一种大范围变推力双机并联泵压式发动机机架及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种大范围变推力双机并联泵压式发动机机架及制备方法。包括成门形对称开口的本体框、分别设置在本体框四个端角下端的承力杆；每个承力杆端头设置有对接耳片；每个承力杆与本体框之间还设置有斜支杆；承力杆、本体框、斜支杆共同构成三角支撑结构；本体框左右两侧的承力杆之间还分别设置有支撑杆；本体框前部上端对称设置有用于安装发动机涡轮泵的涡轮泵安装支座；所述本体框后部上端对称设置有用于安装调节器和主阀的调节器安装支座。本发明专利技术提供了一种结构质量轻、强度裕度大、开敞性能好的一种大范围变推力双机并联泵压式发动机机架及制备方法。

【技术实现步骤摘要】
一种大范围变推力双机并联泵压式发动机机架及制备方法
本专利技术属于航天领域，涉及一种大范围变推力双机并联泵压式发动机机架及制备方法，特别是机架结构、钛合金材料杆、框通过焊接保护和规定焊接顺序、焊接后热处理去应力防止变形的机架结构设计和生产技术。
技术介绍
某型临近空间无人侦察飞机巡航推进系统主动力为液体火箭发动机，由于空间尺寸和结构质量限制，需要设计一种开敞性能良好，轴向尺寸短，结构质量轻的机架。目前我国泵压式液体火箭发动机机架多为杆式机架，开敞性好但轴向尺寸较大，且由于推力室安装位置限制，导致发动机整机轴向长度过大。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中所存在的技术问题，本专利技术提出了一种大范围变推力双机并联泵压式发动机机架结构及制备方法。有效的实现发动机结构质量轻、轴向长度短、径向尺寸包络范围小等要求。本专利技术的技术方案是：一种大范围变推力双机并联泵压式发动机机架，其特殊之处在于：包括成门形对称开口的本体框、分别设置在本体框四个端角下端的承力杆；上述每个承力杆端头设置有对接耳片；上述每个承力杆与本体框之间还设置有斜支杆；上述承力杆、本体框、斜支杆共同构成三角支撑结构；上述本体框左右两侧的承力杆之间还分别设置有支撑杆；上述本体框前部上端对称设置有用于安装发动机涡轮泵的涡轮泵安装支座；上述所述本体框后部上端对称设置有用于安装调节器和主阀的调节器安装支座；上述对接耳片表面对称设置有两个通孔；上述通孔一个为定位销孔，另一个为连接螺栓孔；上述本体框、承力杆、支撑杆、涡轮泵安装支座、调节器安装支座和对接耳片均为钛合金材料。一种大范围变推力双机并联泵压式发动机机架的制备方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：1】定位首先将本体框、对接耳片在焊接定位工装上夹持定位；再将定位承力杆、支撑杆、斜支杆点焊定位；2】焊接其次将承力杆、支撑杆、斜支杆进行全面焊接；焊接过程中需隔离空气防氧化；3】安装再次将调节器安装支座、涡轮泵安装支座点焊定位，然后进行全面焊接；4】后处理4.1当机架焊接完成后不拆卸焊接定位工装直接进行退火热处理；退火温度严格控制在250℃～270℃范围内，退火时间2h；4.2当机架退火热处理后不拆卸焊接定位工装直接进行时效处理；时效处理时间7天；4.3当机架时效处理后，精加工对接耳片的安装面和定位销孔、连接螺栓孔，完成机架全部生产工序。本专利技术的优点是：(1)本专利技术机架全部由钛合金材料零件焊接而成，且采用杆、框对接形式，具有结构质量轻、强度裕度大、开敞性能好的优点；(2)本专利技术以机架为基础的发动机组件布局形式，机架与推力室身部安装对接，使发动机整机轴向长度最小；(3)本专利技术机架合理设置生产工序和热处理条件，消除了钛合金焊接氧化、焊接变形的不利影响，机架焊接尺寸稳定，定位精度可以满足使用要求。附图说明图1为本专利技术的机架外形图；图2为本专利技术的本体框结构示意图；图3为本专利技术的承力杆结构示意图；图4为本专利技术的支撑杆结构示意图；图5为本专利技术的斜支杆结构示意图；图6为本专利技术的轮泵安装支座结构示意图；图7为本专利技术的调节器安装支座结构示意图；其中，1-本体框、2-承力杆、3-支撑杆、4-斜支杆、5-调节器安装支座、6-涡轮泵安装支座、7-对接耳片。具体实施方式参见图1-7一种大范围变推力双机并联泵压式发动机机架，包括成门形对称开口的本体框1、分别设置在本体框1四个端角下端的承力杆2；每个承力杆2端头设置有对接耳片7；每个承力杆2与本体框1之间还设置有斜支杆4；承力杆2、本体框1、斜支杆4共同构成三角支撑结构；本体框1左右两侧的承力杆2之间还分别设置有支撑杆2；本体框1前部上端对称设置有用于安装发动机涡轮泵的涡轮泵安装支座6；本体框1后部上端对称设置有用于安装调节器和主阀的调节器安装支座5；对接耳片7表面对称设置有两个通孔；上述通孔一个为定位销孔，另一个为连接螺栓孔；本体框1、承力杆2、支撑杆3、涡轮泵安装支座5、调节器安装支座6和对接耳片7均为钛合金材料。一种大范围变推力双机并联泵压式发动机机架的制备方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：1】定位首先将本体框、对接耳片在焊接定位工装上夹持定位；再将定位承力杆、支撑杆、斜支杆点焊定位；2】焊接其次将承力杆、支撑杆、斜支杆进行全面焊接；焊接过程中需隔离空气防氧化；3】安装再次将调节器安装支座、涡轮泵安装支座点焊定位，然后进行全面焊接；4】后处理4.1当机架焊接完成后不拆卸焊接定位工装直接进行退火热处理；退火温度严格控制在250℃～270℃范围内，退火时间2h；4.2当机架退火热处理后不拆卸焊接定位工装直接进行时效处理；时效处理时间7天；4.3当机架时效处理后，精加工对接耳片的安装面和定位销孔、连接螺栓孔，完成机架全部生产工序。本专利技术为全钛合金材料零件焊接而成的敞开式液体火箭发动机机架，用于传递推力室产生的推力，并以此为基础安装发动机的其他组件。本专利技术由成门形对称开口的本体框、分别设置在本体框四个端角下端的承力杆，所述每个承力杆端头设置有对接耳片，所述本体框一侧的承力杆之间通过支撑杆焊接连接；所述本体框前部上端对称设置有用于安装发动机涡轮泵的涡轮泵安装支座；所述本体框后部上端对称设置有用于安装调节器和主阀的调节器安装支座。本专利技术通过合理设置生产工序和热处理条件，采用与焊接定位工装一起进行焊接后热处理和时效处理的方法，消除焊接变形，然后通过铣加工和铰孔加工完成安装平面和定位孔的精加工，满足发动机的定位精度要求。所述焊接定位工装根据机架的需要设计，能够定位本体框和对接耳片的相对位置，并能够满足热处理和时效处理中定位要求。本专利技术所采用机架方案将推力室安装方式从常规的头部对接更改为身部对接，使得发动机整机轴向长度与推力室长度相当，最大限度减少发动机整机轴向长度。参见图1-7，本专利技术机架各零件完全由钛合金材料加工而成；成门形对称开口的本体框为本专利技术机架的中心，用于对接推力室身部支板，焊接布置涡轮泵安装支座、调节器安装支座、承力杆和支撑杆；承力杆端头焊接对接耳片，其上布置有一个定位销孔和一个连接螺栓孔，用于机架与飞机对接框对接。机架各零件焊接严格按顺序进行：本体框、对接耳片在焊接定位工装上夹持定位；先是承力杆、支撑杆、斜支杆点焊定位后进行全面焊接；再进行调节器安装支座、涡轮泵安装支座的点焊定位及全面焊接。焊接过程严格执行隔离空气防氧化等焊接保护措施。机架焊接完成后的工序按顺序为：先进行带工装退火热处理，退火热处理后带工装进行时效处理，时效处理后再进行对接耳片安装面、定位孔、对接孔的精加工，完成机架全部生产工序。如图2所示，机架本体框锻造钛合金毛坯后，采用线切割方式加工机架本体框坯，再在数控机床上按图纸尺寸机加工个具体结构。完成本体框零件加工。如图1所示，技术机架由本体框(1)、承力杆(2)、支撑杆(3)、斜支杆(4)、调节器安装支座(5)、涡轮泵安装支座(6)、对接耳片(7)等零件组装焊接而成。将本体框(1)、对接耳片(7)等零件在焊接定位工装上夹持定位，该过程工装定位必须精准、结实，以保证机架焊接后结构尺寸；第二步定位承力杆(2)、支撑杆(3)、斜支杆(4)，该过程定位后点焊，以保证相对位置，再按顺序进行全面焊接；第三步定位调节器安装支座(5)、涡轮泵安装支座(6)，该过程要求先点焊保证相对位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大范围变推力双机并联泵压式发动机机架，其特征在于：包括成门形对称开口的本体框、分别设置在本体框四个端角下端的承力杆；所述每个承力杆端头设置有对接耳片；所述每个承力杆与本体框之间还设置有斜支杆；所述承力杆、本体框、斜支杆共同构成三角支撑结构；所述本体框左右两侧的承力杆之间还分别设置有支撑杆；所述本体框前部上端对称设置有用于安装发动机涡轮泵的涡轮泵安装支座；所述本体框后部上端对称设置有用于安装调节器和主阀的调节器安装支座。

【技术特征摘要】
1.一种大范围变推力双机并联泵压式发动机机架，其特征在于：包括成门形对称开口的本体框、分别设置在本体框四个端角下端的承力杆；每个承力杆端头设置有对接耳片；所述每个承力杆与本体框之间还设置有斜支杆；所述承力杆、本体框、斜支杆共同构成三角支撑结构；所述本体框左右两侧的承力杆之间还分别设置有支撑杆；所述本体框前部上端对称设置有用于安装发动机涡轮泵的涡轮泵安装支座；所述本体框后部上端对称设置有用于安装调节器和主阀的调节器安装支座。2.根据权利要求1所述的一种大范围变推力双机并联泵压式发动机机架，其特征在于：所述对接耳片表面对称设置有两个通孔；所述通孔一个为定位销孔，另一个为连接螺栓孔。3.根据权利要求2所述的一种大范围变推力双机并联泵压式发动机机架，其特征在于：所述本体框、承力杆、支撑杆、涡轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯耀辉，蒲光荣，周塞塞，张金容，
申请(专利权)人：中国航天科技集团公司第六研究院第十一研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61