低温发动机法兰连接结构优化设计  

作　　者：王志猛 叶莺樱 王五四 赵宗焕 霍福帅 

机构地区：[1]北京航天动力研究所,北京100076 [2]首都航天机械有限公司,北京100076

出　　处：《装备制造技术》2022年第10期101-106,共6页Equipment Manufacturing Technology

摘　　要：低温液体火箭发动机在发动机装配和试车后进行氦质谱检漏时,多次发现泵前阀与摇摆软管连接密封结构漏率超标,对连接密封结构进行多次分解重装才能使检漏漏率合格,严重影响发动机交付进度且在发动机工作时存在泄漏隐患。对连接密封结构进行仿真分析,发现连接密封结构泄漏的原因是泵前阀出口法兰和摇摆软管入口法兰强度和刚度不足,法兰密封面在螺栓预紧力的作用下产生塑性变形,塑性变形量超出了密封圈能保证密封允许的翘曲变形量,最终导致泄漏。针对泄漏原因,对连接密封结构进行优化设计,通过采取增大连接密封结构密封尺寸、优化法兰结构及将复合石墨密封圈改为膨胀石墨密封圈等措施来提高泵前阀和摇摆软管法兰的强度和刚度,对优化改进后的连接密封结构进行仿真分析,发现在螺栓预紧力的作用下,泵前阀和摇摆软管法兰密封面所受应力和翘曲变形量大幅下降,密封面应力下降到材料屈服强度之下,且密封面变形量也下降到密封圈能保证密封的翘曲变形量之下。优化设计方案已通过检漏试验及试车试验验证。

关 键 词：连接密封结构 仿真分析 强度和刚度不足 检漏 优化设计 

分 类 号：V434[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]