技術領域

本發明涉及固體火箭發動機裝配過程，特別是大型固體火箭發動機噴管裝配過程。

背景技術：

固體火箭發動機裝配過程是發動機研制的重要環節。大型固體火箭發動機噴管與噴管座的連接，設計主要采用法蘭螺栓連接，根據固體火箭發動機直徑大小的不同，其噴管法蘭與噴管座法蘭對應連接的光孔或螺孔數從十幾個到幾十個不等。在噴管與噴管座的對接部位，有密封面、密封圈以及高出密封面的非金屬絕熱臺階結構，是固體火箭發動機的關鍵部位。密封面、密封圈和非金屬絕熱臺階的設計精度要求高，密封面、密封圈和非金屬絕熱臺階的細微損傷都是不允許的。大型固體火箭發動機的噴管和噴管座，尺寸大，重量重，其裝配工藝主要采用立式吊裝工藝，即將噴管座固定后，將噴管吊起，在噴管和噴管座同軸、保證噴管和噴管座的連接面吻合的條件下，將噴管對應安裝于噴管座對應連接面上，再用螺栓擰緊。在裝配過程中，防止和避免密封面、密封圈和非金屬絕熱臺階的損傷工藝過程是關鍵的控制要求，如對密封面、密封圈和非金屬絕熱臺階的磕碰損傷的控制，對密封圈和非金屬絕熱臺階的剪切損傷的控制。在裝配過程中，噴管和噴管座的同軸度至關重要，如果噴管和噴管座的同軸度偏差大，僅噴管的自重就會造成密封圈的剪切損傷和非金屬絕熱臺階的破壞。

現行裝配過程采用無螺紋螺栓導向裝配工藝，當噴管被吊起且對應連接面向下，通過吊車將噴管移動至噴管座正上方位置，控制吊車，緩慢下移噴管使噴管與噴管座的連接對接面相距30mm～50 mm時,采用三個與裝配法蘭的螺孔或光孔直徑配套的無螺紋螺栓作為導向銷,三個螺栓導向銷均布插入噴管法蘭孔中，通過吊車移動噴管位置，使三個螺栓導向銷能夠插入對應的噴管座法蘭孔，從而保證噴管和噴管座同軸度，控制吊車緩慢下移噴管,使噴管和噴管座的連接面完全吻合,將未裝有螺栓導向銷的噴管和噴管座法蘭的孔安裝螺栓連接,再拔出螺栓導向銷并在相應位置安裝螺栓連接,最后將所有螺栓擰緊。

采用無螺紋螺栓導向裝配工藝，均布的三個螺栓導向銷先安裝于噴管法蘭孔，然后通過吊車移動噴管位置找對應的噴管座法蘭孔。由于噴管在噴管座的上方，螺栓導向銷安裝于噴管法蘭孔后，無法從上方觀察螺栓導向銷是否有效對應噴管座法蘭孔，只能采取專人從側面或噴管座的下方觀察螺栓導向銷是否對正對應噴管座法蘭孔，觀察人員與噴管位置移動操作人員為不同人員，多次因觀察人員指揮與噴管位置移動操作人員操作不同步或不一致而出現碰傷密封面、剪切密封圈、損壞非金屬絕熱臺階等質量問題，而且導向裝配過程耗時長，工作效率低。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是需要設計一個能夠固定在噴管座法蘭孔上的導向銷。在裝配過程中，使噴管法蘭向噴管座法蘭逐漸靠近時，在噴管與噴管座的連接對接面相距30mm～50 mm時,在噴管座法蘭孔上均布插入該導向銷并固定；通過吊車移動噴管位置，操作人員可從上方通過噴管法蘭孔可觀察到導向銷，同時依靠導向銷的引導，將噴管法蘭孔與噴管座法蘭孔對正，從而保證噴管和噴管座的同軸度；控制吊車緩慢下移噴管,使噴管和噴管座的連接面完全吻合,完成對接工作；將未裝有導向銷的噴管和噴管座法蘭孔安裝螺栓連接,再拔出導向銷并在相應位置安裝螺栓連接,最后將所有螺栓擰緊。采用該導向銷后，操作人員可從上方通過噴管法蘭孔觀察導向銷并操作，能夠避免操作人員與觀察指揮人員不同步或不一致所造成的誤操作，從而減少或避免工藝過程中對密封面、密封圈和非金屬絕熱臺階得損傷和破壞，同時也可提高工作效率。

本發明所采用的技術方案:

一種固體火箭發動機噴管裝配用導向銷，包括導向桿、漲圈、緊固螺母，導向桿包括導向主體和螺紋桿；導向主體中間部分為圓柱狀，兩端部分呈圓臺狀，兩端端面直徑均小于中間圓柱狀部分直徑；先將漲圈套裝于螺紋桿上，再將緊固螺母通過螺紋安裝于螺紋桿上；當未旋緊緊固螺母時，漲圈最大直徑應不大于噴管座法蘭孔直徑，漲圈最大直徑可與導向主體中間圓柱狀部分直徑相同或者漲圈最大直徑小于圓柱狀部分直徑；當逐漸旋緊緊固螺母時，漲圈將不斷擴漲，且靠近導向主體中間部分直徑最大并大于其圓柱狀部分直徑。

由于采用上述方案，當該導向銷從下方插入噴管座法蘭孔后，通過逐漸旋緊緊固螺母，漲圈直徑不斷擴漲，將形成漲圈與噴管座法蘭孔的緊配合，從而使該導向銷固定于噴管座法蘭孔上。同時由于導向銷的導向主體前端部分呈圓臺狀且前端面直徑小，通過操作人員的觀察操作可方便引導噴管法蘭孔與噴管座法蘭孔對正，也能夠避免操作人員與觀察指揮人員不同步或不一致所造成的誤操作，從而減少或避免工藝過程中對密封面、密封圈和非金屬絕熱臺階的損傷和破壞。

為保證固體火箭發動機噴管裝配用導向銷的強度，導向桿、漲圈、緊固螺母由金屬材料或硬質非金屬材料制成。當導向桿采用金屬材料時，其硬度應不大于噴管和噴管座的對接面金屬材料。導向桿采用硬質非金屬材料，硬度小于噴管和噴管座的對接面金屬材料，在裝配過程中，當導向桿與密封面偶爾發生碰撞，也不會導致密封面的損傷。

優選地，導向桿、漲圈、緊固螺母由硬質非金屬材料制成。

優選地，導向桿中導向主體由硬質非金屬材料制成，螺紋桿由金屬材料制成。螺紋桿可通過螺紋與導向主體連接并形成一體，或者將螺紋桿緊配合插入導向主體連接并形成一體。

優選地，當未旋緊緊固螺母時，漲圈的最大直徑與導向桿主體中間圓柱狀部分直徑相同，或者漲圈的最大直徑小于導向桿圓柱狀部分直徑。

附圖說明

圖1為導向銷結構示意圖。

圖2為導向桿示意圖。

圖3為漲圈示意圖。

圖4為緊固螺母示意圖。

圖5為導向銷導向裝配示意圖。

圖6為螺栓導向裝配示意圖。

圖中所示標記如下：1、導向桿；2、漲圈；3、緊固螺母；4、導向主體；5、螺紋桿；6、噴管法蘭；7、噴管座法蘭；8、無螺紋螺栓導向銷。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明做進一步的說明:

圖1為導向銷結構示意圖。該固體火箭發動機噴管裝配用導向銷，包括導向桿1、漲圈2、緊固螺母3，導向桿1包括導向主體4和螺紋桿5；導向主體4兩端部分呈圓臺狀，中間部分呈圓柱狀，中間部分直徑大，兩端面直徑小于中間部分圓柱狀直徑；先將漲圈2套裝于螺紋桿5上，再將緊固螺母3通過螺紋安裝于螺紋桿5上；當逐漸緊固螺母3時，漲圈2直徑將不斷擴漲，且靠近導向主體4中間圓柱段部位直徑最大。導向桿1、漲圈2、緊固螺母3的制作材料可以是金屬材料，也可以是硬質非金屬材料。

圖2為導向桿示意圖。導向桿1包括導向主體4和螺紋桿5；導向主體4兩端部分呈圓臺狀，中間部分呈圓柱狀，中間部分直徑大，兩端面直徑小于中間部分圓柱狀直徑；導向主體4和螺紋桿5可以是同一種材料一體制成，如金屬材料、硬質非金屬材料，也可以是不同種材料制成；當導向主體4是硬質非金屬材料，螺紋桿5是金屬材料時，螺紋桿5可通過螺紋與導向主體4連接并形成一體，或者將螺紋桿5緊配合插入導向主體4連接并形成一體。

圖3為漲圈示意圖。漲圈2的制作材料可以是金屬材料，也可以是硬質非金屬材料。

圖4為緊固螺母示意圖。緊固螺母3的制作材料可以是金屬材料，也可以是硬質非金屬材料。

圖5為導向銷導向裝配示意圖。當逐漸旋緊緊固螺母3時，漲圈2將不斷擴漲，且靠近導向主體4中間部分直徑最大并大于其圓柱狀部分直徑，并形成漲圈2與噴管座法蘭孔的緊配合，從而使該導向銷固定于噴管座法蘭孔上，噴管法蘭孔對正導向銷，噴管通過導向銷的引導與噴管座裝配到位。噴管與噴管座裝配過程中，由于該導向銷固定安裝于下方的噴管座法蘭孔，且導向銷的導向主體前端部分呈圓臺狀且前端面直徑小，通過操作人員的觀察操作可方便引導噴管法蘭孔與噴管座法蘭孔對正，也能夠避免操作人員與觀察指揮人員不同步或不一致所造成的誤操作，從而減少或避免工藝過程中對密封面、密封圈和非金屬絕熱臺階得損傷和破壞。

圖6為螺栓導向裝配示意圖。螺栓導向銷先安裝于噴管法蘭孔，然后通過吊車移動噴管位置找對應的噴管座法蘭孔，操作人員通過螺栓導向銷8引導，將噴管與噴管座裝配到位。螺栓導向銷8為金屬材料制作。在裝配過程中，螺栓導向銷8安裝于噴管法蘭孔后，無法從上方觀察螺栓導向銷8是否有效對應噴管座法蘭孔，只能采取專人從側面或噴管座的下方觀察螺栓導向銷是否對正對應噴管座法蘭孔，觀察人員與噴管位置移動操作人員為不同人員，因觀察人員指揮與噴管位置移動操作人員操作不同步而出現碰傷密封面、剪切密封圈、損壞非金屬絕熱臺階的質量問題，而且導向裝配過程耗時長。