CN112156932B - 用于制备大型旋成体仿生微结构减阻表面的温控喷涂装置 - Google Patents

用于制备大型旋成体仿生微结构减阻表面的温控喷涂装置 Download PDF

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Abstract

用于制备大型旋成体仿生微结构减阻表面的温控喷涂装置属旋成体外表面喷涂技术领域，本发明的热风传送系统中固定架和立式鼓风机顺序置于大型旋成体支撑机构中基座的后方，且固定架的加热网和立式鼓风机的风扇中心正对大型旋成体支撑机构中大型旋成体的纵轴线；喷涂机构中移动平台与大型旋成体支撑机构的基座左右平行放置，喷涂机构的喷枪出口对准大型旋成体的表面；本发明的喷涂机构中喷涂组件具有前后左右各方位移动的调节功能，大型旋成体支撑机构中大型旋成体具有前后移动和绕中心轴360度转动的功能；本发明能调控大型旋成体的内壁温度，能用于变直径变长度的大型旋成体的自动化喷涂，并能使被加工零件获得适应于各种工况的减阻喷涂表面。

Description

用于制备大型旋成体仿生微结构减阻表面的温控喷涂装置
技术领域
本发明属旋成体外表面喷涂技术领域，更确切更具体地讲是涉及一种通过喷涂不同温度的大型旋成体，从而快速制备出适应各种工况状态下的仿生微结构减阻表面的自动喷涂装置。
背景技术
近年来能源问题受到越来越多的关注，节约能源的有效途径之一是减小物体运动时的阻力。旋成体减阻技术的研究是减阻领域的重要分支，具有代表性的旋成体包括导弹、火箭、鱼雷和炮弹等军事武器，这些高速行进的运载工具表面上处于湍流状态，所以湍流边界层的减阻意义重大。通过在旋成体上加工制备仿生微结构表面，可以使其达到高速度、远射程、精确打击以及提高载药量等目标。旋成体减阻表面的加工方法主要有光刻、飞秒激光加工、等离子刻蚀、沉积法、金刚石切削、超精密微铣、滚压法、贴膜法等，但是这些方法存在成本高昂，加工时间长，不能大面积快速制备等问题。
为了解决该问题，在大型旋成体上快速制备仿生微结构减阻表面，通过加热旋成体内壁到一定温度后，再将减阻涂料喷涂在旋成体外表面上，形成具有凹坑型的减阻表面，实现湍流边界层的控制，使不同的工件在各种工况状态下达到最佳减阻效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于制备大型旋成体仿生微结构减阻表面的温控喷涂装置，主要是通过调控旋成体内壁温度，当减阻涂料喷涂在不同温度下的旋成体后，形成具有尺寸大小不一的微米级凹坑减阻表面，可以改变壁面边界层流场结构，降低壁面剪切应力，从而减小壁面摩擦阻力，使得大型旋成体在各种工况状态下，达到最佳减阻效果。
本发明由大型旋成体支撑机构A、热风传送系统B和喷涂机构C组成，所述的喷涂机构C中纵向滑轨Ⅰ40和纵向滑轨Ⅱ39的下面固接于地面；热风传送系统B中固定架E和立式鼓风机D顺序置于大型旋成体支撑机构A中基座1的后方，且固定架E的加热网23和立式鼓风机D的风扇16中心正对大型旋成体支撑机构A中大型旋成体8的纵轴线；喷涂机构C中移动平台组件F的移动平台29与大型旋成体支撑机构A的基座1左右平行放置；喷涂机构C中喷涂组件G的喷枪50出口对准大型旋成体支撑机构A中大型旋成体8的表面。
所述的大型旋成体支撑机构A由基座1、移动槽2、螺钉组Ⅰ3a、螺钉组Ⅱ3b、空心大滚轮Ⅰ4a、空心大滚轮Ⅱ4b、卡环Ⅰ5a、卡环Ⅱ5b、防滑垫Ⅰ6a、防滑垫Ⅱ6b、小滚轮Ⅰ7a、小滚轮Ⅱ7b、小滚轮Ⅲ7c、小滚轮Ⅳ7d、大型旋成体8、电机Ⅰ9a、电机Ⅱ9b、电机Ⅲ9c、电机Ⅳ9d、固定槽10、滑轨Ⅰ11a、滑轨Ⅱ11b、滑轮Ⅰ12a、滑轮Ⅱ12b、滑轮Ⅲ12c、滑轮Ⅳ12d组成，其中基座1为立方体，基座1前部上面设有左右平行的滑轨Ⅰ11a和滑轨Ⅱ11b，基座1后端设有缺口朝前的固定槽10；固定槽10的底板上面固接左右平行的电机Ⅲ9c和电机Ⅳ9d，电机Ⅲ9c的输出端固接小滚轮Ⅲ7c和电机Ⅳ9d的输出端固接小滚轮Ⅳ7d；移动槽2的缺口朝后，移动槽2的底板下面固接前后平行的支架Ⅰ13a和支架Ⅱ13b，支架Ⅰ13a左端活动连接滑轮Ⅰ12a；支架Ⅰ13a右端活动连接滑轮Ⅲ12c；支架Ⅱ13b左端活动连接滑轮Ⅱ12b；支架Ⅱ13b右端活动连接滑轮Ⅳ12d；移动槽2的底板上面固接左右平行的电机Ⅰ9a和电机Ⅱ9b，电机Ⅰ9a的输出端固接小滚轮Ⅰ7a；电机Ⅱ9b的输出端固接小滚轮Ⅱ7b；卡环Ⅰ5a由圆片Ⅰ14a和直径不同的圆筒Ⅰ15a组成，且卡环Ⅰ5a表面包覆一层防滑垫Ⅰ6a，通过螺钉组Ⅰ3a固接空心大滚轮Ⅰ4a；卡环Ⅱ5b由圆片Ⅱ14b和变直径的圆筒Ⅱ15b组成，且卡环Ⅱ5b表面包覆一层防滑垫Ⅱ6b，通过螺钉组Ⅱ3b固接空心大滚轮Ⅱ4b；小滚轮Ⅰ7a和小滚轮Ⅱ7b与空心大滚轮Ⅰ4a滚动连接，小滚轮Ⅲ7c和小滚轮Ⅳ7d与空心大滚轮Ⅱ4b滚动连接；大型旋成体8前端与卡环Ⅰ5a过盈连接，大型旋成体8后端与卡环Ⅱ5b过盈连接。
所述的热风传送系统B由立式鼓风机D、电源Ⅰ20、加热网23、电源Ⅱ25和固定架E组成，其中立式鼓风机D由底座Ⅰ21、支撑杆22、风扇16、和电机18组成，底座Ⅰ21固接于支撑杆22下端，电机18固接于支撑杆22上端，风扇16活动连接于电机18的输出端；固定架E由左立柱26a、右立柱26b、底座Ⅱ27a、底座Ⅲ27b和上梁28组成，其中上梁28左端固接于左立柱26a上端，上梁28右端固接于右立柱26b上端,左立柱26a下端固接于底座Ⅱ27a上面，右立柱26b下端固接于底座Ⅲ27b上面；加热网23下端面固接于上梁28的上面正中位置；立式鼓风机D位于加热网23后方，且立式鼓风机D的风扇16正对加热网23；电源Ⅰ20与立式鼓风机D的电机18通过电源线Ⅰ19连接；电源Ⅱ25与加热网23通过电源线Ⅱ24连接。
所述的喷涂机构C由移动平台组件F、喷涂组件G、驱动组件H、空气压缩机30、空气过滤器35、纵向滑轨Ⅰ40和纵向滑轨Ⅱ39组成，其中移动平台组件F由移动平台29、前滚轮Ⅰ37a、后滚轮Ⅰ37b、前滚轮Ⅱ37c和后滚轮Ⅱ37d组成，移动平台29为长方体板，移动平台29近后端上面设有前后平行的横向滑轨Ⅰ43和横向滑轨Ⅱ42，移动平台29近后端下面设有凹槽41，前滚轮Ⅰ37a和后滚轮Ⅰ37b固接于移动平台29下面靠左，前滚轮Ⅱ37c和后滚轮Ⅱ37d固接于移动平台29下面靠右；前滚轮Ⅰ37a活动连接支架Ⅲ44的左端，前滚轮Ⅱ37c活动连接支架Ⅲ44的右端，后滚轮Ⅰ37b活动连接传动轴Ⅰ63的左端，后滚轮Ⅱ37d活动连接传动轴Ⅰ63的右端；纵向滑轨Ⅰ40和纵向滑轨Ⅱ39左右平行固接于地面，其中纵向滑轨Ⅰ40位于移动平台组件F中前滚轮Ⅰ37a和后滚轮Ⅰ37b的正下方，纵向滑轨Ⅱ39位于移动平台组件F中前滚轮Ⅱ37c和后滚轮Ⅱ37d的正下方，且前滚轮Ⅱ37c和后滚轮Ⅱ37d与纵向滑轨Ⅱ39的凹槽Ⅱ38b滚动连接；前滚轮Ⅰ37a和后滚轮Ⅰ37b与纵向滑轨Ⅰ40的凹槽Ⅰ38a滚动连接。
喷涂组件G由固定块46、横杆48、竖杆49、喷枪50、喷壶54、底座55、滑块Ⅰ57和滑块Ⅱ56组成，固定块46为长方体，固定块46左部前后向设有通孔Ⅰ58；固定块46右部上下向设有通孔Ⅱ59，固定块46左面设有与通孔Ⅰ58相通的螺纹孔Ⅰ47，固定块46右面设有与通孔Ⅱ59相通的螺纹孔Ⅱ60；滑块Ⅰ57、滑块Ⅱ56、底座55、固定块46、竖杆49自下而上顺序排列并固接；横杆48前部穿于固定块46的通孔Ⅰ58，并由螺钉经螺纹孔Ⅰ47固定；竖杆49上部穿于固定块46的通孔Ⅱ59，并由螺钉经螺纹孔Ⅱ60固定；喷枪50的圆孔51穿于横杆48的近后端；喷壶54由螺纹柱52固接于喷枪50。
空气压缩机30固接于移动平台29前部上面，空气过滤器35固接于移动平台29中部上面；空气压缩机30的出气孔Ⅰ31经导管Ⅰ32与空气过滤器35的进气孔Ⅰ33连通；空气过滤器35的出气孔Ⅱ34经导管Ⅱ36与喷涂组件G中喷枪50的进气孔Ⅱ53连通。
驱动组件H由固定箱I、传动轴Ⅰ63、伺服电机65、减速机67和传动轴Ⅱ68组成，其中固定箱I由前板61、上板62、后板64和下板66顺序呈90度排列并固接形成，上板62设有螺钉螺孔组45。
伺服电机65固接于固定箱I的后板64下方，减速机67固接于固定箱I下板66上面；伺服电机65的输出端与减速机67的输入端固接，减速机67左输出端与传动轴Ⅱ68右端固接；减速机67右输出端与传动轴Ⅰ63左端固接。
驱动组件H中传动轴Ⅱ68左端与后滚轮Ⅰ37b中心固接；驱动组件H中传动轴Ⅰ63右端与后滚轮Ⅱ37d中心固接；驱动组件H的上板62经螺钉螺孔45固接于移动平台29的凹槽41下面。
本发明的工作原理是：大型旋成体8通过卡环Ⅰ5a和卡环Ⅱ5b进行固定支撑；卡环Ⅰ5a和卡环Ⅱ5b可以根据大型旋成体8的直径进行多级变换；移动槽2可以根据大型旋成体8的长度通过滑轮Ⅰ12a、滑轮Ⅱ12b、滑轮Ⅲ12c、滑轮Ⅳ12d调节距离；所述加热网23和立式鼓风机D能够为大型旋成体8带来热风，并加热到预定的温度；所述伺服电机65和减速机67通过传动轴Ⅰ63带动移动平台29在纵向滑轨Ⅱ39、纵向滑轨Ⅰ40上移动；所述喷壶54盛有减阻涂料，减阻涂料包括50～70％的树脂基料，15～30％的稀料，5～10％的微颗粒，1～5％的助剂，5～10％的固化剂。当大型旋成体8通过热风达到预定的温度后，将减阻涂料喷在外表面，由于涂膜在固化的过程中，溶剂挥发所消耗的气化潜热使得涂膜表层温度下降，而微颗粒具有较高温度，高温微颗粒与涂膜的表层产生了温度梯度和表面张力梯度，在颗粒周围引发了界面流和界面变形，最终在涂层表面得到密度分布及尺寸不同的微米级凹坑形貌。微颗粒的用量可以改变微米级凹坑的分布密度，微颗粒的粒径可以决定微米级凹坑的当量直径和深度。
本发明具有以下优点：
1.结构简单，操作方便，自动化程度高。
2.能高效快速制备相应面积的大型旋成体的仿生微结构减阻表面。
3.能制备具有环境友好型减阻表面，无化学试剂残留，且能适应各种工况运作状态，并达到最佳减阻效果。
附图说明
图1为用于制备大型旋成体仿生微结构减阻表面的温控喷涂装置的结构示意图
图2为大型旋成体支撑机构的结构示意图
图3为大型旋成体支撑机构的正视图
图4为大型旋成体支撑机构的俯视图
图5为移动槽的仰视图
图6为卡环Ⅰ的结构示意图
图7为卡环Ⅱ的结构示意图
图8为立式鼓风机的结构示意图
图9为加热网的结构示意图
图10为喷涂机构的结构示意图
图11为移动平台的仰视图
图12为喷涂组件的结构示意图
图13为固定块的结构示意图
图14为驱动组件的结构示意图
其中：A.大型旋成体支撑机构B热风传送系统C.喷涂机构D.立式鼓风机E.固定架F.移动平台组件G.喷涂组件H.驱动组件I.固定箱1.基座2.移动槽3a.螺钉组Ⅰ3b.螺钉组Ⅱ4a.空心大滚轮Ⅰ4b.空心大滚轮Ⅱ5a.卡环Ⅰ5b.卡环Ⅱ6a.防滑垫Ⅰ6b.防滑垫Ⅱ7a.小滚轮Ⅰ7b.小滚轮Ⅱ7c.小滚轮Ⅲ7d.小滚轮Ⅳ8.大型旋成体9a.电机Ⅰ9b.电机Ⅱ9c.电机Ⅲ9d.电机Ⅳ10.固定槽11a.滑轨Ⅰ11b.滑轨Ⅱ12a.滑轮Ⅰ12b.滑轮Ⅱ12c.滑轮Ⅲ12d.滑轮Ⅳ13a.支架Ⅰ13b.支架Ⅱ14a.圆片Ⅰ14b.圆片Ⅱ15a.圆筒Ⅰ15b.圆筒Ⅱ16.风扇17.电机开关18.电机19.电源线Ⅰ20.电源Ⅰ21.底座Ⅰ22.支撑杆23.加热网24.电源线Ⅱ25.电源Ⅱ26a.左立柱26b.右立柱27a.底座Ⅱ27b.底座Ⅲ28.上梁29.移动平台30.空气压缩机31.出气孔Ⅰ32.导管Ⅰ33.进气孔Ⅰ34.出气孔Ⅱ35.空气过滤器36.导管Ⅱ37a.前滚轮Ⅰ37b.后滚轮Ⅰ37c.前滚轮Ⅱ37d.后滚轮Ⅱ38a.凹槽Ⅰ38b.凹槽Ⅱ39.纵向滑轨Ⅱ40.纵向滑轨Ⅰ41.凹槽42.横向滑轨Ⅱ43.横向滑轨Ⅰ44.支架Ⅲ45.螺钉螺孔组46.固定块47.螺纹孔Ⅰ48.横杆49.竖杆50.喷枪51.圆孔52.螺纹柱53.进气孔Ⅱ54.喷壶55.底座56.滑块Ⅱ57.滑块Ⅰ58.通孔Ⅰ59.通孔Ⅱ60.螺纹孔Ⅱ61.前板62.上板63.传动轴Ⅰ64.后板65.伺服电机66.下板67.减速机68.传动轴Ⅱ
具体实施方式
下面结合附图描述本发明。
如图1所示，本发明由大型旋成体支撑机构A、热风传送系统B和喷涂机构C组成，所述的喷涂机构C中纵向滑轨Ⅰ40和纵向滑轨Ⅱ39的下面固接于地面；热风传送系统B中固定架E和立式鼓风机D顺序置于大型旋成体支撑机构A中基座1的后方，且固定架E的加热网23和立式鼓风机D的风扇16中心正对大型旋成体支撑机构A中大型旋成体8的纵轴线；喷涂机构C中移动平台组件F的移动平台29与大型旋成体支撑机构A的基座1左右平行放置；喷涂机构C中喷涂组件G的喷枪50出口对准大型旋成体支撑机构A中大型旋成体8的表面。
如图2至图7所示，所述的大型旋成体支撑机构A由基座1、移动槽2、螺钉组Ⅰ3a、螺钉组Ⅱ3b、空心大滚轮Ⅰ4a、空心大滚轮Ⅱ4b、卡环Ⅰ5a、卡环Ⅱ5b、防滑垫Ⅰ6a、防滑垫Ⅱ6b、小滚轮Ⅰ7a、小滚轮Ⅱ7b、小滚轮Ⅲ7c、小滚轮Ⅳ7d、大型旋成体8、电机Ⅰ9a、电机Ⅱ9b、电机Ⅲ9c、电机Ⅳ9d、固定槽10、滑轨Ⅰ11a、滑轨Ⅱ11b、滑轮Ⅰ12a、滑轮Ⅱ12b、滑轮Ⅲ12c、滑轮Ⅳ12d组成，其中基座1为立方体，基座1前部上面设有左右平行的滑轨Ⅰ11a和滑轨Ⅱ11b，基座1后端设有缺口朝前的固定槽10；固定槽10的底板上面固接左右平行的电机Ⅲ9c和电机Ⅳ9d，电机Ⅲ9c的输出端固接小滚轮Ⅲ7c和电机Ⅳ9d的输出端固接小滚轮Ⅳ7d；移动槽2的缺口朝后，移动槽2的底板下面固接前后平行的支架Ⅰ13a和支架Ⅱ13b，支架Ⅰ13a左端活动连接滑轮Ⅰ12a；支架Ⅰ13a右端活动连接滑轮Ⅲ12c；支架Ⅱ13b左端活动连接滑轮Ⅱ12b；支架Ⅱ13b右端活动连接滑轮Ⅳ12d；移动槽2的底板上面固接左右平行的电机Ⅰ9a和电机Ⅱ9b，电机Ⅰ9a的输出端固接小滚轮Ⅰ7a；电机Ⅱ9b的输出端固接小滚轮Ⅱ7b；卡环Ⅰ5a由圆片Ⅰ14a和直径不同的圆筒Ⅰ15a组成，且卡环Ⅰ5a表面包覆一层防滑垫Ⅰ6a，通过螺钉组Ⅰ3a固接空心大滚轮Ⅰ4a；卡环Ⅱ5b由圆片Ⅱ14b和变直径的圆筒Ⅱ15b组成，且卡环Ⅱ5b表面包覆一层防滑垫Ⅱ6b，通过螺钉组Ⅱ3b固接空心大滚轮Ⅱ4b；小滚轮Ⅰ7a和小滚轮Ⅱ7b与空心大滚轮Ⅰ4a滚动连接，小滚轮Ⅲ7c和小滚轮Ⅳ7d与空心大滚轮Ⅱ4b滚动连接；大型旋成体8前端与卡环Ⅰ5a过盈连接，大型旋成体8后端与卡环Ⅱ5b过盈连接。
如图8和图9所示，所述的热风传送系统B由立式鼓风机D、电源Ⅰ20、加热网23、电源Ⅱ25和固定架E组成，其中立式鼓风机D由底座Ⅰ21、支撑杆22、风扇16、和电机18组成，底座Ⅰ21固接于支撑杆22下端，电机18固接于支撑杆22上端，风扇16活动连接于电机18的输出端；固定架E由左立柱26a、右立柱26b、底座Ⅱ27a、底座Ⅲ27b和上梁28组成，其中上梁28左端固接于左立柱26a上端，上梁28右端固接于右立柱26b上端,左立柱26a下端固接于底座Ⅱ27a上面，右立柱26b下端固接于底座Ⅲ27b上面；加热网23下端面固接于上梁28的上面正中位置；立式鼓风机D位于加热网23后方，且立式鼓风机D的风扇16正对加热网23；电源Ⅰ20与立式鼓风机D的电机18通过电源线Ⅰ19连接；电源Ⅱ25与加热网23通过电源线Ⅱ24连接。
如图10至图14所示，所述的喷涂机构C由移动平台组件F、喷涂组件G、驱动组件H、空气压缩机30、空气过滤器35、纵向滑轨Ⅰ40和纵向滑轨Ⅱ39组成，其中移动平台组件F由移动平台29、前滚轮Ⅰ37a、后滚轮Ⅰ37b、前滚轮Ⅱ37c和后滚轮Ⅱ37d组成，移动平台29为长方体板，移动平台29近后端上面设有前后平行的横向滑轨Ⅰ43和横向滑轨Ⅱ42，移动平台29近后端下面设有凹槽41，前滚轮Ⅰ37a和后滚轮Ⅰ37b固接于移动平台29下面靠左，前滚轮Ⅱ37c和后滚轮Ⅱ37d固接于移动平台29下面靠右；前滚轮Ⅰ37a活动连接支架Ⅲ44的左端，前滚轮Ⅱ37c活动连接支架Ⅲ44的右端，后滚轮Ⅰ37b活动连接传动轴Ⅰ63的左端，后滚轮Ⅱ37d活动连接传动轴Ⅰ63的右端；纵向滑轨Ⅰ40和纵向滑轨Ⅱ39左右平行固接于地面，其中纵向滑轨Ⅰ40位于移动平台组件F中前滚轮Ⅰ37a和后滚轮Ⅰ37b的正下方，纵向滑轨Ⅱ39位于移动平台组件F中前滚轮Ⅱ37c和后滚轮Ⅱ37d的正下方，且前滚轮Ⅱ37c和后滚轮Ⅱ37d与纵向滑轨Ⅱ39的凹槽Ⅱ38b滚动连接；前滚轮Ⅰ37a和后滚轮Ⅰ37b与纵向滑轨Ⅰ40的凹槽Ⅰ38a滚动连接。
喷涂组件G由固定块46、横杆48、竖杆49、喷枪50、喷壶54、底座55、滑块Ⅰ57和滑块Ⅱ56组成，固定块46为长方体，固定块46左部前后向设有通孔Ⅰ58；固定块46右部上下向设有通孔Ⅱ59，固定块46左面设有与通孔Ⅰ58相通的螺纹孔Ⅰ47，固定块46右面设有与通孔Ⅱ59相通的螺纹孔Ⅱ60；滑块Ⅰ57、滑块Ⅱ56、底座55、固定块46、竖杆49自下而上顺序排列并固接；横杆48前部穿于固定块46的通孔Ⅰ58，并由螺钉经螺纹孔Ⅰ47固定；竖杆49上部穿于固定块46的通孔Ⅱ59，并由螺钉经螺纹孔Ⅱ60固定；喷枪50的圆孔51穿于横杆48的近后端；喷壶54由螺纹柱52固接于喷枪50。
空气压缩机30固接于移动平台29前部上面，空气过滤器35固接于移动平台29中部上面；空气压缩机30的出气孔Ⅰ31经导管Ⅰ32与空气过滤器35的进气孔Ⅰ33连通；空气过滤器35的出气孔Ⅱ34经导管Ⅱ36与喷涂组件G中喷枪50的进气孔Ⅱ53连通。
驱动组件H由固定箱I、传动轴Ⅰ63、伺服电机65、减速机67和传动轴Ⅱ68组成，其中固定箱I由前板61、上板62、后板64和下板66顺序呈90度排列并固接形成，上板62设有螺钉螺孔组45。
伺服电机65固接于固定箱I的后板64下方，减速机67固接于固定箱I下板66上面；伺服电机65的输出端与减速机67的输入端固接，减速机67左输出端与传动轴Ⅱ68右端固接；减速机67右输出端与传动轴Ⅰ63左端固接。
驱动组件H中传动轴Ⅱ68左端与后滚轮Ⅰ37b中心固接；驱动组件H中传动轴Ⅰ63右端与后滚轮Ⅱ37d中心固接；驱动组件H的上板62经螺钉螺孔组45固接于移动平台29的凹槽41下面。
实施例一
对长度为10m，外直径为1.5m的导弹壳体外表面进行喷涂，小滚轮Ⅰ7a、小滚轮Ⅱ7b、小滚轮Ⅲ7c、小滚轮Ⅳ7d和空心大滚轮Ⅰ4a、空心大滚轮Ⅱ4b材质为铁；基座1上的移动槽2在滑轨Ⅰ11a、滑轨Ⅱ11b上向前移动11m；卡环Ⅱ5b厚度为5mm，外直径为1.499m，凸出的长度为10cm，材质为铁，且表面包覆一层0.5mm厚的防滑垫Ⅱ6b；导弹壳体先与固定槽10的卡环Ⅱ5b相配合，然后将移动槽2在滑轨Ⅰ11a、滑轨Ⅱ11b上向后移动1m，此时导弹壳体与卡环Ⅰ5a相配合；加热网23的正方形边长尺寸与导弹壳体的外直径一致，为1.499m；立式鼓风机D安装在加热网23的一侧，能够将热风吹到导弹壳体的内壁，使导弹壳体的温度达到40℃；喷壶54盛有减阻涂料，按照质量比分配，包括65％的环氧树脂，20％的甲苯，5％的聚四氟乙烯颗粒，4％的聚二甲基硅氧烷，6％的六亚甲基二异氰酸酯；喷枪50到移动平台29上表面的距离为0.8m；移动平台29利用伺服电机65和减速机67带动前滚轮Ⅰ37a、后滚轮Ⅰ37b、前滚轮Ⅱ37c、后滚轮Ⅱ37d在纵向滑轨Ⅱ39、纵向滑轨Ⅰ40上以0.1m/s的速度行进；立式鼓风机D，加热网23先开始工作，待导弹壳体达到预定的温度后，再控制移动平台29和喷枪50工作，即可在导弹壳体外表面上制备出所需要的具有仿生微结构的减阻表面，该涂层表面的特征是分布有均匀的微米级凹坑，凹坑的沟槽长度为10μm，宽度为12μm，深度为2μm。当导弹以200m/s的速度在空中飞行时，减阻率为6.23％。
实施例二
对长度为24m，外直径为1.55m的鱼雷壳体外表面进行喷涂，小滚轮Ⅰ7a、小滚轮Ⅱ7b、小滚轮Ⅲ7c、小滚轮Ⅳ7d和空心大滚轮Ⅰ4a、空心大滚轮Ⅱ4b材质为铁；基座1上的移动槽2在滑轨Ⅰ11a、滑轨Ⅱ11b上向前移动25m；卡环Ⅱ5b厚度为5mm，外直径为1.549m，凸出的长度为10cm，材质为铁，且表面包覆一层0.5mm厚的防滑垫Ⅱ6b；鱼雷壳体先与固定槽10的卡环Ⅱ5b相配合，然后将移动槽2在滑轨Ⅰ11a、滑轨Ⅱ11b上向后移动1m，此时鱼雷壳体与卡环Ⅰ5a相配合；加热网23的正方形边长尺寸与鱼雷壳体的外直径一致，为1.549m；立式鼓风机D安装在加热网23的一侧，能够将热风吹到鱼雷壳体的内壁，使鱼雷壳体的温度达到50℃；喷壶54盛有减阻涂料，按照质量比分配，包括63.5％的氟碳树脂，20％的二甲苯，6％的银粉颗粒，0.5％的聚二甲基硅氧烷，10％的六亚甲基二异氰酸酯；喷枪50到移动平台29上表面的距离为0.9m；移动平台29利用伺服电机65和减速机67带动前滚轮Ⅰ37a、后滚轮Ⅰ37b、前滚轮Ⅱ37c、后滚轮Ⅱ37d在纵向滑轨Ⅱ39、纵向滑轨Ⅰ40上以0.15m/s的速度行进；立式鼓风机D，加热网23先开始工作，待鱼雷壳体达到预定的温度后，再控制移动平台29和喷枪50工作，即可在鱼雷壳体外表面上制备出所需要的具有仿生微结构的减阻表面，该涂层表面的特征是分布有均匀的微米级凹坑，凹坑的沟槽长度为15μm，宽度为10μm，深度为3μm。当鱼雷以102m/s的速度在水下航行时，减阻率为5.41％。
实施例三
对长度为8m，外直径为0.2m的炮弹壳体外表面进行喷涂，小滚轮Ⅰ7a、小滚轮Ⅱ7b、小滚轮Ⅲ7c、小滚轮Ⅳ7d和空心大滚轮Ⅰ4a、空心大滚轮Ⅱ4b材质为铁；基座1上的移动槽2在滑轨Ⅰ11a、滑轨Ⅱ11b上向前移动9m；卡环Ⅱ5b厚度为5mm，外直径为0.199m，凸出的长度为10cm，材质为铁，且表面包覆一层0.5mm厚的防滑垫Ⅱ6b；炮弹壳体先与固定槽10的卡环Ⅱ5b相配合，然后将移动槽2在滑轨Ⅰ11a、滑轨Ⅱ11b上向后移动1m，此时炮弹壳体与卡环Ⅰ5a相配合；加热网23的正方形边长尺寸与炮弹壳体的外直径一致，为0.199m；立式鼓风机D安装在加热网23的一侧，能够将热风吹到炮弹壳体的内壁，使炮弹壳体的温度达到60℃；喷壶54盛有减阻涂料，按照质量比分配，包括59.5％的氟碳树脂，21％的甲苯，9％的银粉颗粒，1.5％的聚二甲基硅氧烷，9％的六亚甲基二异氰酸酯；喷枪50到移动平台29上表面的距离为0.1m；移动平台29利用伺服电机65和减速机67带动前滚轮Ⅰ37a、后滚轮Ⅰ37b、前滚轮Ⅱ37c、后滚轮Ⅱ37d在纵向滑轨Ⅱ39、纵向滑轨Ⅰ40上以0.2m/s的速度行进；立式鼓风机D，加热网23先开始工作，待炮弹壳体达到预定的温度后，再控制移动平台29和喷枪50工作，即可在炮弹壳体外表面上制备出所需要的具有仿生微结构的减阻表面，该涂层表面的特征是分布有均匀的微米级凹坑，凹坑的沟槽长度为13μm，宽度为15μm，深度为4μm。当炮弹以120m/s的速度在空中飞行时，减阻率为4.82％。

Claims (2)

1.一种用于制备大型旋成体仿生微结构减阻表面的温控喷涂装置，由大型旋成体支撑机构(A)、热风传送系统(B)和喷涂机构(C)组成，所述的喷涂机构(C)中纵向滑轨Ⅰ(40)和纵向滑轨Ⅱ(39)的下面固接于地面；热风传送系统(B)中固定架(E)和立式鼓风机(D)顺序置于大型旋成体支撑机构(A)中基座(1)的后方，且固定架(E)的加热网(23)和立式鼓风机(D)的风扇(16)中心正对大型旋成体支撑机构(A)中大型旋成体(8)的纵轴线；喷涂机构(C)中移动平台组件(F)的移动平台(29)与大型旋成体支撑机构(A)的基座(1)左右平行放置；喷涂机构(C)中喷涂组件(G)的喷枪(50)出口对准大型旋成体支撑机构(A)中大型旋成体(8)的表面；所述的热风传送系统(B)由立式鼓风机(D)、电源Ⅰ(20)、加热网(23)、电源Ⅱ(25)和固定架(E)组成，其中立式鼓风机(D)由底座Ⅰ(21)、支撑杆(22)、风扇(16)、和电机(18)组成，底座Ⅰ(21)固接于支撑杆(22)下端，电机(18)固接于支撑杆(22)上端，风扇(16)活动连接于电机(18)的输出端；固定架(E)由左立柱(26a)、右立柱(26b)、底座Ⅱ(27a)、底座Ⅲ(27b)和上梁(28)组成，其中上梁(28)左端固接于左立柱(26a)上端，上梁(28)右端固接于右立柱(26b)上端,左立柱(26a)下端固接于底座Ⅱ(27a)上面，右立柱(26b)下端固接于底座Ⅲ(27b)上面；加热网(23)下端面固接于上梁(28)的上面正中位置；立式鼓风机(D)位于加热网(23)后方，且立式鼓风机(D)的风扇(16)正对加热网(23)；电源Ⅰ(20)与立式鼓风机(D)的电机(18)通过电源线Ⅰ(19)连接；电源Ⅱ(25)与加热网(23)通过电源线Ⅱ(24)连接；其特征在于，所述的大型旋成体支撑机构(A)由基座(1)、移动槽(2)、螺钉组Ⅰ(3a)、螺钉组Ⅱ(3b)、空心大滚轮Ⅰ(4a)、空心大滚轮Ⅱ(4b)、卡环Ⅰ(5a)、卡环Ⅱ(5b)、防滑垫Ⅰ(6a)、防滑垫Ⅱ(6b)、小滚轮Ⅰ(7a)、小滚轮Ⅱ(7b)、小滚轮Ⅲ(7c)、小滚轮Ⅳ(7d)、大型旋成体(8)、电机Ⅰ(9a)、电机Ⅱ(9b)、电机Ⅲ(9c)、电机Ⅳ(9d)、固定槽(10)、滑轨Ⅰ(11a)、滑轨Ⅱ(11b)、滑轮Ⅰ(12a)、滑轮Ⅱ(12b)、滑轮Ⅲ(12c)、滑轮Ⅳ(12d)组成，其中基座(1)为立方体，基座(1)前部上面设有左右平行的滑轨Ⅰ(11a)和滑轨Ⅱ(11b)，基座(1)后端设有缺口朝前的固定槽(10)；固定槽(10)的底板上面固接左右平行的电机Ⅲ(9c)和电机Ⅳ(9d)，电机Ⅲ(9c)的输出端固接小滚轮Ⅲ(7c)和电机Ⅳ(9d)的输出端固接小滚轮Ⅳ(7d)；移动槽(2)的缺口朝后，移动槽(2)的底板下面固接前后平行的支架Ⅰ(13a)和支架Ⅱ(13b)，支架Ⅰ(13a)左端活动连接滑轮Ⅰ(12a)；支架Ⅰ(13a)右端活动连接滑轮Ⅲ(12c)；支架Ⅱ(13b)左端活动连接滑轮Ⅱ(12b)；支架Ⅱ(13b)右端活动连接滑轮Ⅳ(12d)；移动槽(2)的底板上面固接左右平行的电机Ⅰ(9a)和电机Ⅱ(9b)，电机Ⅰ(9a)的输出端固接小滚轮Ⅰ(7a)；电机Ⅱ(9b)的输出端固接小滚轮Ⅱ(7b)；卡环Ⅰ(5a)由圆片Ⅰ(14a)和直径不同的圆筒Ⅰ(15a)组成，且卡环Ⅰ(5a)表面包覆一层防滑垫Ⅰ(6a)，通过螺钉组Ⅰ(3a)固接空心大滚轮Ⅰ(4a)；卡环Ⅱ(5b)由圆片Ⅱ(14b)和变直径的圆筒Ⅱ(15b)组成，且卡环Ⅱ(5b)表面包覆一层防滑垫Ⅱ(6b)，通过螺钉组Ⅱ(3b)固接空心大滚轮Ⅱ(4b)；小滚轮Ⅰ(7a)和小滚轮Ⅱ(7b)与空心大滚轮Ⅰ(4a)滚动连接，小滚轮Ⅲ(7c)和小滚轮Ⅳ(7d)与空心大滚轮Ⅱ(4b)滚动连接；大型旋成体(8)前端与卡环Ⅰ(5a)过盈连接，大型旋成体(8)后端与卡环Ⅱ(5b)过盈连接。
2.按权利要求1所述的用于制备大型旋成体仿生微结构减阻表面的温控喷涂装置，其特征在于，所述的喷涂机构(C)由移动平台组件(F)、喷涂组件(G)、驱动组件(H)、空气压缩机(30)、空气过滤器(35)、纵向滑轨Ⅰ(40)和纵向滑轨Ⅱ(39)组成，其中移动平台组件(F)由移动平台(29)、前滚轮Ⅰ(37a)、后滚轮Ⅰ(37b)、前滚轮Ⅱ(37c)和后滚轮Ⅱ(37d)组成，移动平台(29)为长方体板，移动平台(29)近后端上面设有前后平行的横向滑轨Ⅰ(43)和横向滑轨Ⅱ(42)，移动平台(29)近后端下面设有凹槽(41)，前滚轮Ⅰ(37a)和后滚轮Ⅰ(37b)固接于移动平台(29)下面靠左，前滚轮Ⅱ(37c)和后滚轮Ⅱ(37d)固接于移动平台(29)下面靠右；前滚轮Ⅰ(37a)活动连接支架Ⅲ(44)的左端，前滚轮Ⅱ(37c)活动连接支架Ⅲ(44)的右端，后滚轮Ⅰ(37b)活动连接传动轴Ⅰ(63)的左端，后滚轮Ⅱ(37d)活动连接传动轴Ⅰ(63)的右端；纵向滑轨Ⅰ(40)和纵向滑轨Ⅱ(39)左右平行固接于地面，其中纵向滑轨Ⅰ(40)位于移动平台组件(F)中前滚轮Ⅰ(37a)和后滚轮Ⅰ(37b)的正下方，纵向滑轨Ⅱ(39)位于移动平台组件(F)中前滚轮Ⅱ(37c)和后滚轮Ⅱ(37d)的正下方，且前滚轮Ⅱ(37c)和后滚轮Ⅱ(37d)与纵向滑轨Ⅱ(39)的凹槽Ⅱ(38b)滚动连接；前滚轮Ⅰ(37a)和后滚轮Ⅰ(37b)与纵向滑轨Ⅰ(40)的凹槽Ⅰ(38a)滚动连接；喷涂组件(G)由固定块(46)、横杆(48)、竖杆(49)、喷枪(50)、喷壶(54)、底座(55)、滑块Ⅰ(57)和滑块Ⅱ(56)组成，固定块(46)为长方体，固定块(46)左部前后向设有通孔Ⅰ(58)；固定块(46)右部上下向设有通孔Ⅱ(59)，固定块(46)左面设有与通孔Ⅰ(58)相通的螺纹孔Ⅰ(47)，固定块(46)右面设有与通孔Ⅱ(59)相通的螺纹孔Ⅱ(60)；滑块Ⅰ(57)、滑块Ⅱ(56)、底座(55)、固定块(46)、竖杆(49)自下而上顺序排列并固接；横杆(48)前部穿于固定块(46)的通孔Ⅰ(58)，并由螺钉经螺纹孔Ⅰ(47)固定；竖杆(49)上部穿于固定块(46)的通孔Ⅱ(59)，并由螺钉经螺纹孔Ⅱ(60)固定；喷枪(50)的圆孔(51)穿于横杆(48)的近后端；喷壶(54)由螺纹柱(52)固接于喷枪(50)；空气压缩机(30)固接于移动平台(29)前部上面，空气过滤器(35)固接于移动平台(29)中部上面；空气压缩机(30)的出气孔Ⅰ(31)经导管Ⅰ(32)与空气过滤器(35)的进气孔Ⅰ(33)连通；空气过滤器(35)的出气孔Ⅱ(34)经导管Ⅱ(36)与喷涂组件(G)中喷枪(50)的进气孔Ⅱ(53)连通；驱动组件(H)由固定箱(I)、传动轴Ⅰ(63)、伺服电机(65)、减速机(67)和传动轴Ⅱ(68)组成，其中固定箱(I)由前板(61)、上板(62)、后板(64)和下板(66)顺序呈90度排列并固接形成，上板(62)设有螺钉螺孔组(45)；伺服电机(65)固接于固定箱(I)的后板(64)下方，减速机(67)固接于固定箱(I)下板(66)上面；伺服电机(65)的输出端与减速机(67)的输入端固接，减速机(67)左输出端与传动轴Ⅱ(68)右端固接；减速机(67)右输出端与传动轴Ⅰ(63)左端固接；驱动组件(H)中传动轴Ⅱ(68)左端与后滚轮Ⅰ(37b)中心固接；驱动组件(H)中传动轴Ⅰ(63)右端与后滚轮Ⅱ(37d)中心固接；驱动组件(H)的上板(62)经螺钉螺孔组(45)固接于移动平台(29)的凹槽(41)下面。
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