CN105347277A - 一种大型液体火箭发动机整机翻转装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种大型液体火箭发动机整机翻转装置，单一吊点的主吊梁两端分别安装链轮组件，链条绕过链轮组件中的链轮，链条两端分别固连翻转臂的两端；电机安装在主吊梁上，驱动力通过减速机构带动输出轴，输出轴带动链轮组件，链条转动，进而带动翻转臂的空间角度变化；发动机固定在翻转臂上，且发动机质心位于两个翻转臂之间。本发明在单吊点情况下完成发动机整机翻转，翻转过程平稳、可控，并具有自锁功能，保证发动机安全性，并实现多型号通用。

Description

一种大型液体火箭发动机整机翻转装置

技术领域

本发明涉及一种发动机整机翻转工艺装备。

背景技术

液体火箭发动机现多采用竖直状态装配，装配完成后由于运输、交付及后续对接的要求，需要对其进行整机翻转操作，使其由竖直状态翻转为水平状态或由水平状态翻转为竖直状态。根据厂房条件，需要设计一种发动机整机翻转装置，可在单吊点情况下完成发动机整机0～90°范围内的翻转。该翻转装置要采取相应措施保证发动机翻转过程平稳、可控，具有自锁功能，保证发动机安全性，并可应用于多型号发动机整机翻转。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种大型液体火箭发动机整机翻转装置，在单吊点情况下完成发动机整机0～90°范围内的翻转，翻转过程平稳、可控，并具有自锁功能，保证发动机安全性，并实现多型号通用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括主吊梁、电机、减速机构、输出轴、链轮组件、链条和翻转臂。

所述主吊梁的中部为单一吊点，两端分别安装链轮组件，链条绕过链轮组件中的链轮，链条两端分别固连翻转臂的两端；电机安装在主吊梁上，驱动力通过减速机构带动输出轴，输出轴带动链轮组件，链条转动，进而带动翻转臂的空间角度变化；发动机固定在翻转臂上，且发动机质心位于两个翻转臂之间。

所述减速机构使用涡轮、蜗杆传动方式，驱动力矩只能由电机传至输出轴，反之自锁。

所述的链条与链轮通过卡槽连接，使得位于链轮两侧的链条分别单独受力，确保发动机在翻转过程中能定位在任意角度。

所述的链轮组件与丝杠螺纹连接，能在丝杠驱动下沿主吊梁移动，改变在主吊梁上的位置。

所述翻转臂的两端设置耳片，耳片和翻转臂通过销轴连接，耳片与链条铰接。

本发明的有益效果是：利用装置自身所带电机提供翻转所需动力，在单一吊点情况下实现发动机自动翻转功能，操作简便，过程平稳，通装置体积小，便于转场和运输。在发动机翻转过程中，翻转速度可控，质心自适应，具有自锁功能，保证发动机安全性。通过调节两链轮组件在输出轴上的位置，改变两链轮组件之间或其整体相对与主吊梁吊点的距离，适应不同型号发动机质心状态，使用范围广，通用性强。。

附图说明

图1为电机与减速机构连接示意图；

图2为减速机构多级减速示意图；

图3为减速机构涡轮蜗杆减速结构示意图；

图4为减速机构与输出轴连接示意图；

图5为链轮组件与输出轴、链条及丝杠连接示意图；

图6为翻转臂与发动机连接示意图；

图7为翻转装置起吊示意图，其中，(a)为竖直起吊示意图，(b)为(a)的左视图，(c)为翻转水平后示意图；

图8为手轮组件与丝杠连接示意图；

图9为本发明结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。

本发明具有翻转速度可控，质心自适应，操作简便，过程平稳，通用性强等特点，可用于多型号大型液体火箭发动机整机翻转过程。

如图9所示，本发明的发动机整机翻转装置由主吊梁1、电机2、减速机构3、输出轴4、链轮组件5、链条6、翻转臂7、手轮组件8、丝杠9组成。主吊梁1为单一吊点，为翻转提供支点，启动电机2输出驱动力，通过减速机构3的多级减速，达到发动机翻转所需适宜速度，使翻转过程平稳、可控。该减速机构3内部使用涡轮、蜗杆传动方式，具有单向传递特点，驱动力矩只能由电机2传至输出轴4，反之自锁，避免由于电机2突然失效造成反向翻转，提高了装置使用的安全性。驱动力通过减速机构3输出至输出轴4上的链轮组件5，带动链条6转动。链轮组件5将链条6一分为二，两条链条分别单独受力，使得发动机在0～90°翻转过程中任意角度均能定位。链条6转动带动翻转臂7空间角度变化，翻转臂7带动发动机实现0～90°的翻转。链条6两端与翻转臂7为销轴铰接，在翻转过程中，链条6角度可随发动机质心变化随时自适应调整，使得发动机质心始终处于链条6与翻转臂7组成的三角区域内，保证发动机翻转过程安全性。在翻转臂7上设置耳片和销轴连接的铰链结构，使发动机翻转过程，随着链条6角度变化，耳片随之旋转，自动调节，减少由于受力方向改变而产生的剪切力矩，增加翻转过程安全性。

通过调节两链轮组件5在输出轴4上的位置，改变两链轮组件5之间或其整体相对与主吊梁1吊点的距离，适应不同型号发动机质心状态，防止发动机翻转过程出现偏摆。

如图1所示，电机2是本装置的动力元件，工作时提供翻转所需动力，根据发动机重量、质心分布及装置传动效率计算所需功率。电机2使用380V工业用电作为动力源，通过改变电路中电流方向使电机2反转，以达到翻转水平和翻转竖直要求。电机2与减速机构3通过螺纹、键连接，并在旋转接触部位设置相应轴承，减少摩擦，提高传动效率。

如图2、3、4所示，为了将电机输出转速降至发动机整机翻转所要求的速度，减速机构3共设有三级减速，其中前两级为涡轮蜗杆减速，涡轮蜗杆传动实现对传动方向的控制，蜗杆10作为主动件与电机2连接，使电机2的输出力矩通过涡轮11顺利传输到输出轴4，反之则无法传递。即使电机2停止工作，装置立即自锁，翻转动作在当前位置停止。最后一级减速为齿轮减速，目的在不改变转动方向前提下实现减速。根据翻转装置负载力及各级传动效率，计算减速机构3各零件尺寸。

如图4所示，输出轴4与减速机构3末端通过螺纹、键连接，并在旋转接触部位设置相应轴承，减少摩擦，提高传动效率。输出轴材料选择刚强度钢，运用优化设计和等强度设计方法对输出轴进行计算和校核确定输出轴4直径及所需键尺寸。

如图5所示，链轮组件5通过卡槽结构与主吊梁1连接，通过螺纹结构进行固定，主要承受翻转过程中发动机、翻转臂7、链条6等的重力。链轮组件5通过键结构与输出轴4连接，承受翻转过程中的扭转力矩。链轮组件5通过螺纹与丝杠9单螺纹连接，为调节链轮组件5位置提供动力。链条6与链轮组件5通过卡槽连接，使得位于链轮组件5两侧的链条6可分别单独受力，增强装置翻转过程中的稳定性。

如图6、7所示，翻转臂7与发动机通过螺纹、键连接，翻转臂7长度根据发动机重量及质心位置确定，使发动机质心位于翻转臂7以内。链条6转动带动翻转臂7空间角度发生变化，使得发动机完成整机翻转功能。为减少由于受力方向改变而产生的剪切力矩，在翻转臂7上设置耳片和销轴连接的铰链结构，使发动机翻转过程，随着链条6角度变化，耳片随之旋转，自动调节，使翻转臂7翻转过程中受力更为科学，增加翻转过程安全性。

如图4、5、8所示，为使翻转装置适应多型号发动机通用，通过丝杠9结构将两链轮组件5设置为独立可调结构。丝杠9通过螺纹与主吊梁1连接，使用时，松开链轮组件5与主吊梁1的螺纹连接，旋转手轮组件8与丝杠螺纹、键连接。旋转手轮组件8，丝杠9转动，带动链轮组件5沿输出轴4上滑动。移动到位后，重新连接链轮组件5与主吊梁1的螺纹进行固定。通过调节两链轮组件5在输出轴4上的位置，改变两链轮组件5之间或其整体相对与主吊梁1吊点的距离，适应不同型号发动机质心状态，防止发动机翻转过程出现偏摆。

Claims (5)

1.一种大型液体火箭发动机整机翻转装置，包括主吊梁、电机、减速机构、输出轴、链轮组件、链条和翻转臂，其特征在于：所述主吊梁的中部为单一吊点，两端分别安装链轮组件，链条绕过链轮组件中的链轮，链条两端分别固连翻转臂的两端；电机安装在主吊梁上，驱动力通过减速机构带动输出轴，输出轴带动链轮组件，链条转动，进而带动翻转臂的空间角度变化；发动机固定在翻转臂上，且发动机质心位于两个翻转臂之间。

2.根据权利要求1所述的大型液体火箭发动机整机翻转装置，其特征在于：所述减速机构使用涡轮、蜗杆传动方式，驱动力矩只能由电机传至输出轴，反之自锁。

3.根据权利要求1所述的大型液体火箭发动机整机翻转装置，其特征在于：所述的链条与链轮通过卡槽连接，使得位于链轮两侧的链条分别单独受力，确保发动机在翻转过程中能定位在任意角度。

4.根据权利要求1所述的大型液体火箭发动机整机翻转装置，其特征在于：所述的链轮组件与丝杠螺纹连接，能在丝杠驱动下沿主吊梁移动，改变在主吊梁上的位置。

5.根据权利要求1所述的大型液体火箭发动机整机翻转装置，其特征在于：所述翻转臂的两端设置耳片，耳片和翻转臂通过销轴连接，耳片与链条铰接。