[发明专利]一种球冠底瓜瓣圆环周长保证装置及其保证方法

说明书

本发明提供了一种球冠底瓜瓣圆环周长保证装置及其保证方法，包括纵缝膜胎框架、8个升降式瓜瓣膜胎机构和8个自动翻转压紧机构和若干机械压条和压板，纵缝膜胎框架顶部周向均布8个升降式瓜瓣膜胎机构，每个升降式瓜瓣膜胎机构的顶部分别设有一个自动翻转压紧机构，升降式瓜瓣膜胎机构和自动翻转压紧机构之间用于放置瓜瓣。本发明所述的一种球冠底瓜瓣圆环周长保证装置及其保证方法采用了一种8块瓜瓣随机装配‑铣切加8条纵缝依次定位焊接加8条纵缝依次正式焊接的方法，有效解决了为保证装配精度需预留最后一块瓜瓣装配验合的问题，进一步保证了圆环周长，提升了5m直径瓜瓣纵缝的装配铣切焊接效率。

技术领域

本发明属于航天设备技术领域，尤其是涉及一种球冠底瓜瓣圆环周长保证装置及其保证方法。

背景技术

球冠箱底是我国运载火箭贮箱的重要组成单元，其中箱底圆环由八块大小相同的瓜瓣拼焊而成，椭球箱底瓜瓣纵缝轨迹为空间曲线，焊接区为加厚区，非焊接区为双面减薄结构，焊接区厚度为3.0-9.5mm，单条纵缝长度达1400-2700mm。目前5m直径贮箱箱底圆环纵缝主要采用悬空熔焊工艺进行焊接，过程中不需要焊接垫板，对瓜瓣的装配精度裕度较大，但焊缝性能明显较低，对于需要承受较大压力的运载火箭燃料贮箱存在一定的风险。

目前，Φ5000mm直径椭球箱底瓜瓣纵缝采用熔焊方法进行焊接，箱底纵缝焊接装备包括两个分体膜胎，4个膜胎瓣做成一体并固定，其它4个膜胎瓣做成一体可移动，通过动膜的移动实现两个膜胎的分离和合并，静、动两部分膜胎中间作为铣切和焊接工位。采用的工艺方法为：首先依次上架铣切并焊接完成四个1对1瓜瓣，然后上架铣切并焊接完成两个2对2瓜瓣，最后上架铣切完成4对4瓜瓣拼焊成圆环，最后拆除工装打磨焊缝上表面送X光检测。工艺流程如图1所示。

以目前的5m直径箱底圆环瓜瓣纵缝装配熔焊工艺方法来看，主要存在以下缺点：

(1)从焊接顺序来讲，首先由于现有方式只能在固定的膜胎位置进行瓜瓣余量铣切和焊接，这就导致先焊完的瓜瓣组件必须下架让出位置供后续瓜瓣铣切和焊接用，存在瓜瓣及组件的多次上架装配问题，不仅装配工序繁琐、难度大，最主要的是装配精度较差，如图2所示。同时这种装配方式往往受限于瓜瓣齐套问题，即若中间某一块或者某几块瓜瓣未到生产现场，在二次装配时，只能暂停现场作业，等待瓜瓣齐套，瓜瓣装配方法单一化灵活性较差，生产效率较低。

(2)从装配方法来讲，现有方式需要事先在瓜瓣两侧画出铣切线，根据铣切线到膜胎边缘的距离调整瓜瓣位置，瓜瓣铣切时采用单一的气动琴键方式压紧，此时若铣切线存在偏差或气源及琴键出现故障，铣切后的瓜瓣就不是标准45°，可能造成瓜瓣的报废。而且在铣切和焊接2对2及4对4瓜瓣组合件时存在二次装配问题，大量的实践证明，二次装配时经常出现瓜瓣与瓜瓣对接间隙超标现象，需对瓜瓣两侧边多次进行人工搓修以达到装配精度要求，而且仅仅依靠焊接区琴键的压紧力，很难消除瓜瓣和膜胎的间隙，尤其焊接有法兰盘的瓜瓣由于局部变形的原因，不贴胎程度更大，很难满足工艺要求，焊接完的圆环经常出现形位尺寸超差情况。

(3)从焊接方法来讲，一方面熔焊焊缝对装配精度要求较低，导致箱底经常出现形位尺寸超差的现象。另一方面铝合金熔焊焊缝极易产生气孔、夹杂类缺陷，导致焊缝性能较低，而且超标缺陷需要经过排除-补焊-X光检测-校形等一系列工作，甚至多次补焊，进一步降低接头性能和可靠性。同时熔焊需要气体保护和填丝焊接，成本较高，而且会增加贮箱的重量。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种球冠底瓜瓣圆环周长保证装置，以解决现有技术的不足。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：