【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于发动机测量工装领域，具体涉及小型固体火箭发动机重心轴向位置快速测量装置及其设计方法。
技术介绍
1、某小型固体火箭发动机，整体为二阶柱状，重心在轴线上，依据设计要求需要测量发动机重心距其后端面(发动机大端端面)的距离。传统采用吊绳法进行测量，具体过程为：用细绳一头绕成一个绳圈并套在发动机大端外圆柱面上；拉起细绳另一头，调整绳圈位置，当发动机被吊起且处于水平状态时，测量绳圈量距发动机大端端面的距离，即为需要测量的值。此种方面虽然易操作，但劳动强度大，需频繁调整绳圈位置，且测量误差较大，不适用于大批量发动机重心位置测量。
2、另一种方法是采用双电子秤测量，具体过程为：将发动机水平放置，在左右两端设置支撑点，通过电子秤分别测量两支撑点的支持力大小，按照力矩平衡原理，计算出重心位置。为保证测量精度，支撑点要尽量做到“点接触”，即支撑点尖锐，这就容易划伤发动机表面涂层，影响交付质量。
技术实现思路
1、为了解决现有固体火箭发动机发动机重心位置测量方法劳动强度大、测量误差大的问题，本专利技术提供一种小型固体火箭发动机重心轴向位置快速测量装置及其设计方法。
2、为实现上述目的，本专利技术所提供的技术解决方案是：小型固体火箭发动机重心轴向位置快速测量装置，该发动机为二阶轴状，特别之处在于：该测量装置包括滚转架1、支撑组件、指示组件和硬质底板8；
3、所述滚转架1位于硬质底板上，滚转架1包括同心固定设置的大圆环101和小圆环102；
4、
5、所述刻度盘3卡套在小圆环端面上，且刻度盘中心与滚转架中心共线；所述刻度盘上沿周向设有刻度示值，所述刻度示值为发动机重心到其大端端面的距离；
6、两个所述支撑组件中心对称设置在滚转架大圆环101内壁上；
7、所述支撑组件包括挡板5、大弧座6和小弧座7，所述小弧座7、大弧座6和挡板5依次竖直固定在滚转架大圆环内壁上，所述大弧座6和小弧座7顶部设有弧形支撑结构，分别与发动机大端和小端侧壁匹配，用于支撑发动机；所述大弧座6和小弧座7上弧形结构轴线重合；
8、所述挡板8能够与发动机大端端面贴合，用于定位支撑发动机端面位置。
9、进一步的，所述大弧座6包括第一弧形托板601和第一立柱602，所述第一弧形托板601固定安装在第一立柱顶端，第一弧形托板的弧形面能够与发动机大端侧壁贴合；所述第一立柱602底端竖直与滚转架大圆环内壁固连，第一立柱的高度使得发动机大端位于第一弧形托板上时发动机不与滚转架小圆环接触。
10、进一步的，所述小弧座7包括第二弧形托板701和第二立柱702，所述第二弧形托板701固定安装在第二立柱顶端，第二弧形托板的弧形面能够与发动机小端侧壁贴合；所述第二立柱702底端竖直与滚转架大圆环内壁固连；所述第二立柱702的高度等于第一立柱高度与发动机大小端半径差之和，使得第二弧形托板与第一弧形托板中心高相等。
11、进一步的，所述大弧座6与小弧座7之间安装距离为发动机轴向尺寸的一半。
12、进一步的，所述挡板5距大弧座6安装位置为6mm-10mm。
13、进一步的，所述大圆环101外壁硬度hrc为40-50，光洁度ra为0.8-1.6。
14、进一步的，所述刻度盘3为弧形结构，中部设有弧形卡槽，卡槽宽度等于滚转架小圆环的厚度，弧形结构的外弧面和内弧面半径分别等于小圆环的内径和外径。
15、进一步的，所述大圆环101内壁与小圆环102外壁之间通过多个辐板连接，所述多个辐板呈中心对称设置。
16、上述快速测量装置的设计方法，包括以下步骤：
17、步骤1、根据发动机外形及尺寸，制作发动机标定物，所述发动机标定物内部中空；
18、步骤2、设计确定支撑组件相关尺寸：
19、1)大弧座6的第一弧形托板曲面半径取发动机大端半径值，第一立柱的高度满足使得发动机大端位于第一弧形托板上时不与滚转架小圆环接触；
20、2)挡板5的高度使得挡板端面能够与发动机大端端面贴合；
21、3)小弧座7的第二弧形托板曲面半径取发动机小端半径值，第二立柱的高度等于第一立柱高度与发动机大小端半径差之和；
22、步骤3、设计刻度盘3上的刻度示值；
23、步骤3.1、将步骤1发动机标定物放置在支撑组件上，调整发动机标定物内孔中重物位置，使标定物处于水平状态，测量获得滚转架中心与发动机轴线的距离b、挡板左端面到滚转架竖直方向的轴切面的距离a；
24、步骤3.2、计算刻度示值；
25、1)指针2与发动机标定物轴线垂直时，指示盘上刻度值为a；
26、2)指针2方向与发动机标定物轴线不垂直时，根据公式b*tanθ+a计算重心到发动机大端端面的距离，在±5°范围内间隔选取θ值计算获得多个刻度示值，其中θ为垂直于发动机轴线的滚转架径向线与指针延长线的夹角；
27、步骤3.3、将已知重心位置的发动机放置在支撑组件上，观察指针2指示的示值，根据重心到发动机大端端面的实际距离与指针2指示的示值之间误差大小，调整标定刻度盘(3)上刻度示值。
28、进一步的，所述步骤3中，在±5°范围内每间隔0.3°-0.5°选取θ值计算获得多个刻度示值。
29、本专利技术的优点是：
30、1、本专利技术将待测发动机通过支撑件安装在滚转架上，利用机械结构自平衡原理，滚转架在很短时间内能够达到平衡，实现对发动机重心轴向位置的快速确定。
31、2、本专利技术通过预先计算指针到挡板的距离，在滚转架的小圆环端面上安装刻度盘，刻度盘上制有距离刻线，测量时，仅需通过指针指示的刻度，就能快速获得发动机重心到其后端面的距离，操作简单，操作者劳动强度低，测量效率高。
32、3、采用本专利技术装置在测量时，发动机放置在大弧座和小弧座上的弧形结构上，弧形结构的弧形面与发动机外壁圆弧面匹配，测量过程中不会造成发动机表面划伤等问题，确保了发动机出厂交付质量。
33、4、本专利技术测量过程中不需要使用外部能源，符合不能使用带电、热、高压气体等特殊生产环境要求，避免了测量过程中安全隐患。
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1.小型固体火箭发动机重心轴向位置快速测量装置，该发动机为二阶轴状，其特征在于，该测量装置包括滚转架(1)、支撑组件、指示组件和硬质底板(8)；
2.根据权利要求1所述快速测量装置，其特征在于，所述大弧座(6)包括第一弧形托板(601)和第一立柱(602)，所述第一弧形托板(601)固定安装在第一立柱顶端，第一弧形托板的弧形面能够与发动机大端侧壁贴合；所述第一立柱(602)底端竖直与滚转架大圆环内壁固连，第一立柱的高度使得发动机大端位于第一弧形托板上时发动机不与滚转架小圆环接触。
3.根据权利要求2所述快速测量装置，其特征在于，所述小弧座(7)包括第二弧形托板(701)和第二立柱(702)，所述第二弧形托板(701)固定安装在第二立柱顶端，第二弧形托板的弧形面能够与发动机小端侧壁贴合；所述第二立柱(702)底端竖直与滚转架大圆环内壁固连；所述第二立柱(702)的高度等于第一立柱高度与发动机大小端半径差之和，使得第二弧形托板与第一弧形托板中心高相等。
4.根据权利要求1所述快速测量装置，其特征在于，所述大弧座(6)与小弧座(7)之间安装距离为发动
5.根据权利要求4所述快速测量装置，其特征在于，所述挡板(5)距大弧座(6)安装位置为6mm-10mm。
6.根据权利要求1所述快速测量装置，其特征在于，所述大圆环101外壁硬度HRC为40-50，光洁度Ra为0.8-1.6。
7.根据权利要求1所述快速测量装置，其特征在于，所述刻度盘(3)为弧形结构，中部设有弧形卡槽，卡槽宽度等于滚转架小圆环的厚度，弧形结构的外弧面和内弧面半径分别等于小圆环(102)的内径和外径。
8.根据权利要求1所述快速测量装置，其特征在于，所述大圆环(101)的内壁与小圆环(102)的外壁之间通过多个辐板(9)连接，多个辐板呈中心对称设置。
9.权利要求3所述快速测量装置的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述设计方法，其特征在于，所述步骤3中，在±5°范围内每间隔0.3°-0.5°选取θ值计算获得多个刻度示值。
...【技术特征摘要】
1.小型固体火箭发动机重心轴向位置快速测量装置，该发动机为二阶轴状，其特征在于，该测量装置包括滚转架(1)、支撑组件、指示组件和硬质底板(8)；
2.根据权利要求1所述快速测量装置，其特征在于，所述大弧座(6)包括第一弧形托板(601)和第一立柱(602)，所述第一弧形托板(601)固定安装在第一立柱顶端，第一弧形托板的弧形面能够与发动机大端侧壁贴合；所述第一立柱(602)底端竖直与滚转架大圆环内壁固连，第一立柱的高度使得发动机大端位于第一弧形托板上时发动机不与滚转架小圆环接触。
3.根据权利要求2所述快速测量装置，其特征在于，所述小弧座(7)包括第二弧形托板(701)和第二立柱(702)，所述第二弧形托板(701)固定安装在第二立柱顶端，第二弧形托板的弧形面能够与发动机小端侧壁贴合；所述第二立柱(702)底端竖直与滚转架大圆环内壁固连；所述第二立柱(702)的高度等于第一立柱高度与发动机大小端半径差之和，使得第二弧形托板与第一弧形托板中心高相等。
4.根据权利要求1所述快速测量装...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐翔，曾国庆，张永强，张勇，桑菲，李莉苹，李新宏，梁悦妍，
申请(专利权)人：西安航天动力测控技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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