CN109755083B - 一种螺旋线慢波系统热膨胀装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺旋线慢波系统热膨胀装配方法，本发明通过大量实验筛选，优选得到螺旋线组件的高精度装配组合模具，并采用防氧化真空系统和高频加热技术对管壳进行加热，然后将螺旋线组件装配到加热膨胀的管壳中，冷却后加紧加持杆和螺旋线。本发明整个装配技术精度高，可大大提高慢波线的散热能力，提高高频工作的热稳定性，且可进一步提高螺旋线行波管的输出功率量级，可有效的促进该产品的技术性能和实用化水平的提升，提高产品的使用可靠性，且可以提高螺旋线行波管装配的一致性，推广价值高。

Description

一种螺旋线慢波系统热膨胀装配方法

技术领域

本发明涉及一种螺旋线慢波系统热膨胀装配方法，属于行波管加工技术领域。

背景技术

目前，螺旋线行波管在电子战，高分辨率成像、测量等系统中得到越来越广泛的应用，特别是X波段及以上波段的螺旋线行波管更是得到青睐。随着武器装备系统的不断发展，系统对螺旋线行波管的输出功率提出了更高的要求，脉冲输出功率和平均输出功率成倍的提高，对慢波系统的装配提出了更高的要求。提高螺旋线行波管的高频散热能力可提高螺旋线行波管的输出功率水平。

通过对国内外大功率螺旋线行波管的装配技术的研究发现，螺旋线型慢波系统常用的装配方法有：冷弹压法、热压法、热推法、焊接法(将夹持杆两端金属化，与管壳和螺旋线焊接在一起)等。研究发现等同情况(同样的零部件同样环境下在相同的工作温度)下导热率：焊接>热膨胀>热压>冷弹压。

在行波管螺旋线慢波系统装配过程中，管壳、夹持杆和螺旋线等部件的装配精度和结构稳定性、可靠性要求高，现有技术装配有待改进。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种工艺设计合理，通过大量实验筛选，优选得到高精度装配组合模具，并采用防氧化真空系统和高频加热技术对管壳进行加热，进行螺旋线组件装配。整个装配技术精度高，可大大提高慢波线的散热能力，提高高频工作的热稳定性，且可进一步提高螺旋线行波管的输出功率量级，可有效的促进该产品的技术性能和实用化水平的提升，提高产品的使用可靠性，且可以提高螺旋线行波管装配的一致性，推广价值高。

技术方案：为了实现以上目的，本发明所采取的技术方案为:

一种螺旋线慢波系统热膨胀装配方法，它包括以下步骤：

a、首先测量与选配管壳、螺旋线和夹持杆的尺寸，确定合适的过盈量；

b、将夹持杆夹持在螺旋线外构成螺旋线组件，然后将螺旋线组件装入固定模中；将管壳装入定位模和底座之间，并用限位模、第一定位杆和第二定位杆进行固定和定位，使管壳与定位模进行对中；

c、将装入有螺旋线组件的固定模安装在第一定位杆、夹板和定位模之间；将推动模装入固定模并与螺旋线组件接触；将推杆插入夹板中间小孔并与推动模接触好；第一夹板位于模具最上部，起定位推杆的作用；

d、将步骤c安装好的螺旋线组件、管壳和模具组合放入防氧化真空系统中，开启真空泵抽气，待真空系统真空度达小于5×10^-4Pa后，充入氩气，开启高频加热线圈冷却水阀门，接通电源对高频加热线圈进行加热，然后加热线圈对管壳进行加热；

e、待管壳高温加热膨胀后，对推杆施加一定的推力，将螺旋线组件推入管壳内，然后关闭高频加热线圈电源，管壳冷却后，管壳收缩，将夹持杆和螺旋线夹紧，形成螺旋线慢波系统，待装配好的螺旋线慢波系统自然冷却，然后打开真空系统，取出模具，完成装配。

作为优选方案，以上所述的螺旋线慢波系统热膨胀装配方法，管壳的内径小于等于螺旋线组件的外径。

作为优选方案，以上所述的螺旋线慢波系统热膨胀装配方法，步骤f中对管壳高频加热的温度为500℃～700℃，加热时间10分钟。

作为优选方案，以上所述的螺旋线慢波系统热膨胀装配方法，夹持杆为品字形硼氮夹持杆，螺旋线为钨螺旋线；夹持杆为3根。

作为优选方案，以上所述的螺旋线慢波系统热膨胀装配方法，步骤d真空度达1～5×10^-4Pa。

本发明所述的螺旋线慢波系统热膨胀装配方法，步骤c采用3根立柱依次插入第一夹板、第二夹板、定位模和底座沿圆周均布的3个定位孔中，起到定位第一夹板、第二夹板、定位模和底座同心度的作用。

1、螺旋线与夹持杆组合高精度装配模具筛选

本发明通过实验筛选，改进装配方法，优化工艺过程，保证夹持杆与螺旋线的相对位置及装配尺寸，满足制管需要；对试验过程进行监控与数据收集，筛选得到最优的装配方法，可提高装配良品率；

现有技术中，进行热推装配前夹持杆及螺旋线采用胶粘方式固定，装配完成后去除困难，粘胶残留会污染行波管，本发明采用模具可保证夹持杆与螺旋线的相对位置及装配尺寸，避免在管内残留污染物，影响行波管的可靠性。

2、本发明通过实验筛选得到的装配模具优点如下：

1)螺旋线与夹持杆组合尺寸精度高；

2)模具可以重复使用，不存在粘胶残留会污染行波管的问题；

3)螺旋线、夹持杆组合与管壳具有较高的对中度，可靠性和精度高。

3、防氧化真空系统

防氧化保护系统具有获得真空氛围的能力，抽至高真空后，充入氩气，对工件进行保护。

本专利中的防氧化真空系统方案如下：

1)装配区域可实现低真空，真空度小于5×10-4Pa，

2)在真空系统中充入氮气或氩气，形成防氧化系统

该防氧化真空系统优点如下：

1)先抽真空，后充入保护气体可以较大的降低系统内的含氧量

2)该系统工作效率比纯真空系统更高，有利于批生产。

4、高频加热技术

热膨胀装配需要先对管壳加热，使管壳产生热膨胀，使螺旋线、夹持杆组合能够顺利滑入管壳中，完成热装配过程。

本发明筛选发现，在对管壳的加热工艺中，主要控制的时加热温度和时间。通过对比，在本专利中，对管壳加热的最优参数如下：

1)加热温度为500℃～700℃；2)加热时间10分钟

该高频加热技术优点如下

高频加热技术具有快速升温的能力，极限温度可达1000℃，加热均匀性好，可减少升温时间(缩短生产周期)，使管壳受热膨胀后装配入螺旋线组件。

1.采用高频加热技术对管壳进行加热；2.采用高精度模具实现螺旋线与夹持杆组合装配，可靠性高。

有益效果：本发明提供的螺旋线慢波系统热膨胀装配方法与现有技术相比具有以下优点：

本发明工艺设计合理，通过大量实验筛选，优选得到高精度装配组合模具，并采用防氧化真空系统和高频加热技术对管壳进行加热，然后装配螺旋线组件。整个装配技术精度高，可大大提高慢波线的散热能力，提高高频工作的热稳定性，且可进一步提高螺旋线行波管的输出功率量级，可有效的促进该产品的技术性能和实用化水平的提升，提高产品的使用可靠性，且可以提高螺旋线行波管装配的一致性，推广价值高。

附图说明

图1为本发明提供的螺旋线慢波系统热膨胀装配的结构示意图。

图2为图1中A-A方向的剖面图。

图3为本发明提供的螺旋线组件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

实施例1

如图1至图3所示，一种螺旋线慢波系统热膨胀装配方法，它包括以下步骤：

a、首先测量与选配管壳11、螺旋线15和夹持杆16的尺寸，确定合适的过盈量，使管壳11的内径小于等于螺旋线组件14的外径。

b、将夹持杆16夹持在螺旋线15外构成螺旋线组件14，然后将螺旋线组件14装入固定模8中；将管壳11装入定位模4和底座5之间，并用限位模13、第一定位杆9和第二定位杆12进行固定和定位，使管壳11与定位模4进行对中；

c、将装入有螺旋线组件14的固定模8安装在第一定位杆9、夹板3和定位模4之间；将推动模7装入固定模8并与螺旋线组件接触；将推杆6插入夹板3中间小孔并与推动模7接触好；第一夹板1位于模具最上部，起定位推杆6的作用；采用3根立柱2依次插入第一夹板1、第二夹板3、定位模4和底座5沿圆周均布的3个定位孔中，起到定位第一夹板1、第二夹板3、定位模4和底座5同心度的作用；

d、将步骤c安装好的螺旋线组件14、管壳11和模具组合放入防氧化真空系统中，开启真空泵抽气，待真空系统真空度达小于5×10^-4Pa后，充入氩气，开启高频加热线圈冷却水阀门，接通电源对高频加热线圈10进行加热，然后加热线圈10对管壳11进行加热到700℃，加热时间10分钟；

e、待管壳11高温加热膨胀后，对推杆6施加一定的推力，将螺旋线组件14推入管壳11内，然后关闭高频加热线圈电源，管壳11冷却后，管壳收缩，将夹持杆16和螺旋线15夹紧，形成螺旋线慢波系统，待装配好的螺旋线慢波系统自然冷却，然后打开真空系统，取出模具，完成装配。

以上所述的螺旋线慢波系统热膨胀装配方法，夹持杆16为品字形硼氮夹持杆，螺旋线15为钨螺旋线；夹持杆16为3根。

性能测试：取本发明装配得到的螺旋线慢波系统组件装管使用，不仅尺寸精度和几何精度高，且散热能力，高频工作的热稳定性优，装配到螺旋线行波管的输出功率可达到千瓦量级。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种螺旋线慢波系统热膨胀装配方法，其特征在于，它包括以下步骤：

a、首先测量与选配管壳（11）、螺旋线（15）和夹持杆（16）的尺寸，确定合适的过盈量；

b、将夹持杆（16）夹持在螺旋线（15）外构成螺旋线组件（14），然后将螺旋线组件（14）装入固定模（8）中；将管壳（11）装入定位模（4）和底座（5）之间，并用限位模（13）、第一定位杆（9）和第二定位杆（12）进行固定和定位，使管壳（11）与定位模（4）进行对中；

c、将装入有螺旋线组件（14）的固定模（8）安装在第一定位杆（9）、第二夹板（3）和定位模（4）之间；将推动模（7）装入固定模（8）并与螺旋线组件接触；将推杆（6）插入第二夹板（3）中间小孔并与推动模（7）接触好；第一夹板（1）位于模具最上部，起定位推杆（6）的作用；

d、将步骤c安装好的螺旋线组件（14）、管壳（11）和模具组合放入防氧化真空系统中，开启真空泵抽气，待真空系统真空度达小于5×10^-4Pa后，充入氩气，开启高频加热线圈冷却水阀门，接通电源对高频加热线圈（10）进行加热，然后高频加热线圈（10）对管壳（11）进行加热；

e、待管壳（11）高温加热膨胀后，对推杆（6）施加一定的推力，将螺旋线组件（14）推入管壳（11）内，然后关闭高频加热线圈电源，管壳（11）冷却后，管壳收缩，将夹持杆（16）和螺旋线（15）夹紧，形成螺旋线慢波系统，待装配好的螺旋线慢波系统自然冷却，然后打开真空系统，取出模具，完成装配。

2.根据权利要求1所述的螺旋线慢波系统热膨胀装配方法，其特征在于，管壳（11）的内径小于等于螺旋线组件（14）的外径。

3.根据权利要求1所述的螺旋线慢波系统热膨胀装配方法，其特征在于，步骤d中对管壳（11）高频加热的温度为500℃～700℃，加热时间10分钟。

4.根据权利要求1所述的螺旋线慢波系统热膨胀装配方法，其特征在于，夹持杆（16）为品字形硼氮夹持杆，螺旋线（15）为钨螺旋线；夹持杆（16）为3根。

5.根据权利要求1所述的螺旋线慢波系统热膨胀装配方法，其特征在于，步骤d真空度达1~5×10^-4Pa。

6.根据权利要求1所述的螺旋线慢波系统热膨胀装配方法，其特征在于，步骤c采用3根立柱（2）依次插入第一夹板（1）、第二夹板（3）、定位模（4）和底座（5）沿圆周均布的3个定位孔中，起到定位第一夹板（1）、第二夹板（3）、定位模（4）和底座（5）同心度的作用。

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