火箭殼體內(nèi)部多點(diǎn)小范圍多維力轉(zhuǎn)化加載機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于航天航空技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種火箭殼體內(nèi)部多點(diǎn)小范圍多維 力轉(zhuǎn)化加載機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在靜力試驗(yàn)中，當(dāng)我們考核某結(jié)構(gòu)在靜載荷作用下的強(qiáng)度或剛度問題的時(shí)候，通 常使用加載系統(tǒng)施加單個(gè)方向的拉力或壓力，加載系統(tǒng)包括固定安裝的加載底座、加載做 動(dòng)筒、力的傳遞結(jié)構(gòu)三部分的，這幾部分加起來會(huì)占用較大的空間，因此需要加載點(diǎn)的力線 方向上有足夠的空間布置該加載系統(tǒng)。然而，在一個(gè)狹小的空間內(nèi)需要施加多個(gè)方向的多 維力的時(shí)候，傳統(tǒng)方法就無能為力了。
[0003] 在某型號(hào)火箭前段殼體結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)的分離滑塊試驗(yàn)工況中，需要對(duì)前段殼體內(nèi) 的分離滑塊施加一個(gè)或兩個(gè)方向的壓力，分離滑塊位于直徑約1600mm的錐段殼體內(nèi)壁，分 離滑塊在殼體軸向分三組等間距分布，每組四塊分離滑塊，如圖1所示；分離滑塊在錐段殼 體圓周方向?qū)ΨQ分布如圖2所示，其中一二象限的分離滑塊之間夾角為60度，三四象限的 亦然。要求靠近I象限的分離滑塊組施加切向和徑向的壓力，靠近III象限的分離滑塊組 只施加切向的壓力，即在直徑1600mm的殼體內(nèi)側(cè)12個(gè)分離滑塊位置施加18個(gè)方向的力， 如圖2所示。
[0004] 傳統(tǒng)方法使用球頭球窩結(jié)構(gòu)施加壓力，即在分離滑塊上包裹一個(gè)帶球窩結(jié)構(gòu)的加 載工裝，然后使用球頭結(jié)構(gòu)施加壓力。但是，當(dāng)在分離滑塊上同時(shí)施加切向和徑向的壓力的 時(shí)候，由于滑塊結(jié)構(gòu)尺寸比較小，很難同時(shí)布置兩個(gè)球窩結(jié)構(gòu)的加載工裝，而且傳統(tǒng)方法 要求在壓力施加方向上由足夠的空間，當(dāng)滑塊施加切向壓力的時(shí)候，由于殼體內(nèi)壁的影響， 也無法布置施加該力的加載系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種適用于施加力多、空間狹小 場(chǎng)合的力的加載和轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為，一種火箭殼體內(nèi)部多點(diǎn)小范圍多 維力轉(zhuǎn)化加載機(jī)構(gòu)，包括力的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)和力的合成機(jī)構(gòu)；其中，力的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)有六套，均為 杠桿結(jié)構(gòu)，分別作用于第I、IV象限上每個(gè)分離滑塊上；力的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)化杠桿的一端通 過球頭和分離滑塊上的球窩匹配；轉(zhuǎn)化杠桿的另一端設(shè)置施力單耳，支點(diǎn)單耳上端固定在 轉(zhuǎn)化杠桿上，作為力的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的支點(diǎn)；支點(diǎn)單耳下端通過雙耳與支點(diǎn)柱塊連接固定；兩 個(gè)支點(diǎn)柱塊軸向固定設(shè)置在錐段殼體內(nèi)壁的空間內(nèi)部?jī)蓚?cè)，每個(gè)支點(diǎn)柱塊用于支撐該側(cè)三 個(gè)分離滑塊的三組力的合成機(jī)構(gòu)；力的合成機(jī)構(gòu)對(duì)稱設(shè)置有兩套，每套連接一側(cè)的三組力 的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)；每套力的合成機(jī)構(gòu)包括一級(jí)杠桿和二級(jí)杠桿，二級(jí)杠桿為等臂杠桿，其兩端分 別設(shè)有第一雙耳和第二雙耳；第一雙耳和第二雙耳分別與第I象限上前2個(gè)分離滑塊的 力的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的施力單耳連接；二級(jí)杠桿中部通過單雙耳結(jié)構(gòu)與一級(jí)杠桿的左端連接，一 級(jí)杠桿的右端設(shè)有第三雙耳，第三雙耳與第I象限上最后1個(gè)分離滑塊的力的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的 施力單耳連接；一級(jí)杠桿設(shè)置有合成單耳，設(shè)置合成單耳的位置距離設(shè)置第三雙耳的長(zhǎng)度 L32是設(shè)置合成單耳的位置距離設(shè)置用于與二級(jí)杠桿連接的單雙耳機(jī)構(gòu)的位置的長(zhǎng)度L31 的兩倍；合成單耳與設(shè)置在固定柱塊上的內(nèi)部作動(dòng)筒連接；固定柱塊軸向固定設(shè)置在錐段 殼體內(nèi)壁的空間中部偏下位置。
[0007] 對(duì)于第II、III象限的2組共6個(gè)分離滑塊，每個(gè)分離滑塊上也設(shè)置有一個(gè)力的轉(zhuǎn) 化機(jī)構(gòu)；同一側(cè)的3套力的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)通過1套力的合成機(jī)構(gòu)進(jìn)行合力；靠近第III象限的分 離滑塊的力的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)和力的合成機(jī)構(gòu)與靠近第I象限的分離滑塊的力的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu) 與設(shè)置方式相同；其區(qū)別在于靠近第III象限的分離滑塊的力的合成機(jī)構(gòu)的合成單耳與固 定在地面上的外部作動(dòng)筒連接。
[0008] 該實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)在于：加載機(jī)構(gòu)所用的大部分組件都可以從已有的常用加載系 統(tǒng)構(gòu)件中找到，如大量使用的拉桿和單雙耳。而其他的對(duì)具體尺寸要求比較嚴(yán)格的杠桿也 可以很容易加工，通過對(duì)這些已有件的再組合來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的加載可以很大程度地節(jié)省試驗(yàn) 成本。且這種組合方式通過簡(jiǎn)單的調(diào)整再組合即可以在其他類似試驗(yàn)中得到應(yīng)用，具有較 為廣泛的適用范圍。
【附圖說明】
[0009] 圖1為錐段殼體和分離滑塊的剖視圖。
[0010] 圖2為錐段殼體俯視圖。
[0011] 圖3為力的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)示意圖。
[0012] 圖4為力的合成機(jī)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖5為本實(shí)用新型實(shí)施狀態(tài)示意圖。
[0014] 圖中，1-分離滑塊，2-錐段殼體內(nèi)壁，3-轉(zhuǎn)化杠桿，4-球頭，5-支點(diǎn)單耳，6-施力 單耳，7-雙耳，8-支點(diǎn)柱塊，9-固定柱塊，10-內(nèi)部作動(dòng)筒，11-外部作動(dòng)筒，12- -級(jí)杠桿， 13-二級(jí)杠桿，14-第一雙耳，15-第二雙耳，16-第三雙耳，17-合成單耳。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步描述。
[0016] -種火箭殼體內(nèi)部多點(diǎn)小范圍多維力轉(zhuǎn)化加載機(jī)構(gòu)，包括力的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)和力的合 成機(jī)構(gòu)；其中，力的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)有六套，均為杠桿結(jié)構(gòu)，如圖3所示，分別作用于第I、IV象限上 每個(gè)分離滑塊1上；力的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)化杠桿3的一端通過球頭4和分離滑塊1上的球窩 匹配，對(duì)分離滑塊1施加壓力載荷F1，該F1為分離滑塊1徑向載荷和切向載荷的合力；轉(zhuǎn)化 杠桿3的另一端設(shè)置施力單耳6,通過施力單耳6施加拉力F2,支點(diǎn)單耳5上端通過螺釘固 定在轉(zhuǎn)化杠桿3上，作為力的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的支點(diǎn)，其固定位置和F1施力點(diǎn)距離為L(zhǎng)1，和F2施 力點(diǎn)距離為L(zhǎng)2,根據(jù)杠桿原理可得轉(zhuǎn)化后的拉力= #F1 ;支點(diǎn)單耳5下端通過雙耳7與 支點(diǎn)柱塊8連接固定；兩個(gè)支點(diǎn)柱塊8軸向固定設(shè)置在錐段殼體內(nèi)壁2的空間內(nèi)部?jī)蓚?cè)，每 個(gè)支點(diǎn)柱塊8用于支撐該側(cè)三個(gè)分離滑塊1的三組力的合成機(jī)構(gòu)，如圖5所示；力的合成機(jī) 構(gòu)對(duì)稱設(shè)置有兩套，如圖4所示，每套連接一側(cè)的三組力的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)，通過力的合成機(jī)構(gòu)將 一側(cè)三組力的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的F21、F22、F23合成為一個(gè)F;每套力的合成機(jī)構(gòu)包括一級(jí)杠桿12 和二級(jí)杠桿13,二級(jí)杠桿13為等臂杠桿，其兩端分別設(shè)有第一雙耳14和第二雙耳15 ;第一 雙耳14和第二雙耳15分別與第I象限上前2個(gè)分離滑塊1的力的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的施力單