火箭发动机盘轴一体涡轮泵转子高速动平衡驱动联接装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106052959A(43)申请公布日2016.10.26(21)申请号201610587113.5(22)申请日2016.07.22(71)申请人北京航天动力研究所地址100076北京市丰台区南大红门路1号（北京9200信箱11分箱）(72)发明人刘洋窦唯闫宇龙姜绪强褚宝鑫须村周永华吴霖刘洪杰(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009代理人陈鹏(51)Int.Cl.G01M1/32(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称火箭发动机盘轴一体涡轮泵转子高速动平衡驱动联接装置(57)摘要一种火箭发动机盘轴一体涡轮泵转子高速动平衡驱动联接装置，包括两部分，一部分为圆盘结构，另一部分为圆柱结构，圆柱结构位于圆盘结构一侧侧面中部，圆盘结构与圆柱结构同轴并组成一体结构；圆盘结构上沿周向分布有配重安装孔(2)，圆盘结构上配重安装孔(2)内侧沿周向分布有扭转安装孔(4)，柔性驱动轴(9)通过扭转安装孔(4)与圆盘结构连接，圆柱结构安装在盘轴一体转子(7)中部的涡轮泵轴内孔(8)内。本发明结构简单，容易加工，能适应高转速的盘轴一体型涡轮泵转子，拆装方便，平衡精度高，同时具备单面配重功能并在多次升、降速条件下工作可靠。CN106052959ACN106052959A权利要求书1/1页1.一种火箭发动机盘轴一体涡轮泵转子高速动平衡驱动联接装置，其特征在于，包括两部分，一部分为圆盘结构，另一部分为圆柱结构，圆柱结构位于圆盘结构一侧侧面中部，圆盘结构与圆柱结构同轴并组成一体结构；圆盘结构上沿周向分布有配重安装孔(2)，圆盘结构上配重安装孔(2)内侧沿周向分布有扭转安装孔(4)，柔性驱动轴(9)通过扭转安装孔(4)与圆盘结构连接，圆柱结构安装在盘轴一体转子(7)中部的涡轮泵轴内孔(8)内。2.根据权利要求1所述的一种火箭发动机盘轴一体涡轮泵转子高速动平衡驱动联接装置，其特征在于，所述圆盘结构侧面中部有圆形的凸起结构，凸起结构卡入柔性驱动轴(9)端部的凹槽内。3.根据权利要求1或2所述的一种火箭发动机盘轴一体涡轮泵转子高速动平衡驱动联接装置，其特征在于，所述配重螺纹孔(2)为等夹角分布，各配重螺纹孔(2)之间夹角为22.5°。4.根据权利要求3所述的一种火箭发动机盘轴一体涡轮泵转子高速动平衡驱动联接装置，其特征在于，所述扭转安装孔(4)有四个且等夹角分布。5.根据权利要求1或2所述的一种火箭发动机盘轴一体涡轮泵转子高速动平衡驱动联接装置，其特征在于，所述圆柱结构通过扭转内螺纹(6)与涡轮泵轴内孔(8)配合。6.根据权利要求1或2所述的一种火箭发动机盘轴一体涡轮泵转子高速动平衡驱动联接装置，其特征在于，所述平衡驱动联接装置的材料为钛合金。7.根据权利要求1或2所述的一种火箭发动机盘轴一体涡轮泵转子高速动平衡驱动联接装置，其特征在于，所述圆柱结构的圆柱面与圆盘结构轴线的同轴度为0.01mm。8.根据权利要求1或2所述的一种火箭发动机盘轴一体涡轮泵转子高速动平衡驱动联接装置，其特征在于，所述圆盘结构的两侧面与圆盘结构轴线的垂直度均为0.01mm。9.根据权利要求1或2所述的一种火箭发动机盘轴一体涡轮泵转子高速动平衡驱动联接装置，其特征在于，所述圆盘结构上凸起结构的圆周面与圆盘结构轴线的垂直度为0.01mm。2CN106052959A说明书1/3页火箭发动机盘轴一体涡轮泵转子高速动平衡驱动联接装置技术领域[0001]本发明涉及一种用于火箭发动机盘轴一体式涡轮泵转子的高速动平衡内螺纹驱动联接结构，特别是液氢液氧火箭发动机。背景技术[0002]进入21世纪，美国、欧洲、俄罗斯等国家和地区为适应世界新军事和政治变革，竞相争夺太空开发的战略要地，重新调整航天发展战略或发展规划，载人航天和深空探测活动重新受到重视，运载火箭更新换代加快引领液体推进技术不断向前发展。[0003]氢氧发动机涡轮泵是输送液氢液氧推进剂的关键组件，其运行状态的好坏将直接影响发动机的性能和可靠性，目前国内外氢氧发动机涡轮泵的工作转速普遍较高，一般在20000r/min以上，常采用工作在一、二阶甚至二、三阶临界转速之间的柔性转子设计。高转速给涡轮泵转子的平稳工作带来了挑战，必须采用高速动平衡工艺对其进行平衡，以使转子在工作转速下运转平稳，振幅处于设计允许范围内。为了保证平衡质量，高速动平衡的驱动联接装置必须与涡轮泵转子有较好的同轴度，同时能够有效传递驱动扭矩。目前氢氧火箭发动机涡轮泵的高速动平衡驱动装置主要采用定位块与转接外螺母结构，这种结构形式存在的问题有：1)采用2Cr13材料，自身重量偏大，对转子的平衡精度造成消极影响；2)结构复杂，定位环节多，定位精度不高；3)定位块与轴采用过盈配合的