專利名稱：一種大口徑長跨度輸送管用補償器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于運載火箭技術領域，涉及一種運載火箭輸送管路大口徑的補償器，特別是涉及一種運載火箭大口徑長跨度輸送管用補償器。
背景技術：
載人航天運載火箭輸送管長度增加后，全長約5. 8m，質量增大，該段輸送管前后各有一個波紋管，中間并沒有固定支撐，在隨機振動條件下的下端波紋管疲勞性能下降可能出現(xiàn)疲勞破壞，該波紋管在裝配時需滿足軸向、徑向補償要求，在飛行時還需要補償發(fā)動機工作引起的機架變形，若重新設計波紋管，需要一定的研制周期并且要試驗驗證考核；若對現(xiàn)有貯箱結構提出增加輸送管固定結構，一個是貯箱設計難度大，另一個是研制周期長，需試驗驗證。因此一種運載火箭大口徑長跨度輸送管用的補償器結構的研制成為迫切的需要。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的上述不足，提供一種大口徑長跨度輸送管用補償器，該補償器通過增加拉桿結構，實現(xiàn)了裝配位移補償，避免了輸送管上發(fā)動機端波紋管飛行時疲勞破壞，并簡化了結構設計，增強了可靠性。本發(fā)明的上述目的是通過如下技術方案予以實現(xiàn)的一種大口徑長跨度輸送管用補償器，其特征在于包括在輸送管兩端的波紋管上對稱分布的拉桿限位裝置，所述拉桿限位裝置包括卡塊、墊塊和拉桿，其中卡塊為帶凹槽的半圓形結構，在半圓形結構兩端向外延伸的兩個耳部上各開有第一光孔、中部向外延伸的耳部上開有第二光孔，卡塊通過凹槽與波紋管一側的突起物配合進行固定，并且對稱分布的兩個卡塊夾持在輸送管上并通過第一光孔進行固定；墊塊為近三角形結構，三個角上各有一個光孔，其中兩個第四光孔與波紋管另一側法蘭上的兩個螺栓孔相對應進行固定；拉桿的一端穿過卡塊的第二光孔與卡塊固定，拉桿的另一端穿過墊塊上的第三光孔與墊塊固定。在上述大口徑長跨度輸送管用補償器中，螺栓分別穿過兩個卡塊的第一光孔，并通過平墊圈、彈墊和螺母將兩個卡塊固定在一起。在上述大口徑長跨度輸送管用補償器中，拉桿的兩端均為螺紋結構，且兩端螺紋的長度均不小于拉桿長度的1/3。在上述大口徑長跨度輸送管用補償器中，拉桿中間的圓柱體車成四面體，以便于裝配時扳手固定。在上述大口徑長跨度輸送管用補償器中，拉桿的一端穿過卡塊的第二光孔，并在第二光孔的兩側分別依次借助錐面墊圈、球面墊圈、彈墊和螺母與卡塊固定連接；拉桿的另一端穿過墊塊的第三光孔，并在第三光孔的兩側分別依次借助錐面墊圈、球面墊圈、彈墊和螺母與墊塊固定連接。
在上述大口徑長跨度輸送管用補償器中，卡塊、墊塊和拉桿的材料均為不銹鋼材料，不銹鋼材料為lCrl8Ni9Ti。 在上述大口徑長跨度輸送管用補償器中，近三角形墊塊的三處邊角進行了圓滑處理，且與輸送管接近的部位做成弧形，避免了結構間的干涉磕碰。在上述大口徑長跨度輸送管用補償器中，墊塊的厚度不小于15mm。在上述大口徑長跨度輸送管用補償器中，卡塊的厚度不小于30mm。在上述大口徑長跨度輸送管用補償器中，墊塊的兩個第四光孔與波紋管另一側法蘭上的兩個螺栓孔通過螺栓、平墊圈和螺母安裝固定。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下有益效果(1)本發(fā)明輸送管用補償器增加對稱分布的拉桿結構不影響原波紋管總裝時軸向、徑向位移補償，波紋管地面裝配補償軸向要求時可通過拉桿上的螺母進行調節(jié)，當波紋管地面裝配補償徑向要求時可通過拉桿上的錐面墊圈、球面墊圈進行調節(jié)，飛行時的結構載荷由拉桿結構承受，避免了輸送管上發(fā)動機端波紋管飛行時疲勞破壞；(2)本發(fā)明輸送管用補償器利用原輸送管連接環(huán)上的突起物，設計卡塊結構進行相應配合，墊塊結構設計則充分利用原輸送管法蘭連接處的2個螺栓孔結構位置及尺寸， 僅更換加長螺栓即可使用，簡化了結構設計，并避免了貯箱結構的改動及由此引起的試驗、 分析工作；(3)本發(fā)明輸送管用補償器中的卡塊、墊塊和拉桿均為不銹鋼材料制成，優(yōu)選 lCrl8M9Ti，且對墊塊與卡塊的厚度進行了優(yōu)選，使得整個拉桿結構具有較好的結構強度、 剛度；(4)本發(fā)明輸送管用補償器中墊塊外形為三角形，對3處邊角進行了圓滑處理，與輸送管接近部位做成了弧形，既避免了結構間的干涉磕碰，同時也減少了結構件質量，此外拉桿的質量也較小，對全箭質量影響很小；(5)本發(fā)明輸送管用補償器中拉桿的兩端螺紋有效長度不小于拉桿總長度的 1/3，可保證波紋管進行大范圍調節(jié)；此外拉桿中間的圓柱體車成四面體，便于裝配時扳手固定；(6)本發(fā)明輸送管用補償器通過地面鑒定量級振動試驗，表明增加的拉桿結構完好未破壞，增加的拉桿結構對助推器結構總裝裝配工序無影響，增加的拉桿結構對助推器輸送管路POGO無影響；(7)本發(fā)明輸送管用補償器中增加的拉桿結構簡單，操作方便，可靠性強。


圖1為本發(fā)明輸送管用補償器結構外形圖；圖2為本發(fā)明輸送管用補償器二維主視圖；圖3為本發(fā)明輸送管用補償器二維局部A放大圖；圖4為本發(fā)明輸送管用補償器二維俯視圖；圖5為本發(fā)明輸送管用補償器結構剖面圖；圖6為本發(fā)明輸送管用補償器中卡塊結構示意圖；圖7為本發(fā)明輸送管用補償器中卡塊結構剖面4
圖8為本發(fā)明輸送管用補償器中墊塊結構示意圖；圖9為本發(fā)明輸送管用補償器中墊塊側視圖；圖10為本發(fā)明實施例中卡塊尺寸圖1 ；圖11為本發(fā)明實施例中卡塊尺寸圖2 ；圖12為本發(fā)明實施例中墊塊尺寸圖1 ；圖13為本發(fā)明實施例中墊塊尺寸圖2。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述助推氧輸送管軸向長約5800mm，徑向長約470mm，輸送管1前后各有1個波紋管 20，如圖1所示為本發(fā)明輸送管用補償器結構外形圖，其中補償器為波紋管20上對稱分布的拉桿限位裝置，如圖1所示，拉桿限位裝置包括卡塊6、墊塊7和拉桿8。如圖6所示為本發(fā)明輸送管用補償器中卡塊結構示意圖，圖7為本發(fā)明輸送管用補償器中卡塊結構剖面圖，卡塊6為帶凹槽30的半圓形結構，在半圓形結構兩端向外延伸的耳部各開有一個第一光孔25、中部向外延伸的耳部開有第二光孔24。如圖2所示為本發(fā)明輸送管用補償器二維主視圖，圖5所示為本發(fā)明輸送管用補償器結構剖面圖，利用原輸送管1的波紋管20左端連接環(huán)上的突起物23，使卡塊6通過凹槽30與之過渡配合，對卡塊6的配合尺寸及公差提出較高要求，對稱分布的兩個卡塊6夾持在輸送管1上并通過第一光孔25進行固定，第一光孔25的尺寸為cp11mm，螺栓9分別穿過兩個卡塊6的第一光孔25，并通過平墊圈13、彈墊4和MIO螺母11將兩個卡塊6固定在一起，尺寸為φ17mm 的第二光孔M用于卡塊6與拉桿8的連接。卡塊6材料為不銹鋼lCrl8Ni9Ti，厚度不小于 30mm，保證了結構件具有一定的強度和剛度。如圖8所示為本發(fā)明輸送管用補償器中墊塊結構示意圖，圖9所示為本發(fā)明輸送管用補償器中墊塊側視圖，墊塊7外形為近三角形(由于對三角形墊塊7的三處邊角進行了圓滑處理，且與輸送管1接近的部位做成弧形，因此墊塊7的外形用近三角形表示)，三個角上各有一個光孔，包括兩個第四光孔27，尺寸為φ11 mm,與對接法蘭22上的螺栓孔尺寸對應，通過增加原螺栓10長度，用MlO螺母11、平墊圈13安裝固定，如圖4所示為本發(fā)明輸送管用補償器二維俯視圖，墊塊7上的φ17mm的第三光孔沈用于安裝拉桿8。墊塊7 材料為不銹鋼lCrl8Ni9Ti，厚度不小于15mm，保證了結構件具有一定的強度和剛度。墊塊 7的3處邊角進行了圓滑處理，與輸送管1接近部位做成了弧形，既避免了結構間的干涉磕碰，同時也減少了結構件質量。拉桿8長約300mm，材料為不銹鋼lCrl8Ni9Ti，螺紋規(guī)格M12X 1. 5，兩端螺紋有效長度不小于120mm，可保證波紋管20進行大范圍調節(jié)。拉桿8中間的圓柱體車成四面體21， 便于裝配時扳手固定。拉桿8與卡塊6、墊塊7的連接方式相同，如圖2所示，圖3所示為本發(fā)明輸送管用補償器二維局部A放大圖，拉桿8的一端穿過卡塊6的第二光孔M，并在第二光孔M的兩側分別依次借助錐面墊圈3、球面墊圈2、彈墊5和M12螺母12與卡塊6固定連接，；拉桿8的另一端穿過墊塊7的第三光孔沈，并在第三光孔沈的兩側分別依次借助錐面墊圈3、球面墊圈2、彈墊5和M12螺母12與墊塊7固定連接，其中采用的球面墊圈2、 錐面墊圈3可補償總裝時的軸向和徑向位移。
波紋管一般為壓縮狀態(tài)，待輸送管安裝后依據實際位移尺寸可分別向內調節(jié)拉桿 8上的球面墊圈2、錐面墊圈3、彈墊5、M12螺母12，拉桿8結構調整到位后保持此狀態(tài)，飛行時的結構載荷由拉桿結構承受，避免了波紋管的疲勞破壞。本發(fā)明拉桿限位的補償器結構，作用一是波紋管20地面裝配補償軸向要求時可通過拉桿8上的螺母12進行調節(jié)。作用二是當波紋管20地面裝配補償徑向要求時可通過拉桿8上的錐面墊圈3、球面墊圈2進行調節(jié)。作用三是飛行時限制下端波紋管20軸向、徑向變形以提高該波紋管20的隨機振動疲勞性能，飛行時發(fā)動機工作引起的機架變形由前端波紋管承擔。如圖10、11給出本發(fā)明實施例中卡塊詳細尺寸圖，圖12、13給出本發(fā)明實施例中墊塊詳細尺寸圖1。以上所述，僅為本發(fā)明最佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業(yè)技術人員的公知技術。
權利要求
1.一種大口徑長跨度輸送管用補償器，其特征在于包括在輸送管(1)兩端的波紋管 (20)上對稱分布的拉桿限位裝置，所述拉桿限位裝置包括卡塊(6)、墊塊(7)和拉桿(8)， 其中卡塊(6)為帶凹槽(30)的半圓形結構，在半圓形結構兩端向外延伸的兩個耳部上各開有第一光孔(25)、中部向外延伸的耳部上開有第二光孔(M)，卡塊(6)通過凹槽(30)與波紋管00) —側的突起物配合進行固定，并且對稱分布的兩個卡塊(6)夾持在輸送管 (1)上并通過第一光孔05)進行固定；墊塊(7)為近三角形結構，三個角上各有一個光孔， 其中兩個第四光孔(XT)與波紋管OO)另一側法蘭0 上的兩個螺栓孔相對應進行固定； 拉桿(8)的一端穿過卡塊(6)的第二光孔04)與卡塊(6)固定，拉桿(8)的另一端穿過墊塊⑵上的第三光孔06)與墊塊(7)固定。
2.根據權利要求1所述的一種大口徑長跨度輸送管用補償器，其特征在于所述螺栓 (9)分別穿過兩個卡塊(6)的第一光孔(25)，并通過平墊圈(13)、彈墊(4)和螺母(11)將兩個卡塊固定在一起。
3.根據權利要求1所述的一種大口徑長跨度輸送管用補償器，其特征在于所述拉桿 (8)的兩端均為螺紋結構，且兩端螺紋的長度均不小于拉桿(8)長度的1/3。
4.根據權利要求1所述的一種大口徑長跨度輸送管用補償器，其特征在于所述拉桿 (8)中間的圓柱體車成四面體01)，以便于裝配時扳手固定。
5.根據權利要求1所述的一種大口徑長跨度輸送管用補償器，其特征在于所述拉桿 (8)的一端穿過卡塊(6)的第二光孔(M)，并在第二光孔04)的兩側分別依次借助錐面墊圈(3)、球面墊圈O)、彈墊(5)和螺母(12)與卡塊(6)固定連接；拉桿(8)的另一端穿過墊塊(7)的第三光孔(沈)，并在第三光孔06)的兩側分別依次借助錐面墊圈(3)、球面墊圈O)、彈墊(5)和螺母(12)與墊塊(7)固定連接。
6.根據權利要求1所述的一種大口徑長跨度輸送管用補償器，其特征在于所述卡塊(6)、墊塊(7)和拉桿(8)的材料均為不銹鋼材料，不銹鋼材料為lCrl8Ni9Ti。
7.根據權利要求1所述的一種大口徑長跨度輸送管用補償器，其特征在于所述近三角形墊塊(7)的三處邊角進行了圓滑處理，且與輸送管(1)接近的部位做成弧形，避免了結構間的干涉磕碰。
8.根據權利要求1或6所述的一種大口徑長跨度輸送管用補償器，其特征在于所述墊塊(7)的厚度不小于15mm。
9.根據權利要求1或6所述的一種大口徑長跨度輸送管用補償器，其特征在于所述卡塊(6)的厚度不小于30mm。
10.根據權利要求1所述的一種大口徑長跨度輸送管用補償器，其特征在于所述墊塊(7)的兩個第四光孔(XT)與波紋管OO)另一側法蘭0 上的兩個螺栓孔通過螺栓(10)、 平墊圈(13)和螺母(11)安裝固定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大口徑長跨度輸送管用補償器，該補償器包括在輸送管兩端的波紋管上對稱分布的拉桿限位裝置，拉桿限位裝置包括卡塊、墊塊和拉桿，其中卡塊通過凹槽與波紋管一側的突起物配合進行固定，并且對稱分布的兩個卡塊夾持在輸送管上并通過第一光孔進行固定；墊塊為近三角形結構，三個角上各有一個光孔，其中兩個第四光孔與波紋管另一側對接法蘭上的兩個螺栓孔相對應進行固定；拉桿的兩端分別穿過卡塊的第二光孔、墊塊上的第三光孔借助錐面墊圈、球面墊圈、彈墊和螺母與卡塊、墊塊固定，本發(fā)明通過增加拉桿結構，實現(xiàn)了裝配位移補償，避免了輸送管上發(fā)動機端波紋管飛行時疲勞破壞，并簡化了結構設計，增強了可靠性。
文檔編號F16L51/02GK102278561SQ20111018280
公開日2011年12月14日 申請日期2011年6月29日 優(yōu)先權日2011年6月29日
發(fā)明者修建生, 劉江, 司徒斌, 徐銘, 方紅榮, 王明哲, 王洪銳, 許光 申請人:中國運載火箭技術研究院, 北京宇航系統(tǒng)工程研究所