一种液体火箭发动机大尺寸喷管压合装置

技术领域

本发明涉及一种压合装置，特别是一种液体火箭发动机大尺寸喷管压合装置，属于机械制造加工领域。

背景技术

喷管是液体火箭发动机的核心组件，其工作状态的可靠性直接影响着液体火箭发动机是否正常工作，而喷管的焊接质量是其能够可靠工作的关键指标。喷管的焊接过程若无压合装置，缺点之一是：产品成型状态非理想尺寸，存在一定加工变形，圆度较差，内外壁无法完整贴合，所以内外壁无法直接套装；缺点之二是：由于产品晶体结构导致常温下塑性差，冷变型困难，若通过外力使用敲击等方法使内外壁贴合，将会导致产品产生局部裂纹，同时，贴合效果不理想，影响钎焊缝的强度；缺点之三是：产品在车加工过程中需提供有效支撑，若无定位胎具产品会变形，加工无基准，无法完成加工过程。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种套装方便、压合力可控、车加工有支撑的压合装置，专用于喷管车加工及对接压合的过程。该装置解决了喷管内外壁贴合不紧密、各段对接尺寸不一致、配车过程无支撑的问题，有效提喷管焊接质量。

本发明的技术解决方案为：

一种液体火箭发动机大尺寸喷管压合装置，包括底座、套筒、主轴、压盖、胎体、液压系统、压板、双头螺柱、限位块、手柄、垫环、总装胎体；

套筒通过螺纹结构安装于底座上，主轴通过间隙配合安装于套筒内；液压系统与主轴连接，用于带动主轴向下运动；胎体通过螺纹结构安装于底座上；手柄通过螺纹结构安装于限位块上，限位块安装于主轴上部，且手柄和限位块放置于压盖上；压盖置于胎体上方；

总装胎体用于支撑压合钎焊后的喷管上段、中段、下段，总装胎体上焊接有垫环，使总装胎体与喷管各段大、小端紧密贴合；总装胎体用于实现喷管各段的车加工以及各段之间的焊接。

优选的，还包括压板和双头螺柱；

在总装胎体实现喷管各段的车加工时，在待加工的产品上安装压板，双头螺柱连接压板与底座，使产品在车加工过程中始终与总装胎体贴合。

优选的，胎体为铸件，其内部为中空结构，并且内部设计有加强筋，在减轻胎体重量的同时保证其结构的强度。

优选的，更换胎体和压盖，即可实现液体火箭喷管不同段的压合钎焊。

优选的，胎体型面与喷管待加工段的型面一致，保证其与喷管待加工段完全贴合。

优选的，压盖内径与喷管待加工段小端上端面外径相同。

优选的，液压系统随时起停，其压力可调。

一种液体火箭发动机大尺寸喷管压合装置的应用方法，包括如下步骤：

步骤一、选择对应喷管上段的胎体和压盖，执行S1-S5，进行喷管上段的加工；

S1、将套筒安装于底座上，主轴通过间隙配合安装于套筒内，连接液压系统与主轴，将胎体通过螺纹结构安装于底座上；

S2、将产品内壁套装于胎体上，将产品外壁套装于内壁上；

S3、压盖置于胎体上方；手柄通过螺纹结构安装于限位块上，限位块安装于主轴上部，且手柄和限位块放置于压盖上；

S4、启动液压系统，液压系统带动主轴下移，限位块跟随主轴下移，从而带动压盖下移，使得压盖施力于产品外壁，在产品外壁和内壁紧密贴合后，对内外壁进行封焊，然后拆除压盖，对封焊成整体的内外壁进行钎焊；

S5、将总装胎体安装于底座上，将钎焊完成的产品套装在总装胎体上，在产品大端安装压板，双头螺柱连接压板与底座，使产品在车加工过程中始终与总装胎体贴合，车加工掉内外壁封焊部位后，进行产品大小端对接尺寸的加工；加工完成后，卸下产品和总装胎体；

步骤二、将胎体和压盖更换为对应喷管中段的胎体和压盖，重复S1-S5，进行喷管中段的加工；

步骤三、将胎体和压盖更换为对应喷管下段的胎体和压盖，重复S1-S5，进行喷管下段的加工；

步骤四、将总装胎体安装于底座上，依次将喷管下段、中段套装在总装胎体上，焊接下段和中段连接位置；然后将喷管上段套装在总装胎体上，焊接上段和中段连接位置。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明所采用的胎体和总装胎体可校正产品的加工变形，将其撑圆，实现产品内、外壁顺利套装，有效贴合，提高钎焊缝的强度；

(2)由于产品对接位置总壁厚约14mm，结构刚性强，经钎焊后还存在附加应力，欲将该段产品胀圆校形需要施加较大载荷，本发明所采用的液压施力系统可有效解决难以施力的问题；

(3)本发明所采用的液压施力系统代替外力敲击等方法，避免产品产生局部裂纹；

(4)本发明所采用的垫环可实现各段产品钎焊后的撑紧，实现产品在胀紧状态下配车对接接口的尺寸，从而保证对接状态符合要求；

(5)本发明专用于喷管车加工及对接压合的过程，解决了喷管内外壁贴合不紧密、各段对接尺寸不一致、配车过程无支撑的问题，有效提喷管焊接质量。

附图说明

图1为压合装置结构图；

图2为总装胎体结构图；

图3为胎体结构图；

图4为压盖结构图；

图5为压板结构图；

图6为压板结构图(俯视)；

图7为双头螺柱结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行说明。

如图1和图2所示，为液体火箭发动机大尺寸喷管压合装置示意图，包括底座1、套筒2、主轴3、压盖4、胎体5、液压系统12、压板6、双头螺柱7、限位块8、手柄9、垫环10、总装胎体11。

套筒2通过螺纹结构安装于底座1上，主轴3通过间隙配合安装于套筒2内；液压系统12与主轴3连接，用于带动主轴3向下运动；胎体5通过螺纹结构安装于底座1上；手柄9通过螺纹结构安装于限位块8上，限位块8安装于主轴3上部，且手柄9和限位块8放置于压盖4上；压盖4置于胎体5上方。上述结构形成喷管压合结构，更换胎体和压盖，即可实现液体火箭喷管不同段的压合钎焊。

总装胎体11用于支撑压合钎焊后的喷管上段、中段、下段，总装胎体11上焊接有垫环10，使总装胎体与喷管各段大、小端紧密贴合；总装胎体11用于实现喷管各段的车加工以及各段之间的焊接。在总装胎体11实现喷管各段的车加工时，在待加工的产品上安装压板6，双头螺柱7连接压板6与底座，使产品在车加工过程中始终与总装胎体11贴合。胎体5为铸件，其内部为中空结构，并且内部设计有加强筋，在减轻胎体重量的同时保证其结构的强度。胎体5型面与喷管待加工段的型面一致，保证其与喷管待加工段完全贴合。压盖内径与喷管待加工段小端上端面外径相同。

本发明中，主轴3和液压系统12具有通用性，更换胎体及压盖即可实现产品上、中、下三部分内外壁的压合过程。产品钎焊后会膨胀，与胎体5之间存在间隙，大胎体11上焊接有垫环10，与产品大、小端紧密贴合；产品内外壁压合后，通过双头螺柱7连接压板6与胎体5，使产品在车加工过程中始终与胎体5贴合；液压系统12随时起停，其压力可调。

图3为胎体结构图，图4为压盖结构图，图5为压板结构图，图6为压板结构俯视图；图7为双头螺柱结构图。

一种液体火箭发动机大尺寸喷管压合装置应用方法如下：

将产品内壁套装于胎体5，车加工内壁端面后，套装产品外壁于内壁上，启动液压系统12，液压系统带动主轴3下移，并且施力于限位块8上，从而带动压盖4下移，使得压盖4施力于产品外壁，产品内壁实现紧密贴合后，对产品内外壁进行封焊，再将内外壁整体送入炉内进行钎焊。钎焊完成后，将产品套装于总装胎体11上，由于钎焊使得产品变形，与胎体原型面之间产生间隙，故在总装胎体11上焊接垫环10，支撑产品大小端，通过施加外力，将其撑圆。随后，安装压板6于产品大端处，通过双头螺柱7连接压板6与底座1后卸压，转而进行产品大小端对接尺寸的加工。产品由上、中、下三部分组成，每段产品都会有上述相同工序，仅更换对应的胎体和压盖即可。待各段产品经上述步骤，加工至具备组合条件后，依次套装产品下段、中段于总装胎体11上，焊接其连接位置；此后，继续套装产品上段于总装胎体11上，焊接上段与中段的连接位置。

本发明分别实现产品上、中、下三部分内外壁压合、对接面车加工以及产品整体的钎焊后车加工过程，以满足装配压合的要求，确保产品三段对接尺寸一致，从而提高焊接质量。本装压合置使用方便，专用于喷管各段及整体的压合及车加工，具备良好的工艺性、实用性。

本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知技术。