CN107351422B - 一种推进剂药柱绝热套及其成型方法 - Google Patents
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Abstract
一种推进剂药柱绝热套及其成型方法，包括以下步骤：步骤一：根据所需制作的绝热套的厚度，使用炼胶机薄通出片，制得厚度略大于绝热套的绝热层片；步骤二：将芯棒装夹固定在车床上，将绝热层片均匀缠绕在芯棒上；步骤三：通过车床慢速带动芯棒转动，使布条绕在芯棒上的绝热层片外并将绝热层片缠绕包紧；步骤四：从车床上取下芯棒放入硫化罐中硫化；步骤五：取出硫化后的芯棒，放置冷却后将芯棒固定在普通车床上，对绝热套进行整形切削，整形完毕后将绝热套从芯棒上脱下。本发明采用缠绕成型工艺，解决了大直径，长长度绝热套无法使用模压成型工艺进行制作的问题，采用尼龙布条进行缠绕，利用其高温下的收缩特性，使缠绕更加紧密，绝热层更加密实。
Description
技术领域
本发明涉及一种绝热套缠绕成型制备工艺方法，属于绝热层成型工艺技术领域。
背景技术
复合固体火箭发动机作为使用复合固体推进剂的化学火箭发动机，已广泛用作火箭弹、导弹和探空火箭的发动机，以及航天器发射和飞机起飞的的助推发动机。复合固体火箭发动机主要由推进剂药柱、燃烧室、喷管和点火装置等组成。其中复合固体推进剂可以直接在燃烧室内进行贴壁浇注，也可以在绝热套中直接预制成药柱再装填到燃烧室内。在此种工艺中绝热套起到盛装推进剂限制药柱外型面的作用，并充当了药柱与燃烧室内壁之间的隔热层。
一般情况下，药柱用绝热套直径在250mm以内，绝热套长度在500mm以内，可采用模压成型工艺制备，而本方法中涉及的绝热套直径在300mm以上，长度在1000mm以上，模压模具过于巨大和笨重，普通规格平板硫化机无法对模具施加压力，难以采用模压成型的方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足而提供一种满足大直径、大长度绝热套的成型工艺要求的推进剂药柱绝热套成型方法。
本发明所提供的的技术方案是：包括以下步骤：
步骤一：根据所需制作的绝热套的厚度，使用炼胶机薄通出片，制得厚度略大于绝热套的绝热层片；
步骤二：将芯棒装夹固定在车床上，将绝热层片均匀缠绕在芯棒上；
步骤三：通过车床慢速带动芯棒转动，使布条绕在芯棒上的绝热层片外并将绝热层片缠绕包紧；
步骤四：从车床上取下芯棒放入硫化罐中硫化；利用尼龙布条在高温下的收缩特性，进一步对绝热套收紧，防止绝热套出现局部缺陷；
步骤五：取出硫化后的芯棒，放置冷却后，将芯棒固定在普通车床上，对绝热套进行整形切削，整形完毕后将绝热套从芯棒上脱下。
还包括一步骤：在所述步骤三与步骤四之间重复步骤三两次。
所述步骤四中的硫化条件为：硫化时间为120±5min，硫化温度为160±5℃，硫化压力为0.6±0.1 MPa。
所述绝热层片由三元乙丙橡胶或丁腈橡胶制成。
所述绝热套直径大于300mm，长度大于1000mm。
所述布条由尼龙材料制成，厚度为0.4～0.6mm，宽度为20mm，抗拉强度大于8MPa。
所述步骤三中还包括一用于放置布条的三角支架。
所述三角支架重量大于100kg，端面两支撑杆夹角为60°
所述芯棒为空心圆筒状，两端设有便于缠绕和整形的定位孔。
本发明的目的还在于提供一种推进剂药柱绝热套，技术方案为：
所述绝热套由如下方法制成，包括以下步骤：
步骤一：根据所需制作的绝热套的厚度，使用炼胶机薄通出片，制得厚度略大于绝热套的绝热层片；
步骤二：将芯棒装夹固定在车床上，将绝热层片均匀缠绕在芯棒上；
步骤三：通过车床慢速带动芯棒转动，使布条绕在芯棒上的绝热层片外并将绝热层片缠绕包紧；
步骤四：从车床上取下芯棒放入硫化罐中硫化120±5min，硫化温度为160±5℃，硫化压力为0.6±0.1 MPa；
步骤五：取出硫化后的芯棒，放置冷却后，将芯棒固定在普通车床上，对绝热套进行整形切削，整形完毕后将绝热套从芯棒上脱下。
本发明与现有技术相比有益效果为：1）通过缠绕成型工艺，解决了大直径，长长度绝热套无法使用模压成型工艺进行制作的难题；2）采用尼龙布条进行缠绕，利用其高温下的收缩特性，使缠绕更加紧密，绝热层更加密实。
附图说明
图1是本发明的工艺示意图。
图中，1、芯棒，2、绝热层片，3、布条，4、三角支架，5、车床卡爪装夹位置，6、车床尾座顶夹位置，7、定位孔。
具体实施方式
图1中，芯棒1装夹固定在车床上（5为车床卡爪装夹位置，6为车床尾座顶夹位置，7为定位孔），将布条3通过三角支架4缠绕在芯棒的绝热层片上，车床慢速转动带动布条将绝热层片缠绕包紧，整个芯棒反复缠绕3次。三角支架重量大于100kg，端面两支撑杆夹角为60°。
实施例1
按下述步骤制作绝热套：
包括以下步骤：
步骤一：根据所需制作的绝热套的厚度，采用三元乙丙橡胶经炼胶机薄通出片，制得厚度略大于绝热套的绝热层片；
步骤二：将芯棒装夹固定在车床上，将绝热层片均匀缠绕在芯棒上；
步骤三：将布条通过三角支架缠绕在芯棒的绝热层片上，车床慢速转动带动布条将绝热层片缠绕包紧，整个芯棒反复缠绕3次；
步骤四：从车床上取下芯棒放入硫化罐中硫化，硫化时间为115min，硫化温度为155℃，硫化压力为0.5MPa。；
步骤五：取出硫化后的芯棒，放置冷却后，将芯棒固定在普通车床上，对绝热套进行整形切削，整形完毕后将绝热套从芯棒上脱下。
绝热套设计要求直径为305mm，长度为2000mm，厚度为2.5mm，成型后测量绝热套直径为304.9mm~305.2mm，长度为2000.4mm，厚度为2.4 mm~2.6mm，尺寸满足设计要求。
实施例2
按下述步骤制作绝热套：
包括以下步骤：
步骤一：根据所需制作的绝热套的厚度，采用丁腈橡胶经炼胶机薄通出片，制得厚度略大于绝热套的绝热层片；
步骤二：将芯棒装夹固定在车床上，将绝热层片均匀缠绕在芯棒上；
步骤三：将布条通过三角支架缠绕在芯棒的绝热层片上，车床慢速转动带动布条将绝热层片缠绕包紧，整个芯棒反复缠绕3次；
步骤四：从车床上取下芯棒放入硫化罐中硫化，硫化时间为120min，硫化温度为160℃，硫化压力为0.7MPa。；
步骤五：取出硫化后的芯棒，放置冷却后，将芯棒固定在普通车床上，对绝热套进行整形切削，整形完毕后将绝热套从芯棒上脱下。
绝热套设计要求直径为321mm，长度为2650mm，厚度为3.0mm，成型后测量绝热套直径为320.8mm~321.2mm，长度为2650.5mm，厚度为2.9 mm ~3.1mm，尺寸满足设计要求。
实施例3
按下述步骤制作绝热套：
包括以下步骤：
步骤一：根据所需制作的绝热套的厚度，采用三元乙丙经炼胶机薄通出片，制得厚度略大于绝热套的绝热层片；
步骤二：将芯棒装夹固定在车床上，将绝热层片均匀缠绕在芯棒上；
步骤三：将布条通过三角支架缠绕在芯棒的绝热层片上，车床慢速转动带动布条将绝热层片缠绕包紧，整个芯棒反复缠绕3次；
步骤四：从车床上取下芯棒放入硫化罐中硫化，硫化时间为125min，硫化温度为165℃，硫化压力为0.6MPa。；
步骤五：取出硫化后的芯棒，放置冷却后，将芯棒固定在普通车床上，对绝热套进行整形切削，整形完毕后将绝热套从芯棒上脱下。
绝热套设计要求直径为500mm，长度为1250mm，厚度为4.0mm，成型后测量绝热套直径为499.8mm~500.1mm，长度为1250.2mm，厚度为3.9mm ~4.2mm，尺寸满足设计要求。
Claims (9)
1.一种推进剂药柱绝热套成型方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：根据所需制作的推进剂药柱绝热套的厚度，使用炼胶机薄通出片，制得厚度大于绝热套的绝热层片；
步骤二：将芯棒装夹固定在车床上，将绝热层片均匀缠绕在芯棒上；
步骤三：通过车床带动芯棒转动，使布条绕在芯棒上的绝热层片外并将绝热层片缠绕包紧；所述布条由尼龙材料制成，厚度为0.4～0.6mm，宽度为20mm，抗拉强度大于8MPa；
步骤四：从车床上取下芯棒放入硫化罐中硫化；
步骤五：取出硫化后的芯棒，放置冷却后，将芯棒固定在车床上，对绝热套进行整形切削，整形完毕后将绝热套从芯棒上脱下。
2.根据权利要求1所述的推进剂药柱绝热套成型方法，其特征在于：还包括一步骤：在所述步骤三与步骤四之间重复步骤三两次。
3.据权利要求1所述的推进剂药柱绝热套成型方法，其特征在于：所述步骤四中的硫化条件为：硫化时间为120±5min，硫化温度为160±5℃，硫化压力为0.6±0.1 MPa。
4.根据权利要求1所述的推进剂药柱绝热套成型方法，其特征在于：所述绝热层片由三元乙丙橡胶或丁腈橡胶制成。
5.根据权利要求1所述的推进剂药柱绝热套成型方法，其特征在于：所述绝热套直径大于300mm，长度大于1000mm。
6.根据权利要求1所述的推进剂药柱绝热套成型方法，其特征在于：所述步骤三中还包括一用于放置布条的三角支架。
7.根据权利要求6所述的推进剂药柱绝热套成型方法，其特征在于：所述三角支架重量大于100kg，端面两支撑杆夹角为60°。
8.根据权利要求1所述的推进剂药柱绝热套成型方法，其特征在于：所述芯棒为空心圆筒状，两端设有便于缠绕和整形的定位孔。
9.一种推进剂药柱绝热套，其特征在于：所述绝热套由如下方法制成，包括以下步骤：
步骤一：根据所需制作的绝热套的厚度，使用炼胶机薄通出片，制得厚度大于绝热套的绝热层片；
步骤二：将芯棒装夹固定在车床上，将绝热层片均匀缠绕在芯棒上；
步骤三：通过车床带动芯棒转动，使尼龙布条绕在芯棒上的绝热层片外并将绝热层片缠绕包紧；
步骤四：从车床上取下芯棒放入硫化罐中硫化120±5min，硫化温度为160±5℃，硫化压力为0.6±0.1 MPa；
步骤五：取出硫化后的芯棒，放置冷却后，将芯棒固定在车床上，对绝热套进行整形切削，整形完毕后将绝热套从芯棒上脱下。
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