[发明专利]一种火箭贮箱壳段环向切割内撑系统

说明书

本发明公开了一种火箭贮箱壳段环向切割内撑系统，包括低压气缸、铰杆、斜楔机构、弧形块和底盘，所述铰杆两端分别与斜楔机构和低压气缸的活塞杆连接，所述弧形块分别与斜楔机构和底盘连接。本发明系统以低压气缸作为动力输出源，通过设计二级增力机构实现输出力的成倍放大，并设计自锁机构，避免整个内撑系统在外部压力作用下发生回退。本发明通过机构设置使得气缸活塞杆的力有效放大并作用于弧形块的两侧，使得整个弧形块可以有效贴紧壳段内壁。

技术领域

本发明机械加工领域，特别涉及一种火箭贮箱壳段环向切割内撑系统。

背景技术

火箭贮箱壳段这种薄壁弱刚性的圆筒结构件在进行机械加工和焊接时，需要利用内撑系统装置实现对薄壁圆筒件的撑紧、定位及夹紧，以满足后续的机加和焊接工艺要求。

目前，火箭贮箱壳段环缝焊接工艺常采用的内撑夹具为气动轴式胀圈形式。气动轴式胀圈由12块带有不锈钢焊接垫板的弧形件组成，弧形件通过活塞杆与气缸连接，整个结构用底盘固定。工作时，底盘装在型架的心轴上，可作前后移动。气缸的工作压力为6～9MPa。

这种胀圈形式虽然可以提供很大的输出力，但需要定制高压气缸，在使用时还需配备高压空气系统，使得整个系统制造成本和使用成本都较高，对操作人员具有一定的危险性。另外，由于气缸活塞杆的推力作用于弧形件的中心，导致弧形件两侧无法有效贴紧贮箱内壁。由于气体的可压缩性，如果外力大于气缸的输出力，造成胀圈回退，导致系统失效。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种火箭贮箱壳段环向切割内撑系统。

内撑系统是指利用各种动力装置在产品内部实施撑紧的系统。

为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种火箭贮箱壳段环向切割内撑系统，包括低压气缸、铰杆、斜楔机构、弧形块和底盘，所述铰杆两端分别与斜楔机构和低压气缸的活塞杆连接，所述弧形块分别与斜楔机构和底盘连接。

低压气缸的活塞运动，使得铰杆与竖直方向夹角β变小，通过角度放大原理实现力的第一次放大；在铰杆的运动过程中β减小，推动斜楔机构向上或向下运动，通过斜楔机构再一次将力放大，并且实现了弧形块的运动。由于整个结构是对称的，且作用力加载在弧形块的两侧，保证弧形块可以有效贴紧贮箱内壁。在内撑系统中，使斜楔机构的斜楔角小于楔块与弧形块的摩擦角，实现系统的自锁。

系统增力比计算如下：

1)铰杆增力比：

其中：β——铰杆与竖直方向夹角

γ——铰链摩擦角，

d——铰链轴直径

L——铰杆上两铰链孔的中心距

2)斜楔增力比：

其中：α——斜楔机构的斜楔角

——楔块上导轨滑块摩擦角

——楔块与弧形块上的摩擦角

——弧形块上导轨滑块摩擦角

3)系统增力比：i＝i_Qi_p

作为优选方式，所述弧形块还连接有行程气缸，增力机构实现了力的放大，但是缩小了行程，在增力机构不起作用时，使用行程气缸满足弧形块快速进退的要求。

作为优选方式，所述弧形块和斜楔机构均设于直线导轨上，以保证二者滑动的灵活性。

本发明具有以下优点：