一种液氧甲烷发动机专用集成变换器的制作方法

本发明涉及多参数集成变换器相关，尤其涉及一种液氧甲烷发动机专用集成变换器。

背景技术：

1、目前，随着重复使用技术、天地往返运输技术的不断发展，液体火箭发动机多次点火能力逐渐成为一项必备条件，当前液氧甲烷发动机属于航空航天领域的大国重器。多参数集成变换器具有集成化、轻量化、机动性强、工作效率高等优良特点，广泛应用于卫星、导弹、火箭、液氧甲烷发动机等航空航天、国防军事遥测采集领域。

2、多参数集成变换器与液氧甲烷发动机的专用传感器配对使用，可以实现对压力、温度、转速等多种参数的信号采集、调理，经计算后从接口输出到对应设备。传统集成变换器类产品结构设计主要考虑三个方面，一是设计成薄壁结构以实现轻量化，但薄壁结构整体强度会受到限制，需要合理的结构布局做保证。二是分层叠加以便于组装、调试测试，使用若干沉头螺钉将多层壳体与盖板进行连接固定；但分层接触面间会形成直通产品内部的缝隙，在电磁波的衍射作用下，易对内部电路造成电磁干扰，影响数据采集。此外，简单分层叠加的结构抗剪切能力弱，在导弹、火箭等复杂工况环境下，难以保证结构完整。三是对内部电路板的固定与支撑，通常采用每层电路板下放置一个支撑柱，依次串联呈刚性支撑。但由于支撑柱高度与相邻电路板间距误差的不可避免，电路板会受不平衡外力产生形变；当形变较大时，电子元器件的可靠性、电路板寿命存在损伤的风险。另一种方式是整体灌胶，虽然整体强度得到加强，对电路板也有振动保护作用，但产品的重量会大幅度增加，与轻量化原则矛盾。

3、因此，对于市场需求量大，使用工况环境复杂，要求轻量化、采集测量精准、可靠性高的多参数集成变换器而言，亟待寻求可靠、经济的结构设计方案。

技术实现思路

1、本发明提供一种液氧甲烷发动机专用集成变换器，旨在解决现有集成变换器存在的上述技术缺陷。

2、本发明提供的具体技术方案如下：

3、本发明提供的一种液氧甲烷发动机专用集成变换器包括底层壳体、固定在所述底层壳体上的中层壳体、固定在所述中层壳体上的顶层壳体、固定在所述顶层壳体上的盖板、安装在所述底层壳体上的底层电路板、安装在所述中层壳体上的中层电路板、安装在所述顶层壳体上的顶层电路板、位于所述中层电路板和所述底层壳体之间的下支撑柱、位于所述顶层电路板和所述下支撑柱之间的中支撑柱、位于所述中支撑柱和所述盖板之间的上支撑柱，其中，所述下支撑柱和所述底层电路板之间设置有下阻尼垫，所述中支撑柱和所述中层电路板之间设置有中阻尼垫，所述上支撑柱和所述顶层电路板之间设置有上阻尼垫。

4、可选的，所述底层壳体的内部设置有四角固定台阶和底层壳体中心柱，所述底层壳体中心柱的高度低于所述四角固定台阶的高度，所述底层电路板采用螺钉固定在所述四角固定台阶上。

5、可选的，所述底层壳体中心柱的高度低于所述四角固定台阶的高度0.3mm~0.6mm，所述中层壳体的底部设置有与所述底层壳体的上边缘相互配合的加强凸台，所述加强凸台的厚度为1mm~2mm，所述中层壳体和所述底层壳体相互嵌入后配合间隙为0.03mm~0.06mm。

6、可选的，所述顶层壳体的底部设置有与所述中层壳体的上边缘相互配合的加强凸台，所述加强凸台的厚度为1mm~2mm，所述顶层壳体和所述中层壳体相互嵌入后配合间隙为0.03mm~0.06mm；所述盖板的底部设置有与所述顶层壳体的上边缘相互配合的加强凸台，所述加强凸台的厚度为1mm~2mm，所述盖板和所述顶层壳体相互嵌入后配合间隙为0.03mm~0.06mm。

7、可选的，所述盖板上设置有盖板中心柱，所述盖板中心柱的中心轴线与所述底层壳体中心柱的中心轴线相互重合。

8、可选的，所述下支撑柱包括下支撑柱外螺纹连接部、下支撑柱阻尼垫安装部和下支撑柱支撑部，其中，所述下支撑柱支撑部的高度小于所述底层电路板和所述中层电路板之间的间距0.8mm~1.2mm，所述下支撑柱支撑部的上端设置有与所述中支撑柱相互配合的内螺纹孔，所述下支撑柱阻尼垫安装部的直径大于所述下支撑柱外螺纹连接部的螺纹大径0.8mm~1mm，所述下支撑柱阻尼垫安装部的高度比所述底层电路板的厚度大1mm。

9、可选的，所述中支撑柱包括中支撑柱外螺纹连接部、中支撑柱阻尼垫安装部和中支撑柱支撑部，其中，所述中支撑柱支撑部的高度小于所述中层电路板和所述顶层电路板之间的间距0.8mm~1.2mm，所述中支撑柱支撑部的上端设置有与所述上支撑柱相互配合的内螺纹孔，所述中支撑柱阻尼垫安装部的直径大于所述中支撑柱外螺纹连接部的螺纹大径0.8mm~1mm，所述中支撑柱阻尼垫安装部的高度比所述中层电路板的厚度大1mm。

10、可选的，所述上支撑柱包括上支撑柱外螺纹连接部、上支撑柱阻尼垫安装部和上支撑柱支撑部，其中，所述上支撑柱支撑部抵接在所述盖板中心柱上，所述上支撑柱阻尼垫安装部的高度比所述顶层电路板的厚度大1mm，所述上支撑柱阻尼垫安装部的直径大于所述上支撑柱外螺纹连接部的螺纹大径0.8mm~1mm。

11、可选的，所述上阻尼垫、所述下阻尼垫、所述中阻尼垫均采用高阻尼硅橡胶材料加工制作，所述上阻尼垫、所述下阻尼垫、所述中阻尼垫均为双面法兰中间带通孔结构。

12、可选的，所述上阻尼垫的法兰厚度为顶层电路板与上支撑柱支撑部装配后间隙的1.3倍，所述上阻尼垫的通孔直径分别比上支撑柱外螺纹连接部的外螺纹大径大0.05mm~0.15mm；所述中阻尼垫的通孔直径比中支撑柱外螺纹连接部的外螺纹大径大0.05mm~0.15mm，所述中阻尼垫的法兰厚度为中层电路板与中支撑柱支撑部装配后间隙的1.3倍；所述下阻尼垫的通孔直径比下支撑柱外螺纹连接部的外螺纹大径大0.05mm~0.15mm，所述下阻尼垫的法兰厚度为底层电路板与下支撑柱支撑部装配后间隙的1.3倍。

13、本发明具有如下有益技术效果：

14、本发明实施例提供一种液氧甲烷发动机专用集成变换器包括底层壳体、固定在底层壳体上的中层壳体、固定在中层壳体上的顶层壳体、固定在顶层壳体上的盖板、安装在底层壳体上的底层电路板、安装在中层壳体上的中层电路板、安装在顶层壳体上的顶层电路板、位于中层电路板和底层壳体之间的下支撑柱、位于顶层电路板和下支撑柱之间的中支撑柱、位于中支撑柱和盖板之间的上支撑柱，其中，下支撑柱和底层电路板之间设置有下阻尼垫，中支撑柱和中层电路板之间设置有中阻尼垫，通过将中层壳体、底层壳体、顶层壳体以及盖板设置为带加强凸台的结构，一方面避免了分层壳体间叠加间隙与产品内部的直接连通，提高了整体结构的电磁屏蔽性和结构强度，另一方面，凸台结构相当于加强筋，在产品质量有限增加的情况下，可大幅度增强薄壁结构的强度；此外，加强凸台的设计还可以大幅度增强产品的抗剪切能力，能够适应复杂的震动环境；采用下支撑柱、中支撑柱、上支撑柱配合下阻尼垫、中阻尼垫和上阻尼垫来避免电路板受力不均，提高抗振动、抗冲击强度，将阻尼垫置于电路板和支撑柱之间并配合阻尼垫厚度小于电路板与螺柱端面的间隙，使阻尼垫受压缩安装，这样使电路板既受支撑力，又有一定限幅内的回弹空间，起到缓冲减震作用。