[发明专利]一种三铰链补偿器的补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三铰链补偿器的补偿方法，特别是涉及一种用于补偿大口径大补偿量的管系的补偿方法，属于运载火箭设计技术领域。

背景技术

管系补偿量主要取决于与管路相连的箱体壳段的边界位移、工作过程中由于高温、低温变化引起的管路补偿。根据管路布局情况及补偿量大小确定不同的补偿方案。目前，常用的补偿器为U型补偿器、网套补偿器、金属软管等，如在役火箭的管路补偿量较小，多采用U型补偿器或金属软管进行补偿。

在大型运载火箭研制过程中，逐渐出现箱体直径偏大、长度很长的情况，因此对于管路来说就需要能够提供大补偿量的补偿器，由于管路内径较小，一般在50mm—140mm之间，补偿量大约100mm，因此对于单个补偿器设计来说较为困难。

为了适应大补偿量的设计要求，需要改变原有的补偿方案。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种三铰链补偿器的补偿方法，该补偿方法通过三个铰链补偿器的联合使用，实现了管系的大补偿量要求，解决了内径小、补偿量大的补偿器设计难题，在后续运载火箭研制具有很好的指导意义。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

一种三铰链补偿器的补偿方法，具体包括如下步骤：

步骤（一）、根据运载器管路上止推支架的位置将运载器整体管路划分为若干个管路子段；

步骤（二）、确定其中一个管路子段轴向补偿量L1和径向补偿量L2，其中轴向补偿量L1为所述管路子段在两个止推支架之间的运载器壳体各部段轴向补偿量之和；径向补偿量L2为所述管路子段在两个止推支架之间的运载器壳体各部段径向补偿量之和；

步骤（三）、根据所述管路子段轴向补偿量L1和径向补偿量L2，计算需要安装的三个铰链补偿器中相邻两个补偿器之间的直线距离，即计算第一铰链补偿器与第二铰链补偿器之间的直线距离R₁₂,第二铰链补偿器与第三铰链补偿器之间的直线距离R₂₃:

L=R₁₂·sin(θ₁₂)

其中：L为轴向补偿量L1或径向补偿量L2；

θ₁₂为第一铰链补偿器、第二铰链补偿器中补偿量的最大值；

L=R₂₃·sin(θ₂₃)

其中：L为轴向补偿量L1或径向补偿量L2；

θ₂₃为第二铰链补偿器、第三铰链补偿器中补偿量的最大值；

步骤（四）、根据步骤（三）得到的直线距离R₁₂和直线距离R₂₃在所述管路子段上确定三个铰链补偿器的位置，其中三个铰链补偿器不在一条直线上；

步骤（五）、打开AutoCAD软件，画出所述管路子段的管路走向及三个铰链补偿器在管路子段的位置，即第一铰链补偿器中心的位置为A、第二铰链补偿器中心的位置为B、第三铰链补偿器中心的位置为C，固定第一铰链补偿器中心的位置A，按照轴向补偿量L1和径向补偿量L2移动第三铰链补偿器中心的位置C到C’；

步骤（六）、以第一铰链补偿器中心的位置A为圆心、直线距离R₁₂为半径画圆，以第三铰链补偿器中心的位置C’为圆心，直线距离R₂₃为半径画圆，两个圆的交点处即为第二铰链补偿器的中心位置B’；

步骤（七）、分别测出第一铰链补偿器的移动角度α₁，第二铰链补偿器的移动角度α₂和第三铰链补偿器的移动角度α₃；

步骤（八）、依此类推，重复步骤（二）-步骤（七），完成运载器整体管路中所有管路子段中铰链补偿器的安装位置及移动角度确定。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

（1）、本发明首先确定管路子段的轴向补偿量与径向补偿量，然后根据补偿量计算公式，结合AutoCAD软件确定三个铰链补偿器在管路子段的安装位置及补偿角度，从而进行铰链补偿器设计，实现了管系的大补偿量要求，解决了内径小、补偿量大的补偿器设计难题，在后续运载火箭研制具有很好的指导意义。

（2）、本发明采用铰链补偿器代替传统U型补偿器，从补偿原理上，采用三铰链补偿通过杆系结构来补偿，适用范围更广，而采用U型补偿器只是通过单个补偿器来实现整个管系的补偿，适用范围较小，且大补偿量的单个U型补偿器设计难度较大；