本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種液體火箭動力系統(tǒng)試驗所用曲型重載承力結(jié)構(gòu)，由四個支腿和環(huán)狀中心組成。環(huán)狀中心和產(chǎn)品聯(lián)接，四個支腿和承力基礎(chǔ)聯(lián)接。本發(fā)明專利技術(shù)的有益效果是，承力環(huán)通過設(shè)置曲形梁結(jié)構(gòu)以滿足產(chǎn)品對接高度與支點高差的需求。采用四個直腿和環(huán)狀中心的結(jié)構(gòu)形式，線性簡潔美觀，應(yīng)力分布均勻。采用不用厚度鋼板焊接構(gòu)造箱型結(jié)構(gòu)，既能滿足數(shù)百噸的承載能力需求，又能減重。采用長螺桿結(jié)構(gòu)的高強螺栓軸向固緊，采用承力銷和銷孔的緊密配合承擔(dān)橫向載荷和消除橫向位移。在不同條件下分別采用了機床配打、磁力鉆配打、鉆模配打等多種工藝方法，實現(xiàn)了大型結(jié)構(gòu)件的高精度裝配。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)為一種液體火箭動力系統(tǒng)試驗所用曲型承力結(jié)構(gòu)，能夠滿足產(chǎn)品對接高度與支點高差的需求、滿足百噸級耦合動載需求、滿足大尺寸結(jié)構(gòu)件的高精度裝配需求。適用于重載基座的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
技術(shù)介紹
承力環(huán)是液體火箭動力系統(tǒng)試驗承力的直接載體，需要承受試驗過程中的火箭推力、風(fēng)力、沖擊等多種載荷，并把這些載荷傳遞到承力基礎(chǔ)上。隨著運載重型化、模塊化、系列化的發(fā)展，承力環(huán)承載能力及結(jié)構(gòu)柔性化要求越來越高。液體火箭動力系統(tǒng)試驗的額定推力最大達數(shù)百噸，發(fā)動機啟動、關(guān)機將產(chǎn)生沖擊動載，發(fā)動機搖擺將產(chǎn)生幾十噸橫向載荷。同時，若承力環(huán)在試驗過程中發(fā)生破壞，那么直接影響火箭研制進度，甚至造成火箭的損壞。這就對承力環(huán)的可靠性要求較高。因此，可滿足重載需求的可靠承力結(jié)構(gòu)是試驗臺必不可少的關(guān)鍵設(shè)備。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的技術(shù)解決問題:本專利技術(shù)提供了一種曲型重載承力結(jié)構(gòu)，用于火箭動力系統(tǒng)試驗的承力基座，主要解決如下問題:(I)承力環(huán)應(yīng)同時滿足現(xiàn)有承力基礎(chǔ)和產(chǎn)品對接結(jié)構(gòu)的需求，實現(xiàn)不同模塊間多直徑、多高度的快速切換需求。(2)承力環(huán)應(yīng)適應(yīng)產(chǎn)品推力的動態(tài)特性。(3)承力環(huán)應(yīng)適應(yīng)發(fā)動機推力產(chǎn)生的橫向載荷。(4)承力環(huán)應(yīng)滿足大型結(jié)構(gòu)件的高精度裝配需求。本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案:(I)本專利技術(shù)中，承力環(huán)采用曲型梁結(jié)構(gòu)，以滿足固定支點和對接面之間的高差，實現(xiàn)多直徑、多高度的快速切換。(2)本專利技術(shù)中，采用箱型結(jié)構(gòu)，既能滿足承載能力需求，又能減重。主體結(jié)構(gòu)包括環(huán)狀中心和四個支腿。環(huán)狀中心和產(chǎn)品聯(lián)接，四個支腿和承力梁聯(lián)接。環(huán)狀中心的框架結(jié)構(gòu)由面板、側(cè)板、弧立板、環(huán)立板組成，內(nèi)部均勻布置肋板。并且在內(nèi)部肋板上設(shè)置了工藝孔，同時解決了重量限制和箱型結(jié)構(gòu)焊接工藝問題。(3)在發(fā)動機額定推力的載荷基礎(chǔ)上，考慮發(fā)動機開關(guān)機時刻產(chǎn)生的沖擊動載荷，動載系數(shù)合理取值。(4)本專利技術(shù)中，在連接結(jié)構(gòu)上設(shè)置了承力銷和銷孔的緊密配合，同時滿足了橫向載荷和裝配定位的需求。(5)本專利技術(shù)解決了大型結(jié)構(gòu)件的高精度裝配問題，不同條件下采用三種方法可控制位置度傳遞精度0.03mm。工藝方法為:方法1:箭體安裝環(huán)和承力環(huán)對接孔在機床上一次配打成型。方法2:安裝環(huán)和承力環(huán)對接后，現(xiàn)場磁力鉆配打銷孔。方法3:加工鉆模板，用于傳遞銷孔及螺栓孔位置。首先將鉆模板和箭體安裝環(huán)連接孔配打，然后將鉆模板和承力環(huán)連接孔配打。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:(I)現(xiàn)有試驗臺承力基座大多承載能力僅有幾十噸，設(shè)計安全裕度較大。隨著運載火箭快速地向重型化發(fā)展，發(fā)動機推力產(chǎn)生了飛躍式發(fā)展，而決定承力基座承載力的材料及工藝卻沒有跟上發(fā)動機的發(fā)展速度，因而原設(shè)計安全裕度無法適應(yīng)重載需求。本專利技術(shù)在詳細分析發(fā)動機開關(guān)機時刻產(chǎn)生的沖擊動載荷基礎(chǔ)上，合理選取了動載系數(shù)，在滿足載荷需求前提下很大程度上降低了安全裕度。(2)現(xiàn)有試驗臺承力基座多數(shù)采用數(shù)根螺栓和產(chǎn)品連接，靠接合面摩擦力只能適應(yīng)小噸位的橫向載荷，無法滿足重載要求。本專利技術(shù)首次在大型重載結(jié)構(gòu)對接件中使用承力銷承擔(dān)橫向載荷和消除橫向位移。(3)本專利技術(shù)采用箱型結(jié)構(gòu)，不同厚度鋼板焊接而成，內(nèi)置肋板開孔，具有良好的剛度和整體性，加工工藝簡單。(4)本專利技術(shù)采用四個直腿和環(huán)狀中心的結(jié)構(gòu)形式，構(gòu)造簡單，線性簡潔美觀。(5)本專利技術(shù)結(jié)構(gòu)和機架、產(chǎn)品均采用螺栓和承力銷連接，方便拆裝，具有不同模塊間快速轉(zhuǎn)換的優(yōu)點。(6)本專利技術(shù)連接緊固件均采用高強長螺栓，非標(biāo)加工，材料選用35GrMo，長度達2.7m，拓寬了緊固件適用范圍。【附圖說明】圖1是承力環(huán)立面結(jié)構(gòu)圖；圖2是承力環(huán)平面結(jié)構(gòu)圖；圖3是承力環(huán)剖面結(jié)構(gòu)圖。I是梁環(huán)連接螺栓、2是梁環(huán)連接銷、3是承力基礎(chǔ)、4是支腿、5是環(huán)狀中心、6是箭環(huán)連接螺檢、7是箭環(huán)連接承力銷、8是箭體、9是面板、10是弧立板、11是環(huán)立板、12是側(cè)板、13是肋板。【具體實施方式】下面結(jié)合【附圖說明】和具體實施例對本專利技術(shù)作進一步描述:如圖所示，承力環(huán)通過四個支腿4上的連接螺栓I和圓銷2和承力基礎(chǔ)連接，保證了軸向固緊和橫向定位。承力環(huán)通過數(shù)根連接螺栓6和承力銷7和產(chǎn)品連接，其中采用長螺桿結(jié)構(gòu)的高強螺栓進行軸向固緊，采用承力銷和銷孔的緊密配合承擔(dān)橫向載荷和消除橫向位移。承力環(huán)最大承載能力240t，采用箱型結(jié)構(gòu)，主體結(jié)構(gòu)包括環(huán)狀中心5和四個支腿4。環(huán)狀中心的框架結(jié)構(gòu)由面板9、弧立板10、環(huán)立板11、側(cè)板12組成，內(nèi)部均勻布置肋板13。板板之間均采用雙面焊接，通過肋板上的人孔實現(xiàn)焊接通道。本專利技術(shù)未詳細描述內(nèi)容為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)。【主權(quán)項】1.一種曲型重載承力結(jié)構(gòu)，包括:梁環(huán)連接螺栓(I)、梁環(huán)連接銷(2)、四個支腿(4)、環(huán)狀中心(5)、箭環(huán)連接螺栓￠)、箭環(huán)連接承力銷(7)。其特征在于:采用四個直腿和環(huán)狀中心組成的曲型梁結(jié)構(gòu)，以滿足固定支點和對接面之間的高差，實現(xiàn)多直徑、多高度的快速切換。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的承力結(jié)構(gòu)，其特征在于:環(huán)狀中心(5)由面板(9)、弧立板(10)、環(huán)立板(11)、側(cè)板(12)組成，內(nèi)部均勻布置肋板(13)，通過雙面焊接組成箱型結(jié)構(gòu)。箱型結(jié)構(gòu)既能滿足承載能力需求，又能減重。并且在內(nèi)部肋板上設(shè)置了工藝孔，既能減重，又為箱型結(jié)構(gòu)焊接提供了工藝路徑。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的承力結(jié)構(gòu)，其特征在于:針對僅靠接合面摩擦力無法滿足大推力運載火箭橫向力承載需求的問題，首次在大型重載結(jié)構(gòu)對接件中使用承力銷和銷孔的緊密配合，以承擔(dān)橫向載荷和消除橫向位移。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的承力結(jié)構(gòu)，其特征在于:在不同條件下采用機床配打、磁力鉆配打、鉆模配打三種工藝，實現(xiàn)大尺寸結(jié)構(gòu)件的高精度裝配，位置度傳遞精度可控制在0.03mmo5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的承力結(jié)構(gòu)，其特征在于:承力環(huán)為一體式結(jié)構(gòu)，和承力基礎(chǔ)、箭體的連接形式均采用螺栓和承力銷連接，方便拆裝，具有不同模塊間快速轉(zhuǎn)換的優(yōu)點。【專利摘要】本專利技術(shù)公開了一種液體火箭動力系統(tǒng)試驗所用曲型重載承力結(jié)構(gòu)，由四個支腿和環(huán)狀中心組成。環(huán)狀中心和產(chǎn)品聯(lián)接，四個支腿和承力基礎(chǔ)聯(lián)接。本專利技術(shù)的有益效果是，承力環(huán)通過設(shè)置曲形梁結(jié)構(gòu)以滿足產(chǎn)品對接高度與支點高差的需求。采用四個直腿和環(huán)狀中心的結(jié)構(gòu)形式，線性簡潔美觀，應(yīng)力分布均勻。采用不用厚度鋼板焊接構(gòu)造箱型結(jié)構(gòu)，既能滿足數(shù)百噸的承載能力需求，又能減重。采用長螺桿結(jié)構(gòu)的高強螺栓軸向固緊，采用承力銷和銷孔的緊密配合承擔(dān)橫向載荷和消除橫向位移。在不同條件下分別采用了機床配打、磁力鉆配打、鉆模配打等多種工藝方法，實現(xiàn)了大型結(jié)構(gòu)件的高精度裝配。【IPC分類】G01M15/02【公開號】CN105021404【申請?zhí)枴緾N201510329789【專利技術(shù)人】沈冰妹, 卜玉, 劉瑞敏, 李培昌, 孔凡超, 李茂 , 向輝, 王建宇 【申請人】北京航天試驗技術(shù)研究所【公開日】2015年11月4日【申請日】2015年6月16日本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種曲型重載承力結(jié)構(gòu)，包括：梁環(huán)連接螺栓(1)、梁環(huán)連接銷(2)、四個支腿(4)、環(huán)狀中心(5)、箭環(huán)連接螺栓(6)、箭環(huán)連接承力銷(7)。其特征在于：采用四個直腿和環(huán)狀中心組成的曲型梁結(jié)構(gòu)，以滿足固定支點和對接面之間的高差，實現(xiàn)多直徑、多高度的快速切換。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：沈冰妹，卜玉，劉瑞敏，李培昌，孔凡超，李茂，向輝，王建宇，
申請(專利權(quán))人：北京航天試驗技術(shù)研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11
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