一種固體火箭發動機分段的環鍵連接結構的制作方法

本實用新型涉及一種固體火箭發動機的連接結構，具體涉及一種固體火箭發動機分段的環鍵連接結構。

背景技術：

固體火箭發動機主要結構組成一般分為安全點火裝置、燃燒室和噴管，燃燒室主要結構組成為殼體、絕熱層和推進劑。燃燒室通過殼體接頭與安全點火裝置和噴管連接。連接部位結構的工藝性、可操作性、連接結構質量大小、連接結構所占空間尺寸直接影響固體火箭發動機的先進性。

現有相近技術為L型分瓣卡環連接結構。該結構卡環截面為“L”型，一般沿圓周方向分四瓣、六瓣或八瓣。該結構多適用于殼體開口尺寸較大者，且受噴管結構相關，對于開口較小的發動機，受噴管結構尺寸及裝配空間的限制，無法采用該結構。

固體火箭發動機殼體與安全點火裝置及噴管連接應用最廣泛的方式為法蘭螺栓連接，L型卡環連接結構也有應用。法蘭螺栓連接方式最主要的問題是發動機消極質量偏高，所占軸向尺寸大，不利于提高發動機質量比，也不利于減小發動機空間尺寸，裝配過程繁瑣；L型卡環連接結構多適用于殼體開口尺寸較大者，對于開口較小的發動機，受噴管結構尺寸及裝配空間的限制，無法采用該結構。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是提供一種固體火箭發動機分段的環鍵連接結構，以解決固體火箭發動機分段之間的連接的問題。

為解決存在的技術問題，本實用新型采用的技術方案為：一種固體火箭發動機分段的環鍵連接結構，包括殼體接頭1、多塊環鍵2和噴管接頭4，其中，所述的殼體接頭1的周向在與噴管接頭4的裝配面接觸的一側設有一圈殼體接頭鍵槽6，在與殼體接頭鍵槽6對應的殼體接頭1的另一側設有窗口9，窗口9在殼體接頭1軸向的尺寸大于殼體接頭鍵槽6的尺寸，窗口9在殼體接頭1周向的尺寸大于環鍵2的尺寸；所述的噴管接頭4的周向在與殼體接頭1的裝配面接觸的一側且與殼體接頭鍵槽6對應的位置設有一圈噴管接頭鍵槽10；所述的多塊環鍵2通過窗口9安裝在殼體接頭鍵槽6和噴管接頭鍵槽10組成的一圈鍵槽中，環鍵2與鍵槽在殼體的軸線方向為間隙配合，在殼體的徑向方向為大間隙配合，用于連接噴管接頭4與殼體接頭1來固定噴管。

一般，在裝配殼體接頭1和噴管接頭4過程中，當將全部環鍵2通過窗口9安裝在鍵槽中后，可以通過膠粘、填充、焊接或其它方式將窗口9封裝，來防止安裝好的環鍵2從窗口9中掉出，為了安裝和拆卸方便，本發明所述的窗口9采用分段固定環鍵13結構封裝，分段固定環鍵13由2塊環鍵堵頭14、環鍵堵蓋15、螺釘16組成，所述的環鍵堵頭14分為內延環鍵17、定位凸臺18、窗口延伸環鍵19及窗口延伸環鍵螺孔20部分，內延環鍵17部分的截面與環鍵2的截面相同，并安裝在殼體接頭鍵槽6和噴管接頭鍵槽10組成的鍵槽中；定位凸臺18部分的外型面與窗口9的內型面的貼合處的型面一致；窗口延伸環鍵19部分上端開有窗口延伸環鍵螺孔20；所述的環鍵堵蓋15兩端與窗口延伸環鍵螺孔20對應部位開有光孔；所述的2塊環鍵堵頭14分別對應安裝在窗口9的兩側，環鍵堵蓋15安裝在2塊環鍵堵頭14之間的窗口延伸環鍵19上，并用螺釘16通過環鍵堵蓋15上孔安裝在窗口延伸環鍵螺孔20中，將2塊環鍵堵頭14和環鍵堵蓋15緊固在一起。

本發明所述的殼體接頭1的周向在與噴管接頭4的裝配面接觸的一側還設有 一圈密封槽7，用于安裝密封圈3。

為了方便殼體接頭1與噴管接頭4安裝時的定位，本發明所述的殼體接頭1與噴管接頭4的軸向接觸面還設有噴管軸向定位臺階8，噴管接頭4與殼體接頭1的噴管軸向定位臺階8對應位置的軸向接觸面還設有軸向定位面12，噴管軸向定位臺階8和軸向定位面12相互配合用于噴管接頭4的軸向定位。

為了固定通過噴管接頭4安裝在殼體接頭1上的噴管，使噴管不在周向轉動，本發明所述的殼體接頭1端面還開設有殼體接頭螺孔5，噴管接頭4還設有周向定位凸臺11，周向定位凸臺11與殼體接頭螺孔5對應位置開設有光孔，將周向定位凸臺11光孔與殼體接頭螺孔5用螺釘連接，用于實現噴管的周向定位。

為了避免環鍵2及環鍵堵頭14劃傷殼體接頭1或噴管接頭4，本發明所述的環鍵2及環鍵堵頭14的材料強度低于殼體接頭1和噴管接頭4的材料強度。

有益效果

本發明的一種固體火箭發動機分段的環鍵連接結構，適用于高壓強發動機，工藝性好，裝配和拆卸簡單，不需專用工裝，結構可靠性高，可減輕固體火箭發動機的消極質量，可有效縮短發動機的軸向尺寸。

附圖說明

圖1為固體火箭發動機殼體后接頭剖面圖。

圖2為固體火箭發動機殼體后接頭剖面圖。

圖3為固體火箭發動機殼體后接頭剖面A向視圖。

圖4為固體火箭發動機噴管接頭剖面圖。

圖5為固體火箭發動機噴管接頭剖面A向視圖。

圖6為固體火箭發動機分段固定環鍵組裝部分示意圖。

圖7為環鍵示意圖。

圖8為環鍵堵頭示意圖。

圖9為環鍵堵蓋示意圖。

圖10為窗口螺釘示意圖。

圖中，包括殼體接頭1、環鍵2、密封圈3、噴管接頭4、殼體接頭螺孔5、殼體接頭鍵槽6、密封槽7、噴管軸向定位臺階8、窗口9、噴管接頭鍵槽10、周向定位凸臺11、軸向定位面12、分段固定環鍵13、環鍵堵頭14、環鍵堵蓋15、螺釘16、內延環鍵17、定位凸臺18、窗口延伸環鍵19及窗口延伸環鍵螺孔20。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步的說明。

如圖1所示，固體火箭發動機分段的環鍵連接結構主要包括殼體接頭1、環鍵2、密封圈3和噴管接頭4。

如圖2及圖3所示，殼體接頭1設有殼體接頭螺孔5、殼體接頭鍵槽6、密封槽7、噴管軸向定位臺階8和窗口9。密封槽7中安裝密封圈3，密封結構為軸向密封；殼體接頭鍵槽為放置環鍵2，殼體接頭鍵槽6與環鍵2的殼體接頭軸線方向為間隙配合，殼體接頭徑向方向為大間隙配合；噴管軸向定位臺階8為實現噴管軸向定位；窗口9為環鍵裝配入口，窗口9的軸向中心線同殼體接頭鍵槽6的軸向中心線重合，窗口9的殼體接頭軸向尺寸大于殼體接頭鍵槽6的殼體接頭軸向尺寸，窗口9的殼體接頭周向尺寸有效段為環鍵2的殼體接頭周向尺寸的1.5倍，窗口9的殼體接頭周向兩端為圓弧過渡，窗口所有銳邊為圓滑處理，在滿足裝配要求及殼體接頭1強度時，窗口9的殼體接頭周向尺寸可適當增大；殼體接頭螺孔5設在殼體接頭1的端面，為噴管周向定位孔。

殼體接頭鍵槽6的上下面與側面交接處有圓角過渡，殼體接頭鍵槽6的上下 面有平行度要求，殼體接頭鍵槽6的上下面對殼體接頭1與噴管定位圓柱面軸線有垂直度要求。

如圖4和圖5所示，噴管接頭4設有噴管接頭鍵槽10、周向定位凸臺11和軸向定位面12。噴管接頭鍵槽10為放置環鍵2，與環鍵2的噴管接頭軸線方向為0間隙或小間隙配合；軸向定位面12為噴管軸向定位基準，周向定位凸臺11設有光孔，與殼體接頭端面螺孔5通過螺釘連接，用于實現噴管周向定位。

噴管接頭鍵槽10的上下面與側面交接處有圓角過渡，噴管接頭鍵槽10的上下面有平行度要求。

如圖6所示，分段固定環鍵13由環鍵2、環鍵堵頭14、環鍵堵蓋15、窗口螺釘16組成。環鍵2及環鍵堵頭14材料熱處理后強度低于殼體接頭1熱處理后強度；環鍵2沿殼體徑向方向均布在殼體接頭鍵槽6和噴管接頭鍵槽10組成的鍵槽內，環鍵2截面為矩形，工作過程受剪切和擠壓載荷，依此確定環鍵2的殼體徑向厚度和殼體軸向尺寸，環鍵2的殼體周向尺寸與殼體接頭1的窗口9尺寸設計相結合；環鍵堵頭14設有內延環鍵17、定位凸臺18、窗口延伸環鍵19及窗口延伸環鍵螺孔20，環鍵堵頭定位凸臺18與殼體接頭1的窗口9貼合處型面一致，環鍵堵頭14數量為2，環鍵2之間、環鍵堵頭14與環鍵2之間的殼體接頭周向間隙為0.5mm，裝配后定位凸臺18不得高于殼體外表面。環鍵堵蓋15兩端設有兩個光孔，窗口延伸環鍵螺孔20用于裝配環鍵堵蓋15后安裝窗口螺釘16，用螺釘16分別與兩個環鍵堵頭14的窗口延伸環鍵螺孔20連接固定環鍵堵蓋15，螺釘16裝配后上表面不能高于殼體外表面。

此外，環鍵2及環鍵堵頭14的材料強度低于殼體接頭1的材料強度和噴管接頭4的材料強度。

環鍵2可根據鍵槽周長大小，分成幾瓣或數十瓣組成；環鍵2的截面為矩 形，環鍵2整體加工后切割成型，四條棱角圓滑處理。環鍵2沿徑向方向均布在噴管接頭鍵槽6和噴管接頭鍵槽10組成的一圈鍵槽中。

具體實施時，殼體接頭1安裝密封圈3后，安裝噴管，噴管接頭4的軸向定位面12與殼體接頭1的噴管軸向定位臺階8貼合后，裝配環鍵2，用于連接噴管與殼體并固定噴管，裝配過程通過旋轉噴管帶動環鍵2周向運行，環鍵2全部裝配完畢，安裝環鍵堵頭14、環鍵堵蓋15及螺釘16，螺釘16需有擰緊力矩及防松措施，將噴管周向定位凸臺11光孔與殼體接頭螺孔5用螺釘連接；拆卸時，順序相反。