CN105965866A - 发动机壳体及喷管一体成型方法 - Google Patents

发动机壳体及喷管一体成型方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105965866A
CN105965866A CN201610374886.5A CN201610374886A CN105965866A CN 105965866 A CN105965866 A CN 105965866A CN 201610374886 A CN201610374886 A CN 201610374886A CN 105965866 A CN105965866 A CN 105965866A
Authority
CN
China
Prior art keywords
jet pipe
motor body
core
paster
plug
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610374886.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105965866B (zh
Inventor
魏虹
张志斌
邓德凤
黄泽勇
李天明
余峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hubei Sanjiang Space Jiangbei Mechanical Engineering Co Ltd
Original Assignee
Hubei Sanjiang Space Jiangbei Mechanical Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hubei Sanjiang Space Jiangbei Mechanical Engineering Co Ltd filed Critical Hubei Sanjiang Space Jiangbei Mechanical Engineering Co Ltd
Priority to CN201610374886.5A priority Critical patent/CN105965866B/zh
Publication of CN105965866A publication Critical patent/CN105965866A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105965866B publication Critical patent/CN105965866B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/56—Winding and joining, e.g. winding spirally
    • B29C53/58—Winding and joining, e.g. winding spirally helically
    • B29C53/60—Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels
    • B29C53/68—Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels with rotatable winding feed member
    • B29C53/70—Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels with rotatable winding feed member and moving axially
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C53/8008—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations specially adapted for winding and joining
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C53/82—Cores or mandrels
    • B29C53/821—Mandrels especially adapted for winding and joining
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2063/00—Use of EP, i.e. epoxy resins or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/748—Machines or parts thereof not otherwise provided for
    • B29L2031/749—Motors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Abstract

本发明公开了一种发动机壳体及喷管一体成型方法，是将喷管与发动机壳体快捷高效合为一个整体的过程，所述发动机壳体包括发动机壳体主体部分及连接在发动机壳体主体部分前端的前封头，取消了现有技术中发动机壳体与喷管单独成型后再用金属连接的结构，而是将喷管与发动机壳体后接头合为一体，在喷管装配到位后，与发动机壳体一并缠绕成型，用缠绕层代替了原有的喷管金属壳体，去除了发动机壳体后接头、喷管金属壳体和连接件等部件，能有效提高发动机质量比；另外，本发明的一体成型方法简单、周期短且价格低廉，尤其适用于纤维缠绕的发动机壳体。

Description

发动机壳体及喷管一体成型方法
技术领域
本发明属于火箭发动机壳体成型技术领域，具体涉及一种发动机壳体及喷管一体成型方法。
背景技术
研制高质量比固体发动机是固体推进技术的发展目标。火箭发动机的消极质量会降低火箭的运载能力，越往上面级，这种影响越大。
纤维缠绕发动机壳体可有效降低发动机壳体的消极重量，是未来发动机的主要发展方向。但常规的纤维缠绕发动机壳体通常还要通过缠绕壳体后封头与喷管上的金属法兰连接，消极重量仍然较大。
发明内容
本发明的目的就是要针对传统加工方法的不足，提供一种能有效提高发动机质量比的发动机壳体及喷管一体成型方法。
为实现上述目的，本发明所设计的发动机壳体及喷管一体成型方法，是将喷管与发动机壳体快捷高效合为一个整体的过程，所述发动机壳体包括发动机壳体主体部分及连接在发动机壳体主体部分前端的前封头，该方法包括如下步骤：
1)分别成型喷管、前封头及芯模，其中：芯模的形状与发动机壳体内型面一致；
2)将芯模套装在芯棒上后，芯棒的前轴穿过前封头使前封头套装在芯模的前端并固定；
3)在前封头以外的芯模外表面进行贴片，且芯模外表面后端的贴片延伸至芯棒后端与芯棒后轴之间的渐缩段，其中：贴片的材质与前封头橡胶外层的材质相同；
4)贴片完成后，芯棒后轴穿过喷管，使喷管连接端的端面与芯模后端的贴片和渐缩段的贴片均相贴合，并将喷管固定；
5)安装完喷管之后，采用双曲线纵向缠绕与环向缠绕相结合的方式对前封头外表面、与喷管连接端端面相贴合贴片以外的贴片及喷管外表面进行一体化缠绕，然后固化、脱模，形成发动机壳体及喷管一体化结构。
进一步地，所述步骤1)中，喷管包括喉衬和背衬，所述喉衬采用的材料为C/C复合材料，所述背衬采用的材料为高硅氧玻璃/酚醛防热复合材料。
进一步地，所述步骤1)中，前封头包括铝合金内层及三元乙丙橡胶外层。
进一步地，所述步骤1)中，芯模采用的是水溶性芯模。
进一步地，所述步骤2)中，前封头的前端通过螺栓与封头安装座相连，所述封头安装座固定在芯棒的前轴上。
进一步地，所述步骤4)中，喷管的喷口与支撑杆相连，所述支撑杆固定在芯棒的后轴上。
进一步地，所述步骤5)中双曲线纵向缠绕和环向缠绕所采用的材料均为纤维增强环氧树脂。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：本发明的发动机壳体与喷管一体化缠绕成型技术，取消了现有技术中发动机壳体与喷管单独成型后再用金属连接的结构，而是将喷管与发动机壳体后接头合为一体，在喷管装配到位后，与发动机壳体一并缠绕成型，用缠绕层代替了原有的喷管金属壳体，去除了发动机壳体后接头、喷管金属壳体和连接件等部件，能有效提高发动机质量比；另外，本发明的一体成型方法简单、周期短且价格低廉，尤其适用于纤维缠绕的发动机壳体。
附图说明
图1为本发明发动机壳体及喷管一体化结构的示意图；
图2为本发明发动机壳体及喷管一体成型方法的组装示意图。
其中：发动机壳体主体部分1、前封头2、喷管3、喉衬4、背衬5、芯模6、芯棒7、后轴8、前轴9、支撑杆10、封头安装座11、渐缩段12。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图1所示，发动机壳体及喷管一体化结构包括喷管3和发动机壳体，发动机壳体包括发动机壳体主体部分1及连接在发动机壳体主体部分1前端的前封头2，某型号发动机壳体及喷管一体化结构参数如表1，
具体参数如表1：
表1
结合图2所示，具体成型工艺过程如下：
1)分别成型喷管3、前封头2及芯模6，其中：芯模6的形状与发动机壳体内型面一致。
本实施例中喷管3包括喉衬4和背衬5，喉衬4采用的材料为C/C复合材料，背衬5采用的材料为高硅氧玻璃/酚醛防热复合材料，喉衬4和背衬5分别机加后套装形成喷管3；前封头2包括铝合金内层及三元乙丙橡胶外层，且铝合金与三元乙丙模压成型；芯模6采用的是水溶性芯模6，用水冲洗即可将芯模脱出。
2)将芯模6套装在芯棒7上后，芯棒7的前轴穿过前封头2使前封头2套装在芯模6的前端，前封头2的前端通过螺栓与封头安装座11相连，封头安装座11固定在芯棒7的前轴9上。
3)在前封头2以外的芯模6外表面进行贴片，且芯模6外表面后端的贴片延伸至芯棒7后端与芯棒后轴8之间的渐缩段12，其中：贴片的材质与前封头橡胶外层的材质相同，即三元乙丙绝热层。
4)贴片完成后，芯棒7后轴8穿过喷管3，使喷管3连接端的端面与芯模6后端的贴片和渐缩段12的贴片均相贴合，喷管3的喷口与支撑杆10相连，支撑杆10固定在芯棒7的后轴8上，从而将喷管3固定在芯棒7上。
5)安装完喷管3之后，然后将芯模整体吊装在缠绕机上，采用双曲线纵向缠绕与环向缠绕相结合的方式对前封头外表面、与喷管连接端端面相贴合贴片以外的贴片及喷管外表面进行一体化缠绕，即用T700碳纤维增强环氧树脂先5个双曲线纵向缠绕，再10个环向缠绕，当然也可以双曲线纵向缠绕和环向缠绕交替进行。
6)根据本实施例中采用T700碳纤维增强环氧树脂固化制度，将发动机壳体及喷管一体吊装至烘箱内，通过程序升温的固化制度进行固化，程序升温的温度和时间为：90℃维持三小时、110℃维持三小时、150℃维持八小时。
7)本实施例中芯模采用的是水溶性芯模，脱模时采用80℃水冲洗即可将芯模脱出，得到发动机壳体及喷管一体化结构。
本实施例中取消了现有技术中发动机壳体与喷管单独成型后再用金属连接的结构，而是将喷管与发动机壳体后接头合为一体，在喷管装配到位后，与发动机壳体一并缠绕成型，用缠绕层代替了原有的喷管金属壳体，去除了发动机壳体后接头、喷管金属壳体和连接件等部件，能有效提高发动机质量比。

Claims (7)

1.一种发动机壳体及喷管一体成型方法，是将喷管(3)与发动机壳体快捷高效合为一个整体的过程，所述发动机壳体包括发动机壳体主体部分(1)及连接在发动机壳体主体部分(1)前端的前封头(2)，其特征在于：该方法包括如下步骤：
1)分别成型喷管(3)、前封头(2)及芯模(6)，其中：芯模(6)的形状与发动机壳体内型面一致；
2)将芯模(6)套装在芯棒(7)上后，芯棒(7)的前轴(9)穿过前封头(3)使前封头(3)套装在芯模(6)的前端并固定；
3)在前封头(3)以外的芯模(6)外表面进行贴片，且芯模(6)外表面后端的贴片延伸至芯棒(7)后端与芯棒后轴(8)之间的渐缩段(12)，其中：贴片的材质与前封头橡胶外层的材质相同；
4)贴片完成后，芯棒(7)后轴(8)穿过喷管(3)，使喷管(3)连接端的端面与芯模(6)后端的贴片和渐缩段(12)的贴片均相贴合，并将喷管(3)固定；
5)安装完喷管(3)之后，采用双曲线纵向缠绕与环向缠绕相结合的方式对前封头(2)外表面、与喷管(3)连接端端面相贴合贴片以外的贴片及喷管(3)外表面进行一体化缠绕，然后固化、脱模，形成发动机壳体及喷管一体化结构。
2.根据权利要求1所述的发动机壳体及喷管一体成型方法，其特征在于：所述步骤1)中，喷管(3)包括喉衬(4)和背衬(5)，所述喉衬(4)采用的材料为C/C复合材料，所述背衬(5)采用的材料为高硅氧玻璃/酚醛防热复合材料。
3.根据权利要求1所述的发动机壳体及喷管一体成型方法，其特征在于：所述步骤1)中，前封头(2)包括铝合金内层及三元乙丙橡胶外层。
4.根据权利要求1所述的发动机壳体及喷管一体成型方法，其特征在于：所述步骤1)中，芯模(6)采用的是水溶性芯模(6)。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的发动机壳体及喷管一体成型方法，其特征在于：所述步骤2)中，前封头(2)的前端通过螺栓与封头安装座(11)相连，所述封头安装座(11)固定在芯棒(7)的前轴(9)上。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的发动机壳体及喷管一体成型方法，其特征在于：所述步骤4)中，喷管(3)的喷口与支撑杆(10)相连，所述支撑杆(10)固定在芯棒(7)的后轴(8)上。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的发动机壳体及喷管一体成型方法，其特征在于：所述步骤5)中双曲线纵向缠绕和环向缠绕所采用的材料均为纤维增强环氧树脂。
CN201610374886.5A 2016-05-31 2016-05-31 发动机壳体及喷管一体成型方法 Active CN105965866B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610374886.5A CN105965866B (zh) 2016-05-31 2016-05-31 发动机壳体及喷管一体成型方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610374886.5A CN105965866B (zh) 2016-05-31 2016-05-31 发动机壳体及喷管一体成型方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105965866A true CN105965866A (zh) 2016-09-28
CN105965866B CN105965866B (zh) 2017-12-26

Family

ID=57009935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610374886.5A Active CN105965866B (zh) 2016-05-31 2016-05-31 发动机壳体及喷管一体成型方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105965866B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109968687A (zh) * 2019-05-13 2019-07-05 哈尔滨玻璃钢研究院有限公司 一种缠绕复合材料的芯模及芯模制作方法
CN110080909A (zh) * 2018-12-28 2019-08-02 湖北航天技术研究院总体设计所 一种固体火箭发动机的喷管
CN110805505A (zh) * 2019-11-15 2020-02-18 西安近代化学研究所 一种适用于铝合金长尾喷管固体火箭发动机的绝热层组件

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007032617A (ja) * 2005-07-22 2007-02-08 Jtekt Corp 車両サスペンション用スラスト軸受ユニット及びその製造方法
CN101870172A (zh) * 2010-06-09 2010-10-27 哈尔滨工业大学 飞机及航空器的碳纤维复合材料壳体的制备模具及其成形方法
CN103331910A (zh) * 2013-06-17 2013-10-02 湖北三江航天江北机械工程有限公司 双脉冲发动机壳体水溶性芯模成型方法
CN203847275U (zh) * 2014-02-25 2014-09-24 陕西中天火箭技术股份有限公司 一种复合推进剂发动机
CN104354436A (zh) * 2014-11-07 2015-02-18 湖北三江航天江北机械工程有限公司 耐高温纤维缠绕复合材料壳体的制造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007032617A (ja) * 2005-07-22 2007-02-08 Jtekt Corp 車両サスペンション用スラスト軸受ユニット及びその製造方法
CN101870172A (zh) * 2010-06-09 2010-10-27 哈尔滨工业大学 飞机及航空器的碳纤维复合材料壳体的制备模具及其成形方法
CN103331910A (zh) * 2013-06-17 2013-10-02 湖北三江航天江北机械工程有限公司 双脉冲发动机壳体水溶性芯模成型方法
CN203847275U (zh) * 2014-02-25 2014-09-24 陕西中天火箭技术股份有限公司 一种复合推进剂发动机
CN104354436A (zh) * 2014-11-07 2015-02-18 湖北三江航天江北机械工程有限公司 耐高温纤维缠绕复合材料壳体的制造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王扬等: "《飞行器制造工艺与装备》", 31 May 2015, 哈尔滨工业大学出版社 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110080909A (zh) * 2018-12-28 2019-08-02 湖北航天技术研究院总体设计所 一种固体火箭发动机的喷管
CN110080909B (zh) * 2018-12-28 2020-04-28 湖北航天技术研究院总体设计所 一种固体火箭发动机的喷管
CN109968687A (zh) * 2019-05-13 2019-07-05 哈尔滨玻璃钢研究院有限公司 一种缠绕复合材料的芯模及芯模制作方法
CN109968687B (zh) * 2019-05-13 2021-02-09 哈尔滨玻璃钢研究院有限公司 一种缠绕复合材料的芯模及芯模制作方法
CN110805505A (zh) * 2019-11-15 2020-02-18 西安近代化学研究所 一种适用于铝合金长尾喷管固体火箭发动机的绝热层组件

Also Published As

Publication number Publication date
CN105965866B (zh) 2017-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106273599B (zh) 发动机复合材料壳体与喷管一体成型方法
CN106217921B (zh) 带喷管的发动机复合材料壳体一体成型方法
US7089737B2 (en) Housing for a turbocharger
CN110077009A (zh) 石墨烯改性环氧树脂纤维缠绕壳体的成型方法
CN105965866A (zh) 发动机壳体及喷管一体成型方法
CN105904742B (zh) 一种全复合材料壳体的缠绕成型方法
CN103008559B (zh) 一种高传热高溃散油管型芯的制备方法
CN105478667B (zh) 一种水套式排气歧管铸造砂型的制作方法
CN103331910A (zh) 双脉冲发动机壳体水溶性芯模成型方法
CN109435272A (zh) 一种变厚度复合材料整体骨架成型方法及其成型模具
CN112644039A (zh) 一种大开口的复合材料壳体和成型方法及成型工装
CN108059403A (zh) 大长径比纤维缠绕发动机壳体石膏芯模成型方法
CN103100669A (zh) 一种带有法兰铸造螺栓孔闸阀阀体组合浇注工艺
CN109532055A (zh) 一种旋转芯轴及飞机的复合材料机身的制造方法
CN111196045B (zh) 适用于中空结构的整体缠绕成型方法及中空结构
CN106863837B (zh) 一种复合材料壳体内环向加强筋成型方法
CN217465543U (zh) 一种复合材料壳体结构
CN102658358A (zh) 新型法兰压脚弯管组芯制造工艺
CN105710306A (zh) 涡轮壳铸件涡轮室内厚大部位的中孔补缩工艺
CN215397021U (zh) 一种大开口的复合材料壳体及成型工装
CN112571822A (zh) 适用于带药缠绕的记忆非金属芯模结构及壳体成型方法
CN201264071Y (zh) 一种活动法兰管件的组合模型结构
CN108099080A (zh) 一种复合材料舱体设计成型方法
CN110860658B (zh) 一种筒形薄壁复杂构件蜡模石膏型芯制备方法
CN112692234A (zh) 一种大件精铸件的组合式铸造工艺

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant