一种用于液氧煤油火箭发动机起动箱装配的装置的制作方法

本发明应用于液氧煤油火箭发动机起动箱的装配过程，是一种可实现对液氧煤油火箭发动机起动箱进行可靠装配的装置，可显著提高液氧煤油火箭发动机起动箱的装配效率和装配质量。

背景技术：

1、起动箱是液氧煤油火箭发动机开机起动的关键组件，其装配质量直接影响着火箭飞行的成败，反映其装配质量的重要指标是装配后是否发生泄漏。液氧煤油火箭发动机起动箱主要由壳体、胶囊、压环组成，如图1所示，胶囊安装在壳体内，压环、胶囊、壳体之间为过盈配合，压环在压紧过程中使胶囊发生挤压变形，起到密封效果，将起动箱分为两个腔体。

2、起动箱装配完成后是否发生泄漏取决于两个方面的因素，一方面是压紧过程中压环端面与壳体密封部位的平行度，平行度越好起动箱压紧质量越好，平行度较差时会导致压环一边压紧到位后，而另一边却未压紧到位，未压紧到位的一边泄露的风险较大；另一方面是压紧力，随着液氧煤油发动机推力的增加，其起动箱的尺寸也在不断增加，当起动箱尺寸增加时装配过程中所需的压紧力随之增大，单纯靠人工操作或者螺杆顶紧已经远远不够，当压紧力不足时会导致压环无法压紧到位，极大地增加了泄露的风险。为了满足上述两个方面的要求，需专门设计一套用于液氧煤油发动机起动箱装配的装置，保证起动箱的装配质量。

3、另外，随着液氧煤油发动机型号的增多，起动箱的种类随之增加，尺寸随着液氧煤油发动机推力的增加而由小到大依次增加，若针对每一种起动箱均设计一套装配装置将大大增加生产成本，占用厂房空间。为了解决上述问题，需专门设计一套兼顾各种型号及尺寸的起动箱的装配装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种结构简单、操作方便、装配可靠性高、适应性强的液氧煤油火箭发动机起动箱装配装置，保证起动箱的装配效率和装配质量。

2、本发明的技术解决方案如下：一种用于液氧煤油火箭发动机起动箱装配的装置，所述的起动箱为圆柱形密封结构，包括壳体、胶囊、压环，胶囊安装在壳体内，通过压环将胶囊压紧，所述装置包括装配底座、导向立柱、支座、上环板、压板、压紧螺栓、导向板、液压系统；

3、导向立柱固定在底座上，导向板通过边缘导向孔安装在导向立柱上，支座安装在导向板上表面，导向板能够沿导向立柱上下移动，从而带动支座上下移动；上环板固定在导向立柱上，压板通过螺栓与上环板连接，通过安装在压板上的多个压紧螺栓调整起动箱压环上端面水平；待装配起动箱放置在支座上，通过控制系统推动导向板、支座及起动箱壳体向上运动，起动箱壳体内的压环在压紧螺栓的作用下，与壳体产生相对运动，进而将起动箱胶囊压紧。

4、优选的，所述的导向立柱为阶梯轴，由下而上直径依次减小，依次记为第一段圆柱、第二段圆柱和第三段圆柱，其中第一段圆柱对导向板起支撑作用，导向板上的导向孔与所述第二段圆柱直径相同，第三段圆柱上端与上环板通过螺母连接，第一段圆柱的底面与装配底座通过法兰连接。

5、优选的，导向孔轴线与导向板底面的垂直度不大于0.02mm。

6、优选的，所述的导向板一面有不同直径及深度的圆形凹槽，用于不同直径及大小的支座在导向板上的固定；通过调整支座的直径，适应不同尺寸的起动箱的装配。

7、优选的，所述的支座为圆柱形结构，通过螺栓固定在导向板上，支座上设置有减重孔，在减轻重量的同时避免与起动箱相应结构发生干涉，起动箱放置在支座上，对起动箱起到支撑作用，可根据起动箱的大小采用不同直径的支座，适应不同大小起动箱的装配；

8、优选的，所述的上环板固定在导向立柱上，要求上环板上表面与导向板上表面的平行度不大于0.1mm，保证起动箱垂直下压，同时要求上环板下表面与导向板上表面之间的距离比起动箱最大高度高出30～50mm，避免压紧过程中上环板与起动箱壳体干涉；

9、优选的，所述的压板为圆环形结构，圆环内壁向内周向均布支撑臂，所述支撑臂上设置螺栓孔用于安装压紧螺栓，均布的螺栓孔圆周直径与起动箱压环直径相对应，通过改变均布螺栓孔圆周直径适应不同尺寸的起动箱压环，要求压板上下表面平行度不大于0.1mm。

10、优选的，所述的液压系统由控制系统、液压泵、液压缸组成，控制系统控制液压泵工作驱动液压缸做伸缩运动，液压缸布置于导向板下方，其伸长时带动导向板沿导向立柱向上运动，缩短时带动导向板沿导向立柱向下运动。

11、优选的，所述的液压缸缸径不大于80mm，杆径不大于45mm，升降速度可控。

12、一种利用权利要求1所述装置实现液氧煤油发动机起动箱装配的方法，包括：

13、将胶囊放入起动箱壳体上相应安装位置上，压环放在胶囊内侧，此时压环并未下压，而是处于活动状态，最后将以上三部分构成的起动箱组合体放置在支座上；

14、将待装配的起动箱组合体连同支座放置在导向板相应凹槽内；

15、将压板与上环板通过螺栓连接固定；

16、在压板上对应螺栓孔处安装压紧螺栓，使压紧螺栓下端与压环端面接触；

17、调整压紧螺栓的伸出长度，调整压环端面的平行度，通过游标卡尺测量压环端面沿圆周方向任意三点与壳体端面的距离尺寸，保证调整压环端面与起动箱壳体密封部位的平行度；

18、控制系统开始工作，推动导向板向上运动，起动箱壳体在导向板及支座的支撑作用下向上运动，由于压紧螺栓的约束，起动箱压环相对于壳体作相对运动，将压环压入起动箱壳体内。

19、优选的，压紧过程中需不断测量起动箱压环端面与壳体端面的距离尺寸，待距离尺寸达到理论尺寸时，证明压环压紧到位，此时起动箱装配工作结束。

20、本发明具有以下有益效果及优点：

21、利用3个可伸长缩短的压紧螺栓，在压紧前可通过调整压紧螺栓的伸出长度调整压环上端面与密封部位平行，具有更高的灵活性，保证均匀下压；通过采用不同尺寸的支座以及改变压紧螺栓沿圆周方向的均布直径可适用于不同尺寸大小的起动箱的装配；采用液压驱动的方式解决了装配过程中压紧力不足的问题；通过以上方法大大提高了液氧煤油发动机起动箱的装配效率和装配质量。

22、本发明具有结构简单、操作方便、装配可靠性高、适应性强等优点，可用于液氧煤油火箭发动机起动箱的可靠装配。

技术特征：

1.一种用于液氧煤油火箭发动机起动箱装配的装置，所述的起动箱为圆柱形密封结构，包括壳体、胶囊、压环，胶囊安装在壳体内，通过压环将胶囊压紧，其特征在于：包括装配底座、导向立柱、支座、上环板、压板、压紧螺栓、导向板、液压系统；

2.根据权利要求1所述的用于液氧煤油火箭发动机起动箱装配的装置，其特征在于：所述的导向立柱为阶梯轴，由下而上直径依次减小，依次记为第一段圆柱、第二段圆柱和第三段圆柱，其中第一段圆柱对导向板起支撑作用，导向板上的导向孔与所述第二段圆柱直径相同，第三段圆柱上端与上环板通过螺母连接，第一段圆柱的底面与装配底座通过法兰连接。

3.根据权利要求1所述的用于液氧煤油火箭发动机起动箱装配的装置，其特征在于：导向孔轴线与导向板底面的垂直度不大于0.02mm。

4.根据权利要求1所述的用于液氧煤油火箭发动机起动箱装配的装置，其特征在于：所述的导向板一面有不同直径及深度的圆形凹槽，用于不同直径及大小的支座在导向板上的固定；通过调整支座的直径，适应不同尺寸的起动箱的装配。

5.根据权利要求1所述的用于液氧煤油火箭发动机起动箱装配的装置，其特征在于：所述的支座为圆柱形结构，通过螺栓固定在导向板上，支座上设置有减重孔，在减轻重量的同时避免与起动箱相应结构发生干涉，起动箱放置在支座上，对起动箱起到支撑作用，可根据起动箱的大小采用不同直径的支座，适应不同大小起动箱的装配。

6.根据权利要求1所述的用于液氧煤油火箭发动机起动箱装配的装置，其特征在于：所述的上环板固定在导向立柱上，要求上环板上表面与导向板上表面的平行度不大于0.1mm，保证起动箱垂直下压，同时要求上环板下表面与导向板上表面之间的距离比起动箱最大高度高出30～50mm，避免压紧过程中上环板与起动箱壳体干涉。

7.根据权利要求1所述的用于液氧煤油火箭发动机起动箱装配的装置，其特征在于：所述的压板为圆环形结构，圆环内壁向内周向均布支撑臂，所述支撑臂上设置螺栓孔用于安装压紧螺栓，均布的螺栓孔圆周直径与起动箱压环直径相对应，通过改变均布螺栓孔圆周直径适应不同尺寸的起动箱压环，要求压板上下表面平行度不大于0.1mm。

8.根据权利要求1所述的用于液氧煤油火箭发动机起动箱装配的装置，其特征在于：所述的液压系统由控制系统、液压泵、液压缸组成，控制系统控制液压泵工作驱动液压缸做伸缩运动，液压缸布置于导向板下方，其伸长时带动导向板沿导向立柱向上运动，缩短时带动导向板沿导向立柱向下运动。

9.根据权利要求1所述的用于液氧煤油火箭发动机起动箱装配的装置，其特征在于：所述的液压缸缸径不大于80mm，杆径不大于45mm，升降速度可控。

10.一种利用权利要求1所述装置实现液氧煤油发动机起动箱装配的方法，其特征在于包括：

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：压紧过程中需不断测量起动箱压环端面与壳体端面的距离尺寸，待距离尺寸达到理论尺寸时，证明压环压紧到位，此时起动箱装配工作结束。

技术总结
一种用于液氧煤油火箭发动机起动箱装配的装置，由装配底座、导向立柱、支座、上环板、压板、压紧螺栓、导向板、液压系统组成。导向立柱固定在底座上，导向板通过3个导向孔安装在立柱上，支座通过螺栓与导向板连接，导向板可沿立柱上下移动，带动支座上下移动。上环板与压板通过螺栓固定在立柱上，可通过三个压紧螺栓调整起动箱压环上端面水平，保证压环沿周向均匀下压。装配时，将起动箱放置在支座上，通过控制系统控制液压泵使液压缸伸长，带动起动箱壳体向上运动，起动箱压环在压紧螺栓的作用下，与壳体产生相对运动，进而将起动箱胶囊压紧。本发明可通过调整支座的直径及压紧螺栓的圆周均布直径，适应不同尺寸的起动箱的装配。本发明具有结构简单、操作方便、装配可靠性高、适应性强等优点，可用于液氧煤油火箭发动机起动箱的可靠装配。

技术研发人员：华硕果,周长军,范玉超,黄忠,宋海东,魏铭,张维
受保护的技术使用者：西安航天发动机有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12