液体火箭发动机球面型管路拧紧控制研究

王建武 刘军生 闫明辉

（西安航天发动机厂）

1 引言

在液体火箭发动机总装工艺中，球面型管路连接形式的装配占据相当重要的地位。发动机在工作过程中，其密封性对整个发射的成功与否起到至关重要的作用。因此，保证发动机各系统在工作过程中的密封性具有十分重要的意义，而发动机管路系统的密封性是保证发动机密封性能中最为重要的环节[1]。在管路装配过程中,操作者施加的拧紧力矩转化为夹紧球面和锥面的预紧力，在安装预紧力的作用下,球表面和锥表面相互贴合、相互压缩,逐渐形成接触面，最终达到密封状态。在以往火箭发动机装配中，导管连接处外套螺母的拧紧程度没有明确的量化控制要求，导管装配拧紧程度靠经验丰富的装配工人的经验和责任心来保证。

本文通过大量的试验和理论计算，得出了液体火箭发动机球面型管路连接件转角控制法和力矩控制法两种拧紧控制方法，通过转角控制方程和力矩控制方程实现了对球面型管路连接件的量化精确控制[2]。用有限元方法详细分析了各管路连接件在不同拧紧程度下的应力、应变和位移分布状况。拧紧控制法改进了目前导管拧紧程度靠操作者操作经验保证的现状，将抽象的导管拧紧密封过程具体化，数字定量化，排除了人为因素对产品质量的影响。

2 球面型管路接头密封性能有限元分析

由于球型接头和锥面接管嘴都是围绕管轴线的轴对称结构,故可根据其二维剖面进行建模,选取四节点四边形板单元PLANE182。……