CN105127061A - 一种衬层刮涂设备及其刮涂方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种衬层刮涂设备及其刮涂方法，该设备包括底座，底座上安装有进给系统，进给系统上安装有升降机构，升降机构上安装有托板，托板上安装有料斗，螺杆挤出装置，托板的一端安装有刮涂组件；刮涂组件包括靠模和刮板，螺杆挤出装置的一端连接料斗，另一端连接刮板。刮涂时，先将发动机安装在滑轮上，然后调节托板的高度，使发动机待刮涂的部位与靠模相配合，将浆料加入到料斗中；控制发动机在滑轮上转动，浆料通过螺杆挤出装置达到刮板处，通过刮板将浆料刮涂到发动机上。本发明通过控制待刮涂发动机的匀速转动、进给系统、升降机构及靠模的准确定位、螺杆挤出装置的精确供料，解决衬层局部厚度失控的质量问题，提高生产效率。

Description

一种衬层刮涂设备及其刮涂方法

技术领域

本发明属于发动机衬层制造技术领域，具体涉及一种衬层刮涂设备及其刮涂方法。

背景技术

衬层是固体火箭发动机燃烧室中的结构部件之一，位于绝热层和推进剂药柱之间，厚度为0.5mm~2.0mm之间，主要起到绝热层和推进剂的粘接作用。衬层是一种聚氨酯类高分子材料，固化前为胶体材料，具有流动性，固化后成为弹性体材料。衬层成型工艺包括，配制浆料，在绝热层表面涂布，装药前预固化和装药后固化等步骤。衬层的涂布工艺目前常用的有离心工艺、手工刮涂和高压溶剂喷涂。此三种方法均相应存在衬层局部厚度失控的质量问题，对绝热层与推进剂的粘接质量产生不利影响，生产效率低，操作者直接接触衬层浆料，存在较大的职业病危害。

发明内容

本发明提供一种衬层刮涂设备及其刮涂方法，用以解决衬层局部厚度失控的质量问题，提高生产效率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种衬层刮涂设备，包括底座，底座上安装有进给系统，进给系统上安装有升降机构，升降机构上安装有托板，托板上安装有料斗，螺杆挤出装置，螺杆挤出装置可调速；托板的一端安装有刮涂组件；刮涂组件包括靠模和刮板，螺杆挤出装置的一端连接料斗，另一端连接刮板。

所述底座上设有用于支撑待刮涂设备的支架，支架上安装有滑轮，该设备还包括动力系统，操作时，将待刮涂的发动机安装在滑轮上，通过动力系统带动发动机匀速转动，滑轮方便其转动，还可以减小摩擦，节约能耗。另外，还可以通过支架调节发动机的高度和水平状态。另外，也可以通过动力系统带动滑轮匀速转动，利用摩擦力，滑轮带动发动机匀速转动。

所述底座上设有导轨，进给系统安装在导轨上，以实现进给系统沿导轨轴向运动。

进一步的，所述进给系统连接有伺服电机；通过伺服电机带动进给系统，以实现托板沿着导轨的轴向数控进给。

升降机构连接有电机；通过电机带动升降机构，以实现托板数控升降。

料斗内的浆料通过螺杆挤出装置进行传送，运输至刮板处，同时，还可对螺杆挤出装置的挤出速度进行调节，以实现浆料量的控制。

所述靠模连接有气缸，气缸安装在升降机构上，通过气缸控制靠模，靠模的功能是调节和保持刮板与相应部位发动机绝热层之间的间隙，然后通过刮板将输送的浆料均匀涂布于绝热层表面，实现原点定厚度涂胶的目的。

该设备还包括控制系统，控制系统可采用PLC，例如西门子S7-300。通过其输入设置和修改工艺参数，对刮涂过程进行控制。

采用所述的设备对发动机进行衬层刮涂的方法，包括以下步骤：

1）将发动机安装在滑轮上，调节其安装高度并确保水平安装，然后通过升降机构调节托板的高度，使发动机待刮涂的部位与靠模相配合，再将刮涂的浆料加入到料斗中；

2）控制发动机在滑轮上进行转动，料斗内的浆料通过螺杆挤出装置达到刮板处，通过刮板将浆料刮涂到发动机上，刮涂的厚度及轨迹根据靠模的位置及轨迹决定，刮涂过程中，通过进给系统和升降机构的运动带动托板、靠模及刮板移动；

通过发动机自身的转动及进给系统和升降机构的移动，使得刮板能够对发动机待刮涂的部位进行刮涂。

操作中，通过控制系统对进给系统和升降机构的移动速度、靠模的高度、浆料的量（控制螺杆挤出装置的挤出速度）及发动机转动的速度进行控制，实现浆料的自动刮涂。

本发明提供的衬层刮涂设备及其刮涂方法，具有以下有益效果：

1、设置的进给系统和升降机构带动托板运动，确保刮板按程序匀速走过发动机绝热层表面各部位，在其上进行均匀刮涂。

2、由于发动机绝热层表面存在各发动机产品中位置不固定的搭接边、型面变厚等结构，也存在因橡胶气囊加压形成的起伏不平，单纯依靠数控定位无法实现衬层的定量涂布，本发明中在刮板中点设置靠模，并通过气缸压力使之与发动机绝热层表面保持接触，起到衬层厚度定位的作用。

3、衬层刮涂的厚度精度主要依靠螺杆挤出装置的速度控制，要求送胶量不受衬层浆料粘度变化的影响，同时用靠模的高度对衬层的厚度进行修正，确保刮涂的衬层厚度一致。

本发明还可以采用程序集中控制技术，程序参数包括发动机转动速度、进给系统进给速度、升降机构升降速度、浆料输送速度和靠模高度工艺参数，通过型号产品工艺试验，确定各工艺参数的瞬时值和变化程序，达到原点定量刮涂的目的。

本发明提供的设备及方法能够提高刮涂的精度和效率，提高产品质量，另外还能够避免工作人员直接接触衬层浆料，降低职业病危害。

附图说明

图1为的本发明提供的设备的结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例及附图来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。

实施例1：

如图1所示，一种衬层刮涂设备，包括底座1，底座1上安装有进给系统2，进给系统2上安装有升降机构13，升降机构13安装有托板3，托板3上安装有料斗4，托板3的一端安装有刮涂组件5；刮涂组件5包括靠模51和刮板52，螺杆挤出装置11的一端连接料斗4，另一端连接刮板52。

进一步的方案中，所述底座1上设有用于支撑待刮涂设备的支架9，支架9上安装有滑轮10。

进一步的方案中，所述底座1上设有导轨8，进给系统2安装在导轨8上。

进一步的方案中，所述进给系统2连接有伺服电机12。

进一步的方案中，所述升降机构13也连接有电机。

进一步的方案中，所述靠模51连接有气缸14。

进一步的方案中，该设备还包括动力系统6。

进一步的方案中，该设备还包括控制系统7。

实施例2：

采用上述设备对发动机进行衬层刮涂的方法，包括以下步骤：

1）将发动机安装在滑轮10上，调节其安装高度并确保水平安装，然后然后通过升降机构调节托板3的高度，使发动机待刮涂的部位与靠模51进行接触，再将刮涂的浆料加入到料斗4中；

2）控制发动机在滑轮10上进行转动，料斗4内的浆料通过螺杆挤出装置达到刮板52处，通过刮板52将浆料刮涂到发动机上，刮涂的厚度及轨迹根据靠模51的位置及轨迹决定，刮涂过程中，通过进给系统2和升降机构13带动托板3、靠模51及刮板52运动；

通过发动机自身的转动及进给系统2和升降机构13的移动，使得刮板52能够对发动机待刮涂的部位进行刮涂。

进一步的，操作中，通过控制系统对进给系统2和升降机构13的移动速度、靠模51的高度、浆料的出浆速度及发动机转动的速度进行控制，实现浆料的自动刮涂。

本发明的自动施工设备已成功应用于某产品，发动机产品直径为512mm，长为780mm。封头衬层厚度设计值为1.0mm~1.5mm，原工艺的实测值为0.7mm~2.5mm，采用该设备刮涂后实测值为1.0mm~1.3mm；筒段衬层厚度设计值为0.5mm~1.0mm，原工艺实测值为0.4mm~1.6mm，通过该设备刮涂后的实测值为0.5mm~0.8mm。另外，产品生产周期为手工刮涂工艺的20%，大幅缩短工作时间，提高了工作效果，所得到的产品能够通过试验考核。

Claims (10)

1.一种衬层刮涂设备，包括底座（1），其特征在于：底座（1）上安装有进给系统（2），进给系统（2）上安装有升降机构（13），升降机构上安装有托板（3），托板（3）上安装有料斗（4）和螺杆挤出装置（11），托板（3）的一端安装有刮涂组件（5）；刮涂组件（5）包括靠模（51）和刮板（52），螺杆挤出装置（11）的一端连接料斗（4），另一端连接刮板（52），靠模（51）与刮板（52）之间的高度差等于待刮涂衬层的厚度。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述底座（1）上设有用于支撑待刮涂设备的支架（9），支架(9)上安装有滑轮(10)。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述底座（1）上设有导轨(8)，进给系统(2)安装在导轨(8)上。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述进给系统（2）连接有伺服电机（12）。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述升降机构（13）连接有电机。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述靠模（51）连接有气缸（14）。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：该设备还包括动力系统（6）。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的设备，其特征在于：该设备还包括控制系统（7）。

9.采用权利要求1-8任意一项所述的设备对发动机进行衬层刮涂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将发动机安装在滑轮（10）上，调节其安装高度并确保水平安装，然后通过升降机构（13）调节托板（3）的高度，使发动机待刮涂的部位与靠模（51）进行接触，再将刮涂的浆料加入到料斗（4）中；

2）控制发动机在滑轮（10）上进行转动，料斗（4）内的浆料通过螺杆挤出装置（11）达到刮板（52）处，通过刮板（52）将浆料刮涂到发动机上，刮涂的厚度及轨迹根据靠模（51）的位置及轨迹决定，刮涂过程中，通过进给系统（2）和升降机构（13）的运动带动托板（3）、靠模（51）及刮板（52）移动；

通过发动机自身的转动及进给系统（2）和升降机构（13）的移动，使得刮板（52）能够对发动机待刮涂的部位进行刮涂。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：操作中，通过控制系统（7）对进给系统（2）的移动速度、升降机构（13）升降速度、靠模（51）的高度、浆料的量及发动机转动的速度进行控制，实现浆料的自动刮涂。