CN107584771A - 固体火箭发动机内绝热层成型方法 - Google Patents

固体火箭发动机内绝热层成型方法 Download PDF

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Abstract

一种固体火箭发动机内绝热层成型方法，包括如下步骤：一：在固体火箭发动机壳体内壁均匀涂刷胶粘剂后晾干，将绝热层橡胶套贴入壳体内壁对应粘接位置；二：将充满气体的气囊放入装有绝热层橡胶套的固体火箭发动机壳体内，在壳体两端安装定位工装后将壳体放入真空容器中；三：对真空容器抽真空，气囊中的空气在真空环境下膨胀进而对粘贴在壳体内壁的绝热层橡胶套施加0.1MPa的压力，使胶粘剂完成固化，绝热层橡胶套完成与壳体的粘贴成型；四：将壳体从真空容器中取出，拆卸掉壳体两端的定位工装，取出气囊。本发明将气囊充压介质由高压压缩气体更换为常压气体，降低了生产能耗，省去绝热过程中对壳体的密封处理过程，有效降低生产操作难度。

Description

固体火箭发动机内绝热层成型方法
技术领域
本发明涉及一种固体火箭发动机热防护内绝热层成型方法。
背景技术
用于固体火箭发动机内绝热层成型的传统气囊加压工艺，选用绝热层生胶，利用复杂的加压烘箱装置使其在气囊高压（＞0.6MPa）作用下完成流动成型，交联固化的过程。由于绝热层生胶直接在发动机壳体内流动成型具有厚度不易控制，表面外观易出瑕疵的缺点。先通过模压等手段将绝热层固化，再将固化的绝热层熟胶贴入壳体完成绝热层—壳体粘接成型的方式逐步成为气囊加压工艺的主导。一直以来，高压条件（＞0.6MPa）几乎成了气囊加压工艺的固定参数，也被默认为熟胶—金属壳体粘接质量合格的保证。熟胶—金属壳体粘接质量与受压大小之间的真正关系并不清楚。由于绝热层的高压（＞0.6MPa）成型是在复杂的加压烘箱中完成的，加压前需要对壳体进行密封处理，其使用要求和操作过程比较繁琐。此外，充压介质—高压气体的使用也花费较多能源。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气囊自动膨胀而不利用高压气体膨胀加压的固体火箭发动机内绝热层成型方法，该方法同时能够省去壳体密封处理的过程，减少操作工时。
本发明所采用的技术方案是：包括如下步骤：
步骤一：在固体火箭发动机壳体内壁均匀涂刷胶粘剂后晾干，将绝热层橡胶套贴入固体火箭发动机壳体内壁对应粘接位置；
步骤二：将充满气体的气囊放入装有绝热层橡胶套的固体火箭发动机壳体内，在固体火箭发动机壳体两端安装定位工装后将固体火箭发动机壳体放入真空容器中；
步骤三：对真空容器抽真空，气囊中的空气在真空环境下膨胀进而对粘贴在固体火箭发动机壳体内壁的绝热层橡胶套施加0.1MPa的压力，使胶粘剂完成固化，绝热层橡胶套完成与固体火箭发动机壳体的粘贴成型；
步骤四：将固体火箭发动机壳体从真空容器中取出，拆卸掉固体火箭发动机壳体两端的定位工装，取出气囊。
所述步骤三中真空容器内温度为50～160℃，抽真空时间为0.5～10h。
所述真空容器为真空烘箱、真空缸、真空罐。
所述气囊内填充的气体是常压空气。
所述气囊内填充的气体是不活泼气体。
所述绝热层橡胶套的厚度为0.5～5mm，直径为40～500mm，长度为100～3000mm。
所述绝热层橡胶套的材质为丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、硅橡胶等人工合成橡胶和天然橡胶。
与现有技术相比，本发明的优点在于：将气囊充压介质由高压压缩气体更换为常压气体，降低了生产的能耗；将现有技术的加压设备由复杂的加压烘箱更换为普通的真空容器（如真空烘箱），省去绝热过程中对发动机壳体的密封处理过程，降低了生产操作的难度，减少了生产工艺步骤；加压烘箱内一般包含大量的加压管路 ，将加压烘箱替代为普通真空烘箱省去了加压管路的加工和安装，节省了烘箱的空间，能够对烘箱空间进行更加充分的利用，增加单批次绝热壳体成型的数量，提高了生产的产能。本发明工艺方法简单，具有较强的应用价值，在小型发动机的批量绝热生产中具有广泛的应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图。
图2是本发明实施例2的结构示意图。
图中，1、定位工装，2、固体火箭发动机壳体，3、绝热层橡胶套，4、气囊，5、真空容器。
具体实施方式
实施例1
固体火箭发动机内绝热层成型方法包括以下步骤：
1）加压前准备：在壳体内壁刷好胶粘剂后晾干，将绝热层橡胶套3（长度为120 mm，直径为50mm，厚度为1mm）贴入固体火箭发动机壳体2对应粘接位置（保证绝热层橡胶套3铺放平整，无褶皱）；
2）将裹满空气的气囊4放入壳体。拧好壳体两端的端口定位工装1以保证绝热层橡胶套与壳体端口距离尺寸，将壳体放入真空容器5（真空烘箱）中。
3）加压：开始对真空烘箱抽真空，气囊4中的空气在真空环境下膨胀，对绝热层橡胶套3施加0.1MPa的压力，保持真空烘箱内温度50℃、加压时间10h，使胶粘剂完成固化。
4）脱模：拆卸掉定位工装1，取出气囊4得到内绝热层成型好的发动机。
其中，绝热层橡胶套3采用硅橡胶通过模压成型方式制备；壳体端口定位工装1与壳体2间通过螺纹或销等方式连接。
实施例2
固体火箭发动机内绝热层成型方法包括以下步骤：
1）加压前准备：在壳体内壁刷好胶粘剂后晾干，将绝热层橡胶套3（长度为300mm，直径为100mm，厚度为2mm）贴入固体火箭发动机壳体2对应粘接位置（保证绝热层橡胶套3铺放平整，无褶皱）；
2）将裹满氮气的气囊4放入壳体。拧好壳体两端的端口定位工装1以保证绝热层橡胶套与壳体端口距离尺寸，将壳体放入真空容器5（真空缸）中。
3）加压：开始对真空缸抽真空，气囊4中的氮气在真空环境下膨胀，对绝热层橡胶套3施加0.1MPa的压力，保持真空缸内温度80℃、加压时间5h，使胶粘剂完成固化。
4）脱模：拆卸掉定位工装1，取出气囊4得到内绝热层成型好的发动机。
其中，绝热层橡胶套3采用丁基橡胶通过模压成型方式制备；壳体端口定位工装1与壳体2间通过螺纹或销等方式连接。
实施例3
固体火箭发动机内绝热层成型方法包括以下步骤：
1）加压前准备：在壳体内壁刷好胶粘剂后晾干，将绝热层橡胶套3（长度为700mm，直径为150mm，厚度为3mm）贴入固体火箭发动机壳体2对应粘接位置（保证绝热层橡胶套3铺放平整，无褶皱）；
2）将裹满空气的气囊4放入壳体。拧好壳体两端的端口定位工装1以保证绝热层橡胶套与壳体端口距离尺寸，将壳体放入真空缸中。
3）加压：开始对真空缸抽真空，气囊4中的空气在真空环境下膨胀，对绝热层橡胶套3施加0.1MPa的压力，保持真空缸内温度100℃、加压时间3h，使胶粘剂完成固化。
4）脱模：拆卸掉定位工装1，取出气囊4得到内绝热层成型好的发动机。
其中，绝热层橡胶套3采用氯丁橡胶通过缠绕成型方式制备；壳体端口定位工装1与壳体2间通过螺纹或销等方式连接。
实施例4
固体火箭发动机内绝热层成型方法包括以下步骤：
1）加压前准备：在壳体内壁刷好胶粘剂后晾干，将绝热层橡胶套3（长度为1500mm，直径为300mm，厚度为4mm）贴入固体火箭发动机壳体2对应粘接位置（保证绝热层橡胶套3铺放平整，无褶皱）；
2）将裹满氮气的气囊4放入壳体。拧好壳体两端的端口定位工装1以保证绝热层橡胶套与壳体端口距离尺寸，将壳体放入真空罐中。
3）加压：开始对真空罐抽真空，气囊4中的氮气在真空环境下膨胀，对绝热层橡胶套3施加0.1MPa的压力，保持真空罐内温度120℃、加压时间2h，使胶粘剂完成固化。
4）脱模：拆卸掉定位工装1，取出气囊4得到内绝热层成型好的发动机。
其中，绝热层橡胶套3采用丁腈橡胶通过缠绕成型方式制备；壳体端口定位工装1与壳体2间通过螺纹或销等方式连接。
实施例5
固体火箭发动机内绝热层成型方法包括以下步骤：
1）加压前准备：在壳体内壁刷好胶粘剂后晾干，将绝热层橡胶套3（长度为3000mm，直径为500mm，厚度为5mm）贴入固体火箭发动机壳体2对应粘接位置（保证绝热层橡胶套3铺放平整，无褶皱）；
2）将裹满空气的气囊4放入壳体。拧好壳体两端的端口定位工装1以保证绝热层橡胶套与壳体端口距离尺寸，将壳体放入真空缸中。
3）加压：开始对真空缸抽真空，气囊4中的空气在真空环境下膨胀，对绝热层橡胶套3施加0.1MPa的压力，保持真空缸内温度160℃、加压时间1h，使胶粘剂完成固化。
4）脱模：拆卸掉定位工装1，取出气囊4得到内绝热层成型好的发动机。
其中，绝热层橡胶套3采用三元乙丙橡胶通过缠绕成型方式制备；壳体端口定位工装1与壳体2间通过螺纹或销等方式连接。

Claims (7)

1.一种固体火箭发动机内绝热层成型方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：在固体火箭发动机壳体（2）内壁均匀涂刷胶粘剂后晾干，将绝热层橡胶套（3）贴入固体火箭发动机壳体（2）内壁对应粘接位置；
步骤二：将充满气体的气囊（4）放入装有绝热层橡胶套（3）的固体火箭发动机壳体（2）内，在固体火箭发动机壳体（2）两端安装定位工装（1）后将固体火箭发动机壳体（2）放入真空容器（5）中；
步骤三：对真空容器（5）抽真空，气囊（4）中的空气在真空环境下膨胀进而对粘贴在固体火箭发动机壳体（2）内壁的绝热层橡胶套（3）施加0.1MPa的压力，使胶粘剂完成固化；
步骤四：将固体火箭发动机壳体（2）从真空容器（5）中取出，拆卸掉固体火箭发动机壳体（2）两端的定位工装（1），取出气囊（4）。
2.根据权利要求1所述的固体火箭发动机内绝热层成型方法，其特征在于：所述步骤三中真空容器（5）内温度为50～160℃，抽真空时间为0.5～10h。
3.根据权利要求1或2所述的固体火箭发动机内绝热层成型方法，其特征在于：所述真空容器（5）为真空烘箱、真空缸、真空罐。
4.根据权利要求1所述的固体火箭发动机内绝热层成型方法，其特征在于：所述气囊（4）内填充的气体是常压空气。
5.根据权利要求1所述的固体火箭发动机内绝热层成型方法，其特征在于：所述气囊（4）内填充的气体是不活泼气体。
6.根据权利要求1所述的固体火箭发动机内绝热层成型方法，其特征在于：所述绝热层橡胶套（3）的厚度为0.5～5mm，直径为40～500mm，长度为100～3000mm。
7.根据权利要求1所述的固体火箭发动机内绝热层成型方法，其特征在于：所述绝热层橡胶套（3）的材质为丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、硅橡胶。
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