[发明专利]一种火箭推进剂贮箱的箱底与筒段的对接结构

说明书

技术领域

本发明涉及火箭推进剂贮箱技术领域，具体涉及一种火箭推进剂贮箱的箱底与筒段的对接结构。

背景技术

推进剂贮箱是液体导弹火箭中重要的部件之一，存贮推进剂，承受内压轴压等多种载荷。贮箱的箱底与筒段通过焊接连接成整体，在内压的作用下，贮箱箱底与筒段变形不协调，若采用现有的结构方案，将导致在焊缝处产生较大的弯距，降低结构承载能力。

现有的箱底与筒段对接结构，其过渡环内表面母线为两圆环相切，箱筒段仅包括焊接边和薄区，结构相对简单。

在新型运载火箭研制中，为了提高火箭效率，对结构重量提出了很高的要求，导致了筒段壁板的薄区、箱底薄区到达了极限状态，参照现有箱底与筒段对接结构开展的设计工作导致了试验失败。

工程上需要一种新型的箱底与筒段对接结构，以期在尽量降低结构重量的前提下，提高箱底与筒段对接焊缝的承载能力。

发明内容

本发明的要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种新型箱底与筒段对接结构，消除现有箱底与筒段对接结构所带来的焊缝附加弯矩，实现箱底与筒段对接焊缝近似处于膜应力状态，提高了结构承载能力。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为，一种火箭推进剂贮箱的箱底与筒段的对接结构，所述箱底设有过渡环，该过渡环与所述筒段之间具有对接环缝，对所述对接环缝进行焊接工艺，实现箱底与筒段的对接；

所述过渡环包括彼此相切且一体式连接的直段部和曲段部，所述直段部包括自上而下一体式连接的相切直线段和等厚直线段；所述曲段部包括一端与所述箱底连接的箱底圆弧段、一端与所述箱底圆弧段另一端一体式连接的相切圆弧段，所述相切圆弧段的另一端与所述相切直线段内壁一体式相切连接；

所述筒段包括自上而下依次一体式相接的焊接边段、环槽段、加厚区段、阶梯形过渡段、薄区段；所述焊接边段的内、外径与所述过渡环的等厚直线段的内、外径一致；所述环槽段的内径大于所述焊接边段的内径，外径小于所述焊接边段的外径；所述加厚区段的内径与所述焊接边段的内径一致，外径大于所述环槽段的外径；所述阶梯形过渡段包括沿该阶梯形过渡段的内壁自上而下布置、内径依次增大的若干个阶梯段；

所述对接环缝位于所述等厚直线段下端和所述焊接边段的上端之间。

所述等厚直线段的外径与所述相切直线段的外径一致，所述等厚直线段的内壁面与其外壁面的距离为d1，所述相切圆弧段与相切直线段相切处与所述相切直线段外壁面的距离为d2，（d1-d2）=H1>0。

所述环槽段的上下延伸高度为W2，且W2大于等于40mm；所述加厚区段的上下延伸高度为W3，所述焊接边段的上下延伸高度为W1，W3为W1的1.5～4倍，W1为50mm；所述阶梯形过渡段的每个阶梯段的上下延伸高度均为W4，且W4为10～50mm。

所述焊接边端的壁厚T1与筒段纵缝的厚度相同；环槽段的壁厚T2为T1的0.4～0.6倍；加厚区段的壁厚T3与T1一致；所述薄区段的壁厚为T6；所述阶梯形过渡段的各个阶梯段的壁厚大于T6且小于T1。

所述阶梯形过渡段自上而下包括上阶梯段和下阶梯段；

所述上阶梯段的壁厚T4为T6的1.1～2倍；所述下阶梯段的壁厚T5为T6的0.7～0.9倍。

本发明的有益效果：

本发明的箱底与筒段对接焊缝由原来的内外表面应力差距显著改进为内外表面基本一致，近似实现膜应力状态，提高该处焊缝的承载能力50%；且对现有的焊接工装没有影响，降低了改进成本。

附图说明

图1为火箭推进剂贮箱结构示意图；

图2为火箭推进剂贮箱箱底与筒段对接结构剖面图；

图3为图2中I局部视图；

图4为图2中II局部视图；

图5为现有的火箭推进剂贮箱箱底与筒段对接结构剖面图。

图中：1-过渡环，2-筒段，3-等厚直线段，4-相切圆弧段，5-箱底圆弧段，6-焊接边段，7-环槽段，8-加厚区段，9-阶梯形过渡段，10-薄区段，11-筒段纵缝，12-箱底，13-筒段壁板，14-原有过渡环，15-圆弧。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做进一步描述。

如图1所示的火箭推进剂贮箱，其包括箱底12、过渡环1、筒段2；过渡环1为轴对称环状结构；筒段2包括依次相接的多块筒段壁板13，相邻两块筒段壁板之间具有筒段纵缝11，经所述筒段纵缝11进行焊接工艺，从而形成一体的筒段2；