一种用于大推力液体火箭发动机推力测量的预紧力调节装置的制作方法

1.本发明涉及一种用于大推力液体火箭发动机推力测量系统中的预紧力调节装置，属于液体火箭发动机试验测试领域。


背景技术：

2.液体火箭发动机试验是发动机研制中必须的环节，而推力是考察火箭发动机性能的重要参数，推力测量装置是固定发动机并承担推力测量的重要环节，但是否推力测量准确与组成推力测量机械系统中每个功能装置的设计有关，其中本发明的预紧力调节装置就属于其中的一个关键装置。以前火箭发动机试验系统中主要采用三种方式施加预紧力。第一种方式采用压簧式的机械装置施加预紧力。虽然结构简单，但是由于吨位大，需要选取的压簧或拉簧尺寸也比较大。第二种方式采用液压校准装置施加预紧力。为了防止回油加蓄能器，但是也存在摩擦问题。第三种方式采用气动校准装置施加预紧力，为了防止外界温度的影响，可以采用抽真空的方式。缺点：气体具有可压缩性，体积不能保证，另外压力升高温度增大也影响气体的性质发生变化。目前在液体火箭发动机试验领域里还没有发现采用板簧及连接结构来施加预紧力调节装置。


技术实现要素：

3.本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供用于液体火箭发动机大推力测量系统中的预紧力调节装置，该装置通过板簧形成力臂减少操作人员施加的作用力，另外通过关节球轴承对施加作用力进行调心，保证施加作用力与推力轴线一致。
4.本发明的技术解决方案：液体火箭发动机大推力测量系统中的预紧力调节装置，组成由固定在动架环上底座1、锁紧螺母2、端杆组件i 3、叉耳4、通过销轴18连接端杆组件ii 5、以及通过端杆组件中螺母及定位座ii 10、定位座iii11将板簧8压紧，板簧与定位座i 9之间的固定通过螺栓6及弹簧垫圈7，定位座ii 10与定位座i 9之间装有推力球轴承13和密封圈12，板簧的另一端通过螺栓15、弹簧垫圈16及平垫圈17固定顶座14，顶座14固定于推力架的定架上，使用时三个同样的预紧力调节装置均布于推力架动架环周围，通过均匀加载来实现试验前工作传感器的预压载荷，加载方式打开定位座iii11，通过拧紧或松开定位座ii 10，在此过程中定位座ii 10与定位座i 9之间的推力球轴承13起到板簧变形时使加载力的轴线始终平行于推力轴线的作用，另外叉耳结构也具有多方向调心功能，保证加载受力的一致性。
5.本发明与现有技术相比的优点在于：采用本发明的装置，尤其对大吨位载荷加载而言达到良好省力效果；预紧力调节装置中具有良好的调心性能，保证预紧力加载的轴线与推力轴线平行，不影响推力的测量精度；操作方便只需要使用力矩扳手加载均匀，总预紧力达到额定推力的2.5％，通过多次液体火箭发动机试验达到了较好的使用效果。
附图说明
6.图1为本发明的液体火箭发动机推力测量系统中的预紧力调节装置结构示意图。
具体实施方式
7.本装置主要由底座1、锁紧螺母2、端杆组件i 3、叉耳4、端杆组件ii 5、螺栓6、弹簧垫圈7、板簧8、定位座i 9、定位座ii 10、定位座iii11、密封圈12、推力球轴承13、顶座14、螺栓15、弹簧垫圈16、平垫圈17、销轴18和开口销19组成。底座1固定于动架环上，端杆组件i 3通过锁紧螺母2固定于底座1，同时可以实现上下高度的调整，但保证深入底座内端杆组件的螺距数不小于6个，端杆组件i 3、端杆组件ii 5与叉耳4分别通过销轴18连接，通过开口销19轴向限位，但两者连接方式彼此垂直，便于轴心调整。端杆组件ii 5通过锁紧螺母2、定位座ii 10、定位座iii11将板簧8压紧，板簧与定位座i 9之间的固定通过螺栓6及弹簧垫圈7，定位座ii 10与定位座i 9之间装有推力球轴承13和密封圈12，板簧的另一端通过螺栓15、弹簧垫圈16及平垫圈17固定顶座14，顶座14固定于推力架的定架上。
8.使用方式：打开定位座iii11，通过力矩扳手调整定位座ii 10，使板簧8受压，将端杆组件ii 5以下装置拉起，从而将动架吊起，进而使工作传感器受压，达到加载预紧力的目的，说明在推力系统中本装置有三个均匀分布推力测量系统中，系统中需加载预紧力为额定推力的2.5％，每个装置加载为1/3总预紧力。


技术特征：
1.所述的一种用于大推力液体火箭发动机推力测量系统中的预紧力调节装置，其特征为：主体由固定在动架环上的底座1，固定于推力架的定架上的顶座14，起力臂传递作用的板簧8及连接结构组成。2.如权利要求1所述的液体火箭发动机推力测量系统中的预紧力调节装置，其特征为：底座1与锁紧螺母2、端杆组件i3相连，板簧8与端杆组件ii5通过销轴18相连，板簧与定位座i9之间通过螺栓6及弹簧垫圈7固定，板簧的另一端通过螺栓15、弹簧垫圈16及平垫圈17固定顶座14。3.如权利要求2所述的液体火箭发动机推力测量系统中的预紧力调节装置，其特征为：与底座1相连的端杆组件i3与连接板簧8的端杆组件ii5间采用具有多方向调心作用的叉耳4或其它结构连接，用来保证加载受力的一致性。4.如权利要求1，2所述的液体火箭发动机推力测量系统中的预紧力调节装置，其特征为：加载前，通过定位座ii10、定位座iii11将板簧8压紧；加载时，通过打开定位座iii11，拧紧或松开定位座ii10的方式来实现板簧8的变形。5.如权利要求2所述的液体火箭发动机推力测量系统中的预紧力调节装置，其特征为：定位座ii10与定位座i9通过推力球轴承13或其它件连接，使得板簧变形时加载力的轴线始终与推力轴线平行。6.如权利要求1所述的液体火箭发动机推力测量系统中的预紧力调节装置，其特征为：使用多个均布于推力架动架环周围的该预紧力调节装置，通过均匀加载方式来实现试验前工作传感器的预压载荷。

技术总结
一种用于大推力液体火箭发动机推力测量系统中的预紧力调节装置的主体至少包括固定在动架环上的底座，固定于推力架的定架上的顶座，起力臂传递作用的板簧及连接结构。其中，通过板簧形成力臂减少操作人员施加的作用力，连接机构中使用关节球轴承对施加作用力进行调心。加载时，通过力矩扳手调整定位座，通过板簧变形而吊起动架，进而使工作传感器受压，实现预紧力的加载。本发明的优点是可保证施加作用力与推力轴线一致，不影响推力的测量精度；操作方便，只需要使用力矩扳手即可加载均匀，特别适合于大吨位载荷加载的场合，在多次液体火箭发动机试验中均取得良好的效果。箭发动机试验中均取得良好的效果。箭发动机试验中均取得良好的效果。


技术研发人员：朱子环 周磊 李斌 金诚 刘万龙 王瑞 耿卫国
受保护的技术使用者：北京航天试验技术研究所
技术研发日：2021.11.17
技术公布日：2022/3/3