一种用于附加磁场等离子体发动机同轴安装的紧固装置的制作方法

本发明涉及一种用于附加磁场等离子体发动机同轴安装的紧固装置，属于附加磁场等离子体发动机技术领域。

背景技术：

发动机作为航空航天领域不可或缺的动力装置，广泛应用于导弹、卫星上。航空航天领域的发动机主要分为吸气式发动机和非吸气式发动机。吸气式发动机是通过吸入空气混合发动机自身携带的推进剂进行燃烧产生工质，经加速喷出产生推力，主要包括涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机和冲压发动机等；非吸气式发动机不需要吸入空气，通过自身携带的推进剂进行燃烧或电离产生工质，经加速后喷出产生推力，主要包括固体火箭发动机、等离子体发动机等。

发动机的研发过程需要大量的点火试验，试验过程中需要对发动机进行安装紧固。发动机壳体多为圆柱状，目前的发动机试验安装方案大多是通过法兰结构，用螺栓将发动机安装固定在试验台上。当前的安装紧固方案可以满足定位精度要求不高的固体火箭发动机等，但不能满足定位精度要求高的发动机(如附加磁场等离子体发动机)的安装要求。

附加磁场等离子体发动机需要配合磁场产生装置，试验时要求发动机和磁场产生装置之间同轴度高，且能够方便的进行轴向相对移动，因此需要设计更合理的安装紧固方式。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于附加磁场等离子体发动机同轴安装的紧固装置，采用该紧固装置对附加磁场等离子体发动机进行安装，不仅能够可靠紧固发动机满足试验使用要求，而且还能方便发动机拆卸，提高试验效率。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于附加磁场等离子体发动机同轴安装的紧固装置，所述紧固装置包括紧固螺钉、锁紧柱和垫片；所涉及的外围设备包括圆柱状的发动机和空心圆柱状的磁线圈。

紧固螺钉的前端加工为锥面，锥面的锥角优选30o～45o。

锁紧柱的下端面与其侧面之间加工有贯穿孔，且贯穿孔的中心轴线与下端面的夹角与紧固螺钉的锥角角度一致，锁紧柱的材料优选铜。

垫片的尺寸(边长或外径)小于发动机上径向沉孔的内径，垫片的材料优选石墨，更优选柔性石墨。

发动机的一个端面上沿周向均布两个以上轴向沉孔，其外圆周面上沿周向均布两个以上径向沉孔，且一个轴向沉孔与一个径向沉孔交汇贯穿。

装配发动机时：发动机上的每个轴向沉孔中旋入一个紧固螺钉，发动机上的每个径向沉孔中装入一个锁紧柱，且紧固螺钉的前端与锁紧柱上的贯穿孔相配合，垫片安装在锁紧柱的上端面；磁线圈固定安装在试验台上，装配所述紧固装置的发动机插入磁线圈的内孔中，发动机与磁线圈间隙配合实现发动机的径向定位，再通过拧紧紧固螺钉，与紧固螺钉前端的锥面配合的锁紧柱被顶起，进而挤压垫片紧紧压住磁线圈的内表面，从而通过摩擦力实现发动机和磁线圈的紧固，将发动机牢牢固定在磁线圈内孔中。

拆卸发动机时：旋出紧固螺钉，锁紧柱放松对垫片的挤压，从而减小摩擦力实现发动机相对于磁线圈的轴向移动。

进一步地，发动机与磁线圈的配合公差优选为h7/h6。

进一步地，锁紧柱的上端面加工有螺钉沉孔，方便通过螺钉把锁紧柱从发动机径向沉孔中取出，相应地，垫片上加工有通孔。

有益效果：

(1)本发明通过发动机和磁线圈的间隙配合实现发动机的安装，保证发动机和磁线圈的同轴度高，从而提升附加磁场等离子体发动机的性能。

(2)本发明采用间隙配合的安装方式能够不使用工具徒手进行拆装发动机，既可以避免发动机在反复拆装中受损又可以提高试验效率。

(3)本发明通过紧固螺钉和锁紧柱的锥面配合，巧妙的将轴向的紧固力转化为径向的紧固力，最终通过摩擦力实现发动机轴向位置的固定。

(4)本发明的安装紧固方式能够实现发动机相对于磁线圈轴向位置的无级调节，从而方便研究磁场构型和位置对发动机性能的影响。

(5)本发明所述垫片的材料选用柔性石墨，质软有弹性，在紧固的同时能够保护磁线圈内表面不被破坏。

附图说明

图1为采用紧固装置装配附加磁场等离子体发动机的结构示意图。

图2为锁紧柱的结构示意图。

其中，1-垫片，2-紧固螺钉，3-锁紧柱，4-发动机，5-磁线圈。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

实施例1

如图1所示，一种用于附加磁场等离子体发动机同轴安装的紧固装置包括紧固螺钉2、锁紧柱3和垫片1；所涉及的外围设备包括圆柱状的发动机4和空心圆柱状的磁线圈5；

紧固螺钉2的前端加工为锥面，锥面的锥角为30o；

锁紧柱3的材质选用铜，其上端面加工有螺钉沉孔，其下端面与其侧面之间加工有贯穿孔，且贯穿孔的中心轴线与下端面的夹角为30o，如图2所示；

垫片1为圆形，其外径小于发动机4上径向沉孔的内径，垫片1上加工有安装螺钉的通孔，垫片1的材质选用柔性石墨；

发动机4的一个端面上沿周向均布两个轴向沉孔，其外圆周面上沿周向均布两个径向沉孔，且一个轴向沉孔与一个径向沉孔交汇贯穿，如图1所示；

装配发动机4时：发动机4上的每个轴向沉孔中旋入一个紧固螺钉2，发动机4上的每个径向沉孔中装入一个锁紧柱3，且紧固螺钉2的前端与锁紧柱3上的贯穿孔相配合，垫片1安装在锁紧柱3的上端面；磁线圈5通过螺钉固定安装在试验台上，将装配紧固装置的发动机4插入磁线圈5的内孔中，发动机4与磁线圈5间隙配合实现发动机4的径向定位，再通过拧紧紧固螺钉2，与紧固螺钉2前端的锥面配合的锁紧柱3被顶起，进而挤压垫片1紧紧压住磁线圈5的内表面，从而通过摩擦力实现发动机4和磁线圈5的紧固，将发动机牢牢固定在磁线圈5内孔中。

拆卸发动机4时：旋出紧固螺钉2，锁紧柱3放松对垫片1的挤压，从而减小摩擦力实现发动机4相对于磁线圈5的轴向移动，再通过螺钉与锁紧柱3上端面上的螺钉沉孔配合可以便捷地取出发动机4径向沉孔中的锁紧柱3。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种用于附加磁场等离子体发动机同轴安装的紧固装置，其特征在于：所述紧固装置包括紧固螺钉(2)、锁紧柱(3)和垫片(1)；所涉及的外围设备包括圆柱状的发动机(4)和空心圆柱状的磁线圈(5)；

紧固螺钉(2)的前端加工为锥面；

锁紧柱(3)的下端面与其侧面之间加工有贯穿孔，且贯穿孔的中心轴线与下端面的夹角与紧固螺钉(2)的锥面角度一致；

垫片(1)的尺寸小于发动机(4)上径向沉孔的内径；

发动机(4)的一个端面上沿周向均布两个以上轴向沉孔，其外圆周面上沿周向均布两个以上径向沉孔，且一个轴向沉孔与一个径向沉孔交汇贯穿；

发动机(4)上的每个轴向沉孔中旋入一个紧固螺钉(2)，发动机(4)上的每个径向沉孔中装入一个锁紧柱(3)，且紧固螺钉(2)的前端与锁紧柱(3)上的贯穿孔相配合，垫片(1)安装在锁紧柱(3)的上端面；磁线圈(5)固定安装在试验台上，装配所述紧固装置的发动机(4)插入磁线圈(5)的内孔中，发动机(4)与磁线圈(5)间隙配合；拧紧紧固螺钉(2)实现发动机(4)和磁线圈(5)的紧固，旋出紧固螺钉(2)实现发动机(4)相对于磁线圈(5)的轴向移动。

2.根据权利要求1所述的用于附加磁场等离子体发动机同轴安装的紧固装置，其特征在于：紧固螺钉(2)锥面的锥角为30°～45°。

3.根据权利要求1所述的用于附加磁场等离子体发动机同轴安装的紧固装置，其特征在于：发动机(4)与磁线圈(5)的配合公差为h7/h6。

4.根据权利要求1所述的用于附加磁场等离子体发动机同轴安装的紧固装置，其特征在于：锁紧柱(3)上端面加工有螺钉沉孔，相应地，垫片(1)上加工有通孔。

5.根据权利要求1所述的用于附加磁场等离子体发动机同轴安装的紧固装置，其特征在于：垫片(1)的材料为石墨。

6.根据权利要求5所述的用于附加磁场等离子体发动机同轴安装的紧固装置，其特征在于：垫片(1)的材料为柔性石墨。

7.根据权利要求1所述的用于附加磁场等离子体发动机同轴安装的紧固装置，其特征在于：锁紧柱(3)的材料选用铜。

技术总结
本发明涉及一种用于附加磁场等离子体发动机同轴安装的紧固装置，属于附加磁场等离子体发动机技术领域。本发明通过发动机和磁线圈的间隙配合实现发动机的径向定位，保证发动机和磁线圈的同轴度高，而且间隙配合的安装方式能够不使用工具徒手进行拆装发动机，既可以避免发动机在反复拆装中受损又可以提高试验效率；通过紧固螺钉和锁紧柱的锥面配合，巧妙的将轴向紧固力转化为径向紧固力，最终通过摩擦力实现发动机轴向位置的固定，并结合垫片的作用能够保护磁线圈在紧固过程中不被破坏。本发明所述紧固装置结构简单，可操作性强，制备成本低，易于实现推广应用。

技术研发人员：李泽峰;孟凡强;张欣召;乔海岩;韩丽娟;刘新波
受保护的技术使用者：河北汉光重工有限责任公司
技术研发日：2019.12.12
技术公布日：2020.05.08