用于推進(jìn)劑貯箱的叉形環(huán)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種用于推進(jìn)劑貯箱的叉形環(huán)，叉形環(huán)具有經(jīng)整體淬火處理形成的淬火層。本實(shí)用新型經(jīng)淬火強(qiáng)化的叉形環(huán)具有經(jīng)整體淬火處理形成的淬火層，加強(qiáng)了自身強(qiáng)度，克服了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中退火態(tài)的叉形環(huán)不能滿足大的使用載荷的技術(shù)缺陷。
【專利說明】用于推進(jìn)劑貯箱的叉形環(huán)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及航天器的推進(jìn)劑貯箱部分，具體地，涉及一種用于推進(jìn)劑貯箱的叉形環(huán)。

【背景技術(shù)】
[0002]叉形環(huán)在液體火箭推進(jìn)劑貯箱中是一個(gè)很重要的零件，它的作用是將貯箱的筒段與底連接而組成推進(jìn)劑貯箱。推進(jìn)劑貯箱是箭體結(jié)構(gòu)的重要部件之一，貯箱既是貯存火箭推進(jìn)劑的容器，同時(shí)也是箭體的承力部件，受到內(nèi)壓、軸壓、彎矩、剪力等載荷作用。在使用中，叉形環(huán)受力很復(fù)雜。叉形環(huán)的大端與貯箱的筒段焊接，叉形環(huán)的小端與底的圓環(huán)焊接，叉形環(huán)小端的外側(cè)還要與短殼連接，以便叉形環(huán)在火箭豎立狀態(tài)與飛行狀態(tài)均具有良好的軸壓傳力路線。為滿足這些功能，叉形環(huán)的厚度變化較大，需采用型材。
[0003]傳統(tǒng)火箭推進(jìn)劑貯箱采用退火狀態(tài)的叉形環(huán)，采用兩件退火狀態(tài)的半環(huán)對(duì)接焊接成一個(gè)整環(huán)后再進(jìn)行機(jī)械加工而成?，F(xiàn)在新型火箭的推進(jìn)劑貯箱使用工況的載荷大，用傳統(tǒng)的焊接組合的退火態(tài)叉形環(huán)的強(qiáng)度已不能滿足使用載荷要求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題為傳統(tǒng)的退火狀態(tài)叉形環(huán)難以滿足新型火箭推進(jìn)劑貯箱的載荷要求。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種用于推進(jìn)劑貯箱的叉形環(huán)，叉形環(huán)具有經(jīng)整體淬火處理形成的淬火層。
[0006]進(jìn)一步地，叉形環(huán)為經(jīng)整體鍛造制成的一體結(jié)構(gòu)。
[0007]進(jìn)一步地，叉形環(huán)的材料為2219鋁合金。
[0008]進(jìn)一步地，叉形環(huán)的材料為2八14鋁合金。
[0009]進(jìn)一步地，淬火層淬透叉形環(huán)。
[0010]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0011](1)現(xiàn)有技術(shù)中尚無對(duì)類似叉形環(huán)的大型結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體淬火的先例，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)也沒有此類需求。而本實(shí)用新型的叉形環(huán)具有整體淬火形成的淬火層，加強(qiáng)了自身強(qiáng)度，克服了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中退火態(tài)的叉形環(huán)不能承受大的使用載荷的技術(shù)缺陷。
[0012](2)本實(shí)用新型經(jīng)淬火強(qiáng)化的叉形環(huán)采用整體鍛環(huán)淬火后再機(jī)械加工的方法成形，省去了現(xiàn)有技術(shù)中需要對(duì)兩件一半叉形環(huán)進(jìn)行對(duì)接焊接的過程，消除了自身的焊接變形，同時(shí)也更好地適應(yīng)與貯箱筒段、貯箱底圓環(huán)與貯箱短殼焊接的需要，很好地克服了焊后錯(cuò)縫、焊接變形，減少與減輕了焊接缺陷。
[0013](3)本實(shí)用新型的叉形環(huán)提高了同等結(jié)構(gòu)材料重量下的推進(jìn)劑貯箱結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，提高了可靠性，也便于實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)。
[0014](4)本實(shí)用新型的叉形環(huán)可以選用焊接性能較好并且其它綜合性能也較好的2219鋁合金；對(duì)使用性質(zhì)相似的高強(qiáng)度鋁合金2八14也具有可借鑒性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型經(jīng)淬火強(qiáng)化的叉形環(huán)在推進(jìn)劑貯箱結(jié)構(gòu)中的位置圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型經(jīng)淬火強(qiáng)化的叉形環(huán)的立體圖；
[0017]圖3為本實(shí)用新型經(jīng)淬火強(qiáng)化的叉形環(huán)的截面剖面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]本實(shí)用新型的叉形環(huán)作為推進(jìn)劑貯箱的底的大型零件，采用整體鍛環(huán)經(jīng)淬火后機(jī)械加工而成。
[0019]參見圖1所示的本實(shí)用新型的經(jīng)淬火強(qiáng)化的叉形環(huán)的應(yīng)用在推進(jìn)劑貯箱結(jié)構(gòu)中的位置圖，前叉形環(huán)(4)在推進(jìn)劑貯箱中，起到連接貯箱前短殼(3).前底圓環(huán)(2).貯箱筒段(5)的作用。一組推進(jìn)劑貯箱具有兩個(gè)叉形環(huán)，另一個(gè)經(jīng)淬火強(qiáng)化的后叉形環(huán)(6)在推進(jìn)劑貯箱中，起到連接貯箱筒段(5)、貯箱后短殼(7)、貯箱后底圓環(huán)(8)的作用。圖中可以看出經(jīng)淬火強(qiáng)化的叉形環(huán)在推進(jìn)劑貯箱結(jié)構(gòu)中的位置。
[0020]圖2所示為本實(shí)用新型經(jīng)淬火強(qiáng)化的叉形環(huán)的立體圖。原有叉形環(huán)為兩塊分離結(jié)構(gòu)焊接而成。而本發(fā)明采取整體鍛造。很好地克服了焊后錯(cuò)縫、焊接變形，減少與減輕了焊接缺陷。
[0021]圖3所示為本實(shí)用新型經(jīng)淬火強(qiáng)化的叉形環(huán)的軸截面局部剖面圖。圖上示出了與貯箱筒段(5)、貯箱后短殼(7)、貯箱后底圓環(huán)(8)的連接面。
[0022]因少有需求，現(xiàn)有技術(shù)之前尚無采用鍛造和淬火來加工類似叉形環(huán)的大型中空部件。而本實(shí)用新型中采用經(jīng)淬火強(qiáng)化的叉形環(huán)比傳統(tǒng)的退火狀態(tài)叉形環(huán)強(qiáng)度提高，相同叉形環(huán)結(jié)構(gòu)重量情況下，基體材料抗拉強(qiáng)度提高約90%，焊縫抗拉強(qiáng)度提高約19%。輕量化效益明顯，較好地解決了我國現(xiàn)階段材料基礎(chǔ)工業(yè)儲(chǔ)備不足的制約，實(shí)現(xiàn)推進(jìn)劑貯箱結(jié)構(gòu)在大的使用載荷下整體結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)，滿足大載荷下的使用要求。
[0023]本實(shí)用新型經(jīng)淬火強(qiáng)化的叉形環(huán)的應(yīng)用，解決了新型號(hào)液氧試驗(yàn)貯箱采用傳統(tǒng)的退火態(tài)叉形環(huán)不能滿足強(qiáng)度要求的難題，取得良好效果，未來可推廣應(yīng)用到所有的液體火箭型號(hào)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于推進(jìn)劑貯箱的叉形環(huán)，其特征在于，所述叉形環(huán)具有經(jīng)整體淬火處理形成的淬火層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于推進(jìn)劑貯箱的叉形環(huán)，其特征在于，所述叉形環(huán)為經(jīng)整體鍛造制成的一體結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于推進(jìn)劑貯箱的叉形環(huán)，其特征在于，所述叉形環(huán)的材料為2219鋁合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于推進(jìn)劑貯箱的叉形環(huán)，其特征在于，所述叉形環(huán)的材料為2A14鋁合金。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于推進(jìn)劑貯箱的叉形環(huán)，其特征在于，所述淬火層淬透所述叉形環(huán)。
【文檔編號(hào)】F17C13/00GK204213628SQ201420590910
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】劉希敏, 梁曉光, 吳會(huì)強(qiáng), 鄢東洋, 鄭衛(wèi)東, 常志龍, 楊瑞生, 潘楨, 王曉博, 張曉穎 申請(qǐng)人:北京宇航系統(tǒng)工程研究所, 中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院