一种液体火箭发动机高强度厚壁导管精确修配方法，包括：1)在导管两端连接部位安装调整垫片，控制连接部位间隙，保证间隙均匀，满足后续装配需求；2)安装并调整测量转化装置，将空间尺寸转化为平面尺寸；3)在导管两端连接部位安装球面螺栓，使连接法兰中心线对齐；4)通过角磨机和锉刀精修各段端口对接面，保证零件对接面间隙均匀，焊接变形可控；5)进行锁底焊，通过在发动机上进行焊接，控制导管成型前的锁底焊缝连接端错壁量和对接间隙满足要求，待焊缝完全冷却后拆卸，确保导管顺利合拢；6)按上述步骤生产液体火箭发动机高强度厚壁导管，完成液体火箭发动机高强度厚壁导管精确修配。本发明专利技术能够导管生产难并加工效率低的问题。发明专利技术能够导管生产难并加工效率低的问题。发明专利技术能够导管生产难并加工效率低的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种液体火箭发动机高强度厚壁导管精确修配方法及系统
[0001]本专利技术涉及一种液体火箭发动机高强度厚壁导管的精确修配方法及系统，属于复杂空间走向特殊管材生产装配
技术介绍
[0002]液体火箭发动机氧化剂泵出口导管、燃料泵出口导管连接泵和相关阀门，为发动机燃烧室提供高压氧化剂和燃料，工作压力高达37.5MPa，是发动机关键部件，如图1所示。该种导管材料为高强钢S
‑
03、S
‑
06，壁厚达5～8mm，整根导管由多个零件组焊而成，焊缝数量≥5条，加工难度大。其原始加工方法生产工作量占单台发动机总装工作量的20％左右。该导管生产难并加工效率低。
[0003]专利技术的内容
[0004]本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种液体火箭发动机高强度厚壁导管的精确修配方法及系统，解决该导管生产的难点并提高加工效率，保证发动机质量，为液体火箭发动机生产效率提升、生产节拍论证以及生产模式的提升提供借鉴
[0005]本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种液体火箭发动机高强度厚壁导管精确修配方法，包括：
[0007](1)在导管两端连接部位安装调整垫片，控制连接部位间隙，保证间隙均匀，满足后续装配需求；
[0008](2)安装并调整测量转化装置，将空间尺寸转化为平面尺寸；
[0009](3)在导管两端连接部位安装球面螺栓，使连接法兰中心线对齐；
[0010](4)通过角磨机和锉刀精修各段端口对接面，保证零件对接面间隙均匀，焊接变形可控；
[0011](5)进行锁底焊，通过在发动机上进行焊接，控制导管成型前的锁底焊缝连接端错壁量和对接间隙满足要求，待焊缝完全冷却后拆卸，确保导管顺利合拢；
[0012](6)按上述步骤生产液体火箭发动机高强度厚壁导管，完成液体火箭发动机高强度厚壁导管精确修配。
[0013]进一步的，所述导管壁厚为5～8mm，包括法兰、弯管、直管以及锁底环，焊缝数量≥5条，接口法线异面且不平行。
[0014]进一步的，所述测量转化装置，将空间尺寸转化为平面尺寸，具体包括：
[0015]左右撑、中轴和独立撑；
[0016]左右撑与中轴配套使用，用于替代较长直管，与两端零件进行连接；
[0017]独立撑用于替代较短直管，与两端零件进行连接；
[0018]将左右撑和独立撑通过法兰与弯管进行连接，形成一个整体，通过测量独立撑尺寸和左右撑间距即可得出各段直管长度尺寸。
[0019]进一步的，在导管两端连接部位安装球面螺栓，使连接法兰中心线对齐，通过测量法兰间隙，控制法兰偏斜，包括：
[0020](3.1)安装法兰，由于连接面为球面，导致法兰间存在偏斜和中心线错位；
[0021](3.2)安装球面螺栓，锥形连接形式通过法兰安装孔可将法兰中心线对正；
[0022](3.3)通过调整法兰四周间隙控制法兰偏斜。
[0023]进一步的，精修后端面平面度≯0.1mm，坡口均匀，角度偏差≤
±2°
，连接部位错壁≯1mm。
[0024]进一步的，所述通过角磨机和锉刀精修各段端口对接面，具体包括如下步骤：
[0025](4.1)通过角磨机快速去除端口对接面余量；
[0026](4.2)使用锉刀精确去除对接面余量；
[0027](4.3)使用锉刀平整端面，去除毛刺和飞边。
[0028]进一步的，所述进行锁底焊，具体包括如下步骤：
[0029](5.1)锁底焊缝通过手工精修控制连接部位错壁≯1mm，并预留2～3mm对接间隙，确保导管顺利合拢、减少焊接缺陷；
[0030](5.2)进行氩弧焊接；
[0031](5.3)待焊缝完全冷却后拆卸，保证导管整体焊接变形量控制在
±
1mm以内，装配应力在可控范围内。
[0032]进一步的，本专利技术还提出一种液体火箭发动机高强度厚壁导管精确修配系统，包括：
[0033]连接部位间隙调整模块：在导管两端连接部位安装调整垫片，控制连接部位间隙，保证间隙均匀，满足后续装配需求；
[0034]空间尺寸转化模块：安装并调整测量转化装置，将空间尺寸转化为平面尺寸；
[0035]连接法兰中心线对齐模块：在导管两端连接部位安装球面螺栓，使连接法兰中心线对齐；
[0036]精修模块：通过角磨机和锉刀精修各段端口对接面，保证零件对接面间隙均匀，焊接变形可控；
[0037]锁底焊模块：进行锁底焊，通过在发动机上进行焊接，控制导管成型前的锁底焊缝连接端错壁量和对接间隙满足要求，待焊缝完全冷却后拆卸，确保导管顺利合拢；完成液体火箭发动机高强度厚壁导管精确修配。
[0038]本专利技术与现有技术相比的有益效果是：
[0039](1)质量提升：导管变形受控，整根导管变形量≤1mm，装配间隙均匀、整体装配应力小，装配后气密一次合格，用此方法生产的80余台发动机均试车成功并交付飞行使用；
[0040](2)效率提升：导管端口大部分余量可提前通过机械加工去除，人工去除工作量减少80％～90％，焊缝焊接缺陷少，整根导管生产时间由10天缩短至3天，效率提升3倍以上；
[0041](3)效益提升：人力成本由3～4人协同操作减少为1人独立完成，结合降低废品率、缩短生产周期等效果，综合达到了效益提升的目的。
[0042](4)按本专利技术方法生产液体火箭发动机高强度厚壁导管整体焊接变形量控制在
±
1mm以内，装配应力小，相连组件内泄漏装配前后无变化，最终满足整根导管的空间装配需求。
附图说明
[0043]图1为液体火箭发动机氧化剂泵出口导管、燃料泵出口导管连接泵示意图；
[0044]图2是测量转化装置示意图。
具体实施方式
[0045]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细的描述：
[0046]本专利技术通过制作测量转化装置将空间尺寸转化为平面尺寸，降低测量难度；通过制作自带定位的球面导向螺栓保证测量的准确性和一致性；通过制作调整垫片以及焊接收缩量的统计形成焊接收缩量精确控制法，将各段修配后长度确定；通过角磨机+锉刀手工精修各段端口对接面；通过将导管成型前的锁底焊缝安排在发动机上焊接控制连接部位错壁和对接间隙满足要求，确保导管顺利合拢，最终满足整根导管的空间装配需求。
[0047]导管特点：
[0048](1)材料为高强钢S
‑
03、S
‑
06；
[0049](2)大壁厚(壁厚达5～8mm)；
[0050](3)焊缝数量多(焊缝数量≥5条)
[0051]本专利技术特点：
[0052]测量转化装置；
[0053]自带定位的球面导向螺栓；
[0054]焊接收缩量精确控制法；
[0055]角磨机+锉刀手工精修法；
[005本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种液体火箭发动机高强度厚壁导管精确修配方法，其特征在于包括：在导管两端连接部位安装调整垫片，控制连接部位间隙，保证间隙均匀，满足后续装配需求；安装并调整测量转化装置，将空间尺寸转化为平面尺寸；在导管两端连接部位安装球面螺栓，使连接法兰中心线对齐；通过角磨机和锉刀精修各段端口对接面，保证零件对接面间隙均匀，焊接变形可控；进行锁底焊，通过在发动机上进行焊接，控制导管成型前的锁底焊缝连接端错壁量和对接间隙满足要求，待焊缝完全冷却后拆卸，确保导管顺利合拢；按上述步骤生产液体火箭发动机高强度厚壁导管，完成液体火箭发动机高强度厚壁导管精确修配。2.根据权利要求1所述的一种液体火箭发动机高强度厚壁导管精确修配方法，其特征在于：所述导管壁厚为5～8mm，包括法兰、弯管、直管以及锁底环，焊缝数量≥5条，接口法线异面且不平行。3.根据权利要求1所述的一种液体火箭发动机高强度厚壁导管精确修配方法，其特征在于：所述测量转化装置，将空间尺寸转化为平面尺寸，具体包括：左右撑、中轴和独立撑；左右撑与中轴配套使用，用于替代较长直管，与两端零件进行连接；独立撑用于替代较短直管，与两端零件进行连接；将左右撑和独立撑通过法兰与弯管进行连接，形成一个整体，通过测量独立撑尺寸和左右撑间距即可得出各段直管长度尺寸。4.根据权利要求1所述的一种液体火箭发动机高强度厚壁导管精确修配方法，其特征在于：在导管两端连接部位安装球面螺栓，使连接法兰中心线对齐，通过测量法兰间隙，控制法兰偏斜，包括：(3.1)安装法兰，由于连接面为球面，导致法兰间存在偏斜和中心线错位；(3.2)安装球面螺栓，锥形连接形式通过法兰安装孔可将法兰中心线对正；(3.3)通过调整法兰四周间隙控制法兰偏斜。5.根据权利要求1所述的一种液体火箭发动机高强度厚壁导管精确修配方法，其特征在于：精修后端面平面度≯0.1mm，坡口均匀，角度偏差≤
±2°
，连接部位错壁≯1mm。6.根据权利要求1所述的一种液体火箭发动机高强度厚壁导管精确修配方法，其特征在于：所述通过角磨机和锉刀精修各段端口对接面，具体包括如下步骤：(4.1)通过角磨机快速去除端口对接面余量；(4.2)使用锉刀精确去除对接面余量；(4.3)使用锉刀平整端面，去除毛刺和飞边。7.根据权利要求1所述的一种液体火箭发动机高强度厚壁导管精确修配方法，其特征在于：所述进行锁底焊，具体包括如下步骤：(5.1)锁底焊缝通过手工精修控制连接部位错壁≯1mm，并预留2～3mm对接间隙，确保导管顺利合拢、减少焊接缺陷；(5.2)进行氩弧焊...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫明辉，张国悦，侯乔，何小虎，杨华，曹文，孟巍，邓力男，
申请(专利权)人：西安航天发动机有限公司，
类型：发明
国别省市：
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