本發(fā)明涉及一種無過渡環(huán)的低成本整體成形助推貯箱結(jié)構(gòu)，屬于航天運載器推進劑貯箱結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、推進劑貯箱是運載火箭動力系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，起到傳力、維形、存儲輸送推進劑等作用，約占箭體結(jié)構(gòu)重量的50～60％，輕質(zhì)化和可靠性要求高。貯箱結(jié)構(gòu)通常由前短殼、前底、箱筒段、后底、后短殼組合而成，其中常規(guī)貯箱的短殼、箱底與筒段之間需通過過渡環(huán)連接，連接形式包括對接過渡環(huán)和鎖底過渡環(huán)兩種，見圖1所示。過渡環(huán)一般采用鋁合金鍛環(huán)。

2、常規(guī)貯箱箱底由頂蓋+若干瓜瓣組成，采用零件先沖壓成形或拉伸成形，然后再拼焊的工藝方式。在等厚的情況下，焊縫的強度比金屬母材低，從質(zhì)量保證上，焊縫需進行x射線檢查，瓜瓣縱縫還需逐條進行液壓、氣密檢查。

3、常規(guī)貯箱的筒段每段長度均不同，每段均由兩塊壁板拼焊而成，中間點焊環(huán)形防晃框和張線角片。目前殼段長度較短，見圖2所示，殼段數(shù)量較多，導(dǎo)致貯箱縱縫和環(huán)縫數(shù)量較多，生產(chǎn)效率低。

4、綜上，當(dāng)前常規(guī)貯箱結(jié)構(gòu)仍存在一些問題，主要包括以下幾點：

5、(1)貯箱的短殼、箱底與筒段之間通過過渡環(huán)連接，過渡環(huán)采用鋁合金鍛環(huán)，造價高、生產(chǎn)周期長。

6、(2)箱底由頂蓋+若干瓜瓣拼焊組成，需要對焊縫進行x射線檢查，以及對每條縱縫均需進行液壓、氣密檢查，工序多、周期長。

7、(3)筒段的每段殼段長度較短、數(shù)量較多，貯箱縱縫和環(huán)縫數(shù)量較多，生產(chǎn)效率低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種無過渡環(huán)的低成本整體成形助推貯箱結(jié)構(gòu)，解決過渡環(huán)連接的成本高昂、拼焊箱底的生產(chǎn)周期長、短筒段的生產(chǎn)效率低等問題，實現(xiàn)減少助推貯箱主焊縫數(shù)量、縮短液壓氣密試驗周期、縮短整箱生產(chǎn)周期等目的。

2、本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

3、一種無過渡環(huán)的低成本整體成形助推貯箱結(jié)構(gòu)，包括：箱底、短殼、筒段；

4、箱底與短殼套裝后采用電阻點焊方式連接，形成箱底組合件；箱底組合件與筒段的對接環(huán)焊縫采用熔焊工藝連接。

5、進一步的，箱底采用整體旋壓工藝加工，無縱縫和環(huán)縫。

6、進一步的，箱底為倒扣碗狀的橢球底，大端邊緣處延長一段直筒段，用于與短殼點焊連接。

7、進一步的，箱底中部區(qū)域有一處厚度變化，以適應(yīng)橢球底箱底不同位置不同第二曲率半徑的承載能力差異。

8、進一步的，箱底與短殼套裝后采用電阻點焊方式連接，點焊區(qū)域具體為：

9、電阻點焊區(qū)域位于箱底大端邊緣處延長的直筒段，該直筒段外側(cè)為套裝的短殼，焊接時，從外向內(nèi)點焊，即從短殼向箱底方向點焊，焊透短殼。

10、進一步的，電阻點焊的焊點分為上中下三層，每層焊點位于一個圓周上，每個圓周上的焊點均勻分布，相鄰焊點相隔30mm；相鄰層的焊點交錯分布；層與層之間間距20～30mm。

11、進一步的，箱底組合件與筒段通過對接環(huán)焊縫采用熔焊工藝連接，具體為：箱底大端邊緣處延長的直筒段，與筒段直徑相同，正對筒段通過熔焊連接，該熔焊環(huán)焊縫即為對接環(huán)焊縫。

12、進一步的，箱底組合件與筒段之間無過渡環(huán)連接結(jié)構(gòu)。

13、進一步的，筒段采用1918mm的標準長度筒段。

14、進一步的，為適應(yīng)不同長度貯箱，采用n個所述標準長度筒段和1個自由長度筒段的模塊化筒段組合方式。

15、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：

16、(1)本發(fā)明貯箱的短殼、箱底與筒段之間取消過渡環(huán)結(jié)構(gòu)，箱底大端的直線段與短殼點焊，形成箱底組合件，再與筒段熔焊，節(jié)省昂貴的過渡環(huán)結(jié)構(gòu)，將過渡環(huán)分別與箱底、筒段、短殼連接的三條環(huán)焊縫簡化為一圈點焊區(qū)域和一條熔焊環(huán)焊縫，實現(xiàn)低成本快速制造。

17、(2)本發(fā)明采用整體旋壓工藝的箱底，減少了瓜瓣鈑金加工工序，緩解了瓜瓣成型工藝的生產(chǎn)壓力；無縱縫和環(huán)縫，免去了單底焊縫的焊接工序和液壓、氣密檢查工序，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)和檢測周期，提高產(chǎn)品可靠性；整體旋壓箱底的型面相對瓜瓣拼焊的箱底型面更加接近理論型面，有助于箱體容積的一致性；同時在原底型的基礎(chǔ)上，在箱底大端延長一段直線段，以實現(xiàn)與短殼的點焊。

18、(3)本發(fā)明在原材料幅寬允許的情況下，考慮板材幅寬的最大利用率，也兼顧常規(guī)型號助推貯箱的總長，采用1918mm標準長度的貯箱筒段，增加了殼段長度，將常規(guī)型號助推貯箱的箱筒段均減少1段，減少縱縫2條、環(huán)縫1條，減少了殼段上架焊接次數(shù)和焊縫檢測數(shù)量，提高了生產(chǎn)效率；將1918mm長度的筒段作為標準長度殼段，形成n個標準長度筒段+1個自由長度筒段的模塊化筒段設(shè)計方法，可適用其他型號不同長度貯箱。

技術(shù)特征：

1.一種無過渡環(huán)的低成本整體成形助推貯箱結(jié)構(gòu)，其特征在于包括：箱底(1)、短殼(2)、筒段(3)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無過渡環(huán)的低成本整體成形助推貯箱結(jié)構(gòu)，其特征在于：箱底(1)采用整體旋壓工藝加工，無縱縫和環(huán)縫。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無過渡環(huán)的低成本整體成形助推貯箱結(jié)構(gòu)，其特征在于：箱底(1)為倒扣碗狀的橢球底，大端邊緣處延長一段直筒段，用于與短殼(2)點焊連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無過渡環(huán)的低成本整體成形助推貯箱結(jié)構(gòu)，其特征在于：箱底(1)中部區(qū)域有一處厚度變化，以適應(yīng)橢球底箱底不同位置不同第二曲率半徑的承載能力差異。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無過渡環(huán)的低成本整體成形助推貯箱結(jié)構(gòu)，其特征在于：箱底(1)與短殼(2)套裝后采用電阻點焊方式連接，點焊區(qū)域具體為：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種無過渡環(huán)的低成本整體成形助推貯箱結(jié)構(gòu)，其特征在于：電阻點焊的焊點分為上中下三層，每層焊點位于一個圓周上，每個圓周上的焊點均勻分布，相鄰焊點相隔30mm；相鄰層的焊點交錯分布；層與層之間間距20～30mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無過渡環(huán)的低成本整體成形助推貯箱結(jié)構(gòu)，其特征在于：箱底組合件與筒段(3)通過對接環(huán)焊縫采用熔焊工藝連接，具體為：箱底(1)大端邊緣處延長的直筒段，與筒段(3)直徑相同，正對筒段(3)通過熔焊連接，該熔焊環(huán)焊縫即為對接環(huán)焊縫。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無過渡環(huán)的低成本整體成形助推貯箱結(jié)構(gòu)，其特征在于：箱底組合件與筒段(3)之間無過渡環(huán)連接結(jié)構(gòu)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無過渡環(huán)的低成本整體成形助推貯箱結(jié)構(gòu)，其特征在于：筒段(3)采用1918mm的標準長度筒段。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種無過渡環(huán)的低成本整體成形助推貯箱結(jié)構(gòu)，其特征在于：為適應(yīng)不同長度貯箱，采用n個所述標準長度筒段和1個自由長度筒段的模塊化筒段組合方式。

技術(shù)總結(jié)
一種無過渡環(huán)的低成本整體成形助推貯箱結(jié)構(gòu)，包括：箱底、短殼、筒段；箱底與短殼套裝后采用點焊方式連接，形成箱底組合件；箱底組合件與筒段對接環(huán)焊縫采用熔焊工藝連接。本發(fā)明貯箱的短殼、箱底與筒段之間取消過渡環(huán)結(jié)構(gòu)，箱底大端的直線段與短殼點焊，形成箱底組合件，再與筒段熔焊，節(jié)省昂貴的過渡環(huán)結(jié)構(gòu)，將過渡環(huán)分別與箱底、筒段、短殼連接的三條環(huán)焊縫簡化為一圈點焊區(qū)域和一條熔焊環(huán)焊縫，實現(xiàn)低成本快速制造。本發(fā)明采用整體旋壓工藝的箱底，減少了瓜瓣鈑金加工工序，緩解了瓜瓣成型工藝的生產(chǎn)壓力；無縱縫和環(huán)縫。本發(fā)明解決了過渡環(huán)連接的成本高昂、拼焊箱底的生產(chǎn)周期長、短筒段的生產(chǎn)效率低等問題。

技術(shù)研發(fā)人員：楊子涵,胡正根,朱文俐,楊瑞生,董曼紅
受保護的技術(shù)使用者：北京宇航系統(tǒng)工程研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23