(具体为振动台的动圈)固定连接，所述夹具主体1上安装固定有所述姿控发动机2。

为了更加清楚地理解本实用新型的技术方案，下面就本实用新型对姿控发动机进行径向和轴向力学环境试验的连接过程进行说明。

一、姿控发动机径向力学环境试验状态：

首先，将两个吊环分别安装在夹具主体1顶板上相对的两个产品对接孔11上，将吊绳两端连接在这两个吊环上，将夹具主体1吊至振动台滑台4上，通过螺栓连接夹具主体1的振动台对接孔14与振动台滑台4台面相对应孔位；

然后，将姿控发动机2吊至夹具主体1的上方，将姿控发动机2旋转至相应的试验方向(Y向或Z向)，通过专用螺栓连接夹具主体1的产品对接孔11与姿控发动机2底部的相对应孔位。

二、姿控发动机轴向力学环境试验状态：

首先，拆卸夹具主体1的顶板的产品对接孔11与姿控发动机2底部的相对应孔位的连接螺栓，将姿控发动机2吊至产品放置架上；

然后，拆卸夹具主体1的底板的振动台对接孔14与振动台滑台4台面相对应孔位的连接螺栓；

然后，再将两个吊环分别安装在夹具主体1顶板上相对的两个产品对接孔11上，将吊绳两端连接在这两个吊环上，将夹具主体1吊至振动台的垂台上方，通过螺栓连接夹具主体1的振动台对接孔14与振动台台体3 顶部的动圈相对应孔位；

最后，将姿控发动机2吊至夹具主体1的上方，通过专用螺栓连接夹具主体1的产品对接孔11与姿控发动机2底部相对应孔位。

因此，对本实用新型，其作为姿控发动机的专用夹具，可广泛地运用在力学环境试验领域，并可根据各种舱段类试验件的安装要求进行定制。

具体实现上，所述振动台台体3可以为现有的任意一种能够满足试验推力的、可水平状态或者垂直状态调整的试验台。例如，所述振动台台体3可以为北京航天希尔测试技术有限公司生产的型号为H3580A的电动式振动台。

需要说明的是，本实用新型通过设计一种应用于姿控发动机力学环境试验的专用夹具，满足了姿控发动机在三个轴向的力学环境试验中的安装连接要求。同时，根据产品的对接尺寸和夹具安装要求，设计夹具结构紧凑，做到刚度大、动态特性好；夹具顶板的连接孔和侧面的方孔、圆孔，都可实现夹具自身的吊装。该实用新型可应用于舱段类结构的力学环境试验中，具有较好的通用性和实用性。

综上所述，与现有技术相比较，本实用新型提供的一种应用于姿控发动机力学环境试验的专用夹具，其可以安全、可靠地将姿控发动机与振动台进行连接，使得振动台的振动能量传递到姿控发动机上，对姿控发动机进行X (轴向)、Y(径向)、Z(径向)三个方向的力学环境试验，实现振动、冲击环境的再现，有利于广泛地应用，具有重大的生产实践意义。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。