[發明專利]一種高疲勞壽命金屬膜盒焊接結構

有效

• 申請號: 201610345892.8
• 申請日: 2016-05-23
• 公開（公告）號: CN105883009B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 王婷婷;沈俊;趙和明;孔方圓;陳志堅
• 申請（專利權）人: 上海空間推進研究所
• 主分類號: B64G1/40
• 分類號: B64G1/40
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及一種焊接結構，具體是一種高疲勞壽命金屬膜盒焊接結構。

背景技術

金屬膜盒是空間動力系統用于貯存、管理液體推進劑的裝置，其一端固定，另一端可自由拉伸和壓縮，具有反復加注和排放的能力，可滿足目標飛行器推進劑泄出后再加注使用的要求，尤其適合空間站多達幾十次以上的反復補加需要。此外，金屬膜盒還可作為一種補償裝置輔助其他推進劑管理裝置以適應溫度變化所帶來的體積膨脹問題。同時金屬膜盒還可用于飛機應急系統上，滿足地面補加需求。

目前，國內常見的金屬膜盒的固定方式都采用端面焊接形式，金屬膜盒與固定結構的焊縫處存在較大的應力集中，極大地影響了金屬膜盒的疲勞壽命。隨著部分型號對金屬膜盒加排次數要求的提高，傳統的金屬膜盒的焊接結構已無法滿足要求。鑒于此，航天系統迫切需要發展可靠性高、安全性好、成本低等綜合性能高的高疲勞壽命金屬膜盒焊接結構，以適應航天事業的發展。

發明內容

為了降低金屬膜盒焊接區域應力、提高金屬膜盒的反復排放次數，本發明提供了一種高疲勞壽命金屬膜盒焊接結構。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：一種高疲勞壽命金屬膜盒焊接結構，它包括金屬膜盒、固定金屬膜盒的過渡環、消除金屬膜與過渡環接觸間隙的壓環以及用于連接金屬膜盒、過渡環和壓環的螺釘，所述金屬膜盒的一端為半圓形翻邊結構的應力釋放環，所述過渡環與應力釋放環裝配連接，用于提供金屬膜盒的支撐結構，同時作為應力釋放環的翻邊陰模，壓環的數量為兩個，兩個壓環配合使用，分別與應力釋放環和過渡環相連接。

優選地，所述金屬膜盒由若干個具有一定型面的金屬薄壁環組成，金屬膜盒的一端固定，另一端可沿軸線方向作拉伸和壓縮運動，用作航天推進劑管理裝置或緩沖器；金屬薄壁環采用焊接裝配或一體成型，無縫連接。

優選地，所述金屬薄壁環的截面形狀為直線形或波形結構。

優選地，所述金屬膜盒的材質為不銹鋼304和鈦合金TA2。

優選地，所述過渡環的材質為不銹鋼304和鈦合金TA2。

優選地，所述壓環為半圓形結構。

優選地，所述壓環的材質為不銹鋼304和鈦合金TA2。

優選地，所述螺釘沿圓周方向均布，材質為不銹鋼。

優選地，所述應力釋放環、過渡環和壓環通過螺釘相連，提供壓環壓緊力，從而消除應力釋放環與過渡環和壓環的接觸間隙。

優選地，所述應力釋放環、過渡環和壓環采用焊接裝配。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

解決了金屬膜盒傳統的端面焊接結構的低疲勞壽命問題，提高了金屬膜盒的反復排放次數，增加了金屬膜盒的工作可靠性，擴展了金屬膜盒在航天系統上的應用范圍。金屬膜盒的應力釋放環設計成半圓形翻邊結構，有效的降低了焊接區的應力水平；采用沿圓周方向均布的螺釘實現金屬膜盒與過渡環和壓環的連接，提高了金屬膜盒的連接強度，增強了金屬膜盒的抗力學環境能力，具有高可靠、高安全、低成本和高疲勞壽命等特點，可廣泛用于對反復加排次數有較高要求的軍用和民用領域。

附圖說明

圖1為本發明實施例一種高疲勞壽命金屬膜盒焊接結構的結構示意圖。

圖2為圖1中A-A的剖面圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。

如圖1-圖2所示，本發明實施例提供了一種高疲勞壽命金屬膜盒焊接結構，它包括金屬膜盒1、固定金屬膜盒的過渡環2、消除金屬膜盒1與過渡環2接觸間隙的壓環3以及用于連接金屬膜盒1、過渡環2和壓環3的螺釘4，金屬膜盒1是由多個具有一定型面的金屬薄壁環11組成，金屬膜盒1的一端固定，另一端可沿軸線方向作拉伸和壓縮運動，用作航天推進劑管理裝置或緩沖器；過渡環2用于固定金屬膜盒1的一端，考慮到密封性和介質的相容性，采用焊接固定，為了降低焊接區應力，提高金屬膜盒1的反復排放次數，將金屬膜盒1與過渡環2的連接結構設計成半圓形翻邊結構應力釋放環12，過渡環2既提供金屬膜盒1的支撐結構，同時也作為金屬膜盒1的翻邊陰模。壓環3是半圓形結構，2個壓環3配合一定數量的沿圓周方向均布的螺釘4以消除金屬膜盒1的應力釋放環12與過渡環2和壓環3的接觸間隙。

本具體實施通過以下步驟制備：