一种卸载缓冲拉力地装置

1、一种卸载缓冲拉力的装置技术领域本发明属于传感测控装置领域，特别涉及火箭发动机推力测试系统的 静态标定装置。背景技术姿控火箭发动机用于航天器的轨道转移、末速修正和姿态控制，广泛 用于卫星、火箭及多级运载器等。对其推力的准确测量有助于发动机性能 的提高，而测量系统中工作传感器的原位校准是保证准确测量的前提条件。目前国内外对火箭发动机推力的测试做了大量研究，也提出了多种测 试系统。每一种测试系统都重点设计了工作传感器的原位校准装置。2005年国防科技大学博士生李海涛在其博士毕业论文“火箭发动机推力矢量测 量理论、方法与自动测试技术研究”第 46页提出了一种自动液压原位校准 系统，加载卸载过程全部液压

2、控制，优点是可实现稳定加载卸载，自动化 程度高，缺点是系统复杂，成本高，中间环节多，累积误差比较大；大连理工大学学报2009年7月第49卷第4期刊出的文章“小力值火箭发动机 推力测量静态标定装置研制”针对其自身液压加载装置提出在移动缸体端 部加一预紧弹簧，优点利用弹簧力可以克服液压加载装置内部的摩擦阻力， 使测试装置恢复初始加载状态，缺点是卸载瞬间弹簧力加剧了卸载引起的 力冲击，导致液压油泄露。并且回程力值不稳定，只能用于升程校准，准 确回程校准难以实现，不能有效减小回程误差。发明内容本发明所要解决的技术难题是克服上述现有技术的缺陷，针对自主设 计的液压加载装置，为解决卸载过程中液压加载装置难

3、以克服其内部摩擦 而不能自动复位、卸载瞬间力冲击大以及无法实现准确回程校准等问题发 明了一种卸载缓冲拉力的装置。该装置以双重弹簧为主要卸载缓冲元件， 特点是体积小，结构简单，成本低，操作方便，功能性较强。本发明采用的技术方案是：一种卸载缓冲拉力的装置由圆筒1、上盖2、 基座3、内弹簧4、外弹簧5、液压缸支撑法兰6及连接螺栓7组成。液压 缸支撑法兰6作为支撑，是一种开有中心通孔 v的阶梯状回转体结构，其 上留有小凸台u,在液压缸支撑法兰上表面f上开有环形槽y,并均匀布置 6个螺纹孔g，安装凸台j上均匀布置4个阶梯孔i，底端中心开有液压缸 支撑孔h;基座3是一种外表面攻有细牙螺纹 p，并开有基座中

4、心通孔c的 结构，基座底端留有基座安装凸台 n并在该凸台上均匀布置6个连接孔e， 通过连接螺栓7与液压缸支撑法兰刚性连接；内弹簧 4套在液压缸支撑法 兰小凸台u上，底端与内弹簧支撑面x接触；圆筒1是一种开有圆筒孔s， 底端留有圆筒边沿凸台0的柱状结构，圆筒底端内表面车有30锥面W,将 其套在内弹簧4上，弹簧顶端与圆筒上端内表面t接触；外弹簧5套在圆 筒1上，底端与外弹簧支撑面d接触；上盖2是一种中心开有上盖通孔r， 并开有大螺纹孔b的结构，在其上端外表面均匀布置3个上盖小孔q，通过 螺纹连接与基座3固连；再把拉杆8如图1, 2所示装到该装置上。本发明的显著效果是：加载过程中，在拉力F作用下，圆

5、筒1进入环形槽y，内弹簧4受压，外弹簧5得到释放；卸载过程中，内弹簧4在其自 身弹性恢复力作用下伸长，弹性力作用到拉杆轴肩a上，将加载力全部卸载掉，此时，外弹簧5被压缩，将起到缓冲力冲击的作用，使力卸载稳定， 能够实现准确的回程校准。附图说明图1为卸载缓冲装置三维图，图2为卸载缓冲装置装配示意图，图 3 为工作传感器原位校准系统简图。其中： 1-圆筒；2-上盖；3-基座；4-内 弹簧；5-外弹簧；6-液压缸支撑法兰；7-连接螺栓；8-拉杆；a-拉杆轴肩； b-大螺纹孔；c-基座中心通孔；d-外弹簧支撑面；e-连接孔；f-液压缸支 撑法兰上表面；g-螺纹孔；h-液压缸支撑孔；i-阶梯孔；j-安装

6、凸台； k-定位面；m-定位凸台；n-基座安装凸台；o-圆筒边沿凸台；p-细牙螺纹； q-上盖小孔；r-上盖通孔；s-圆筒孔；t-圆筒上端内表面；u-小凸台；v- 中心通孔；w-30锥面；x-内弹簧支撑面；y-环形槽。具体实施方式结合附图和技术方案详细说明本发明的具体实施方式，如图1,2所示，液压缸支撑法兰6作为支撑件，安装时，基座3通过均布的6个螺栓7与 液压缸支撑法兰6刚性连接；内弹簧4作为主要卸载元件套在液压缸支撑 法兰小凸台u上，底端与内弹簧支撑面x接触；圆筒1是直接受力元件套 在内弹簧4上，弹簧顶端与圆筒上端内表面t接触；外弹簧5作为主要缓 冲元件套在圆筒1上，底端与外弹簧支撑面d接

7、触；上盖2透过上盖通孔r 套在圆筒1上，通过螺纹连接，把上盖2和基座3连接在一起，并使用扳 手根据所需要的预紧力通过上盖小孔 q把弹簧预紧，该过程中，上盖挤压 外弹簧5，外弹簧5挤压外弹簧支撑面d，圆筒1产生位移，使内弹簧4受 压，继续预紧，圆筒1将进入环形槽y;最后将拉杆8从上到下依次穿过圆 筒孔s，中心通孔V，安装到该装置上。安装完成后，将整套装置安装到测 试系统的支撑架14上，通过液压缸支撑法兰6的定位凸台m和定位面k定 位，穿过阶梯孔i的螺栓将其紧固在支撑架14上。拉杆8 一端与标准拉压 力传感器12左端相连，另一端在锁紧螺母9作用下与液压缸10尾部固连， 如图3所示。火箭发动机推力测

8、试系统中工作传感器原位校准时，液压油推动液压缸10水平向左发生微小移动，与其固连的拉杆 8也随之左移，拉杆8带动 标准拉压力传感器12,标准拉压力传感器12右端通过拉杆13与工作传感 器15相连，工作传感器与火箭发动机 16直接相连。移动一定程度后，两 传感器对同一力值产生输出，以此来校准工作传感器。一次校准完成后， 卸载时由于液压缸内部摩擦，加载力不能完全被卸载，并且卸载瞬间对测 试系统和液压加载系统的力冲击大，导致液压油泄漏，无法实现稳定卸载 和准确地回程校准，因此需要一种拉力的卸载缓冲装置。本装置以双重弹簧为主要卸载缓冲兀件，加载过程中，拉杆轴肩a挤压圆筒1,压缩内弹簧4，内弹簧4和圆筒1产生位移，圆筒移动进入环形 槽y，此时外弹簧5被释放，但要求圆筒最大工作行程不大于外弹簧预压变 形量；卸载过程中，拉杆拉力瞬间大幅度降低，受压的内弹簧在自身弹性 力作用下有恢复到初始状态的趋势，弹性力通过圆筒1作用到拉杆轴肩a上，根据需要，设计内弹簧 4在其恢复力作用下足以推动拉杆恢复到初始 状态。此时，外弹簧5会受压，阻止力的恢复，但因刚度比内弹簧小，所 以不会影响拉杆8的恢复，反而能够起到缓冲冲击，使卸载稳定的作用， 能够实现准确的回程校准。本装置安装在火箭发动机推力测试系统工作传感器的原位校准装置 中，通过实验验证，不仅能