CN115263602B - 固体火箭发动机喷管潜入式堵盖粘接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种固体火箭发动机喷管潜入式堵盖粘接方法如下:柔性堵盖试装‑柔性堵盖打磨及容胶槽制作‑涂胶并加压‑气密检测。在柔性堵盖下段外型面A及喷管对应粘接部位型面进行第一次涂抹胶液,利用下压块上导向柱将柔性堵盖装入喷管内部;在柔性堵盖上段圆柱段外型面B及喷管对应粘接面进行第二次涂抹胶液;将上压块的四个分瓣安装在下压块上,利用内压块和导向柱压紧柔性堵盖上段圆柱段外型面B;采用堵盖分段刷胶、分段粘接的方式实现潜入式堵盖粘接,不仅保证了柔性堵盖粘接的气密可靠性,也降低了潜入式堵盖粘接的难度。

Description

固体火箭发动机喷管潜入式堵盖粘接方法
技术领域
本发明涉及喷管堵盖粘接的方法,具体涉及一种固体火箭发动机喷管潜入式堵盖粘接方法。
背景技术
固体火箭发动机喷管的堵盖一般粘接在喷管燃气通道上,对喷管及燃烧室内腔形成密封作用,其主要作用是对发动机内部进行防潮以及发动机点火时建立稳定初压,便于发动机顺利点火。传统喷管柔性堵盖粘接时,在堵盖粘接面和喷管内壁对应粘接面分别涂抹胶液后,将柔性堵盖与喷管粘接,并在堵盖上放置工装对粘接面加压固化,堵盖粘接一般采用人工操作结合工装的方式进行粘接,柔性堵盖粘接后需保证良好的气密性能。柔性堵盖气密性能一般通过气密试验对堵盖粘接后形成的密封腔进行气密性能检测,堵盖粘接面不漏气则气密性能合格。柔性堵盖材料为橡胶模压制品,柔性材料粘接手工操作难度较大,且堵盖粘接面为回转体曲面,要保证堵盖曲面与喷管内壁曲面粘接时二者具备较高的相对位置精度而紧密贴合,才能保证堵盖粘接面气密性能良好,否则容易在堵盖与喷管贴合不良部位产生漏气通道,导致堵盖粘接面漏气,这将影响发动机正常工作。
一般喷管的柔性堵盖粘接在喷管内壁锥面上或喷管入口端部位置,传统喷管柔性堵盖粘接操作方便且利于堵盖位置定位,传统粘接方法能保证堵盖较高的粘接精度,堵盖粘接可靠性较高。但本发明涉及的一种固体火箭发动机喷管为细长结构,堵盖为潜入式结构,其柔性堵盖位于喷管中间深腔部位,喷管柔性堵盖粘接部位内径约φ120mm,深度约400mm,由于堵盖粘接部位空间狭小,堵盖手工粘接较难度大。另外,潜入式堵盖的上部粘接面为圆柱面,堵盖在喷管上定位难度大,由于堵盖模压的壁厚不均匀,易导致工装对堵盖粘接面压紧力不均匀,导致堵盖与喷管粘接面贴合不良产生漏气。另一方面,潜入式堵盖圆柱面与喷管内腔柱面尺寸相同,堵盖柱面涂抹胶液后装配过程中极易在喷管内壁上挂蹭,使堵盖柱面缺胶导致堵盖粘接不良。因此潜入式柔性堵盖粘接可靠性较差,堵盖粘接后易导致漏气。采用传统堵盖粘接方法进行潜入式堵盖粘接将带来诸多难题。
发明内容
本发明的目的就是针对上述难题,提供一种固体火箭发动机喷管潜入式堵盖粘接方法,不仅保证了柔性堵盖粘接的气密可靠性,也降低了潜入式堵盖粘接的难度。
为实现上述目的,本发明所涉及的固体火箭发动机喷管潜入式堵盖粘接方法如下:
1)柔性堵盖试装:将柔性堵盖放入喷管内腔,保证柔性堵盖外型面与喷管内型面贴合良好,并以柔性堵盖端面为基准在喷管内壁上用记号笔划一圈刻度线,刻度线与柔性堵盖端面平齐;
2)柔性堵盖打磨及容胶槽制作:将柔性堵盖粘接面均匀打磨,并在柔性堵盖大端外圆面制作一个容胶槽;
3)涂胶并加压:在柔性堵盖下段外型面A及喷管对应粘接部位型面进行第一次涂抹胶液,然后将柔性堵盖装入喷管内部;将下压块装入柔性堵盖内、导向柱的底端插入下压块内螺纹孔、盖板中间限位孔套置在导向柱上后盖板横跨在喷管的上端且盖板的两侧均通过螺栓固定在喷管上,旋转导向柱,利用导向柱的旋转力向下压紧下压块,从而将柔性堵盖向下压紧定位,直至柔性堵盖大端面与喷管内壁刻度线平齐;
将盖板从喷管和导向柱上取下,在柔性堵盖上段圆柱段外型面B及喷管对应粘接面进行第二次涂抹胶液;将上压块的四个分瓣安装在下压块上,内压块的内螺纹孔套置在导向柱上且内置在上压块的锥形孔内,然后将盖板安装在喷管和导向柱上,旋转导向柱,利用导向柱旋转力顶紧内压块,内压块对上压块产生挤压力,上压块的四个分瓣向外扩张压紧柔性堵盖上段圆柱段外型面B;
4)气密检测:柔性堵盖固化完成后,利用气密试验装置对柔性堵盖粘接面进行气密性检查,若柔性堵盖漏气则需进行返工重新粘接。
进一步地,所述步骤1)中,还包括用深度尺测量柔性堵盖端面到喷管端面距离,测量对称四点值,保证对称四点差值不大于0.2mm。
进一步地,所述步骤3)中,第二次涂抹胶液时,柔性堵盖粘接面采用FN303胶液粘接,最后在容胶槽内灌注CH-31胶液封堵。
进一步地,所述步骤3)中,第二次加压后柔性堵盖上下端一周有均匀溢胶说明胶液涂抹均匀,否则需进行返工重新粘接,柔性堵盖粘接后保持压力自然固化。
进一步地,所述步骤3)中,下压块外型面与柔性堵盖下段内型面相同,上压块的外型面与柔性堵盖上段内型面相同,且下压块和上压块与柔性堵盖之间均为过盈配合。
进一步地,所述步骤3)中,上压块锥形孔的锥角为α,一般20°≤α≤40°,上压块锥形孔的角度与内压块外锥面的角度相同。
进一步地,所述步骤3)中,上压块在力的作用下对柔性堵盖压紧时,上压块的四个分瓣之间间隙不大于2mm。
进一步地,所述步骤3)中,柔性堵盖加压时,施加在导向柱上的力矩T确定方法如下:导向柱的拧紧力矩将使内压块对上压块产生的挤压力F,作用在上压块上的水平分力F1将对柔性堵盖上段圆柱段产生压紧作用,F1由胶液粘接压紧力确定,水平分力F1对柔性堵盖粘接起决定作用,导向柱上施加的力矩T按下列计算公式确定:
T=0.1F·D
F1=F·cos(α/2)
其中:D为导向柱螺纹直径,α为内压块外锥面角度。
本发明与现有技术相比,具有以下优点:本发明固体火箭发动机喷管潜入式堵盖粘接方法采用堵盖分段刷胶、分段粘接的方式实现潜入式堵盖粘接,不仅保证了柔性堵盖粘接的气密可靠性,也降低了潜入式堵盖粘接的难度。
附图说明
图1为本发明固体火箭发动机喷管潜入式堵盖粘接方法装配示意图;
图2为图1中容胶槽放大示意图;
图3为图1中柔性堵盖粘接示意图;
图4为图1中上压块结构示意图。
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。固体火箭发动机喷管潜入式堵盖粘接方法包括如下内容:
1)柔性堵盖试装:将柔性堵盖2放入喷管1内腔,保证柔性堵盖2外型面与喷管1内型面贴合良好,并用深度尺测量柔性堵盖2端面到喷管1端面距离,测量对称四点值,保证对称四点差值不大于0.2mm,并以柔性堵盖2端面为基准在喷管1内壁上用记号笔划一圈刻度线,保证刻度线与柔性堵盖端面平齐。
2)柔性堵盖打磨及容胶槽制作:用锉刀将柔性堵盖2粘接面均匀打磨,并用锉刀在柔性堵盖2大端外圆面制作一个宽1mm、深3mm的容胶槽8,如图2所示,容胶槽8可在柔性堵盖模压制造时通过模具制作。
3)涂胶并加压:如图1、3所示柔性堵盖2分上下两段粘接,在柔性堵盖2下段外型面A及喷管对应粘接部位型面进行第一次涂抹胶液,然后将柔性堵盖2装入喷管1内部;将下压块3装入柔性堵盖2内、导向柱6的底端插入下压块3内螺纹孔、盖板7中间限位孔套置在导向柱6上后盖板7横跨在喷管1的上端且盖板7的两侧均通过螺栓固定在喷管上,旋转导向柱6,利用导向柱6的旋转力向下压紧下压块3,从而将柔性堵盖2向下压紧定位,直至柔性堵盖2大端面与喷管1内壁刻度线平齐;
将盖板7从喷管1和导向柱6上取下,将柔性堵盖2上段圆柱段向中心内拨,并在柔性堵盖2上段圆柱段外型面B及喷管对应粘接面进行第二次涂抹胶液,柔性堵盖2粘接面采用FN303胶液粘接,最后在容胶槽内灌注CH-31胶液封堵,如图2所示;
将上压块4的四个分瓣安装在下压块3上,内压块5的内螺纹孔套置在导向柱6上且内置在上压块4的锥形孔内,然后将盖板7安装在喷管1和导向柱6上,旋转导向柱6,利用导向柱7旋转力顶紧内压块5,内压块5对上压块4产生挤压力,上压块4的四个分瓣向外扩张压紧柔性堵盖1上段圆柱段外型面B;加压后柔性堵盖2上下端一周有均匀溢胶说明胶液涂抹均匀,否则需进行返工重新粘接,柔性堵盖2粘接后保持压力自然固化。
下压块3外型面与柔性堵盖2下段内型面相同,上压块的外型面与柔性堵盖2上段内型面相同,且下压块3和上压块4与柔性堵盖2之间均为过盈配合,方便利用下压块3和上压块4将柔性堵盖2装配在喷管1内腔中,同时,下压块3在导向柱6的作用下保证柔性堵盖2粘接定位准确。本实施例中,上压块4锥形孔的锥角为α,一般20°≤α≤40°,上压块4锥形孔的角度与内压块5外锥面的角度相同,上压块4与内压块5锥面接触部位表面粗糙度较低,方便二者相对滑动,上压块在力的作用下对柔性堵盖压紧时,上压块的四个分瓣之间间隙不大于2mm,如图4所示。
柔性堵盖2加压时,施加在导向柱6上的力矩T确定方法如下:导向柱6的拧紧力矩将使内压块对上压块产生的挤压力F,作用在上压块上的水平分力F1将对柔性堵盖上段圆柱段产生压紧作用,F1由胶液粘接压紧力确定,水平分力F1对柔性堵盖粘接起决定作用,导向柱6上施加的力矩T按下列计算公式确定:
T=0.1F·D
F1=F·cos(α/2)
其中:D为导向柱螺纹直径,α为内压块外锥面角度。
4)气密检测:柔性堵盖2固化完成后,利用气密试验装置对柔性堵盖2粘接面进行气密性检查,若柔性堵盖漏气则需进行返工重新粘接。

Claims (8)

1.一种固体火箭发动机喷管潜入式堵盖粘接方法,其特征在于:所述粘接方法如下:
1)柔性堵盖试装:将柔性堵盖(2)放入喷管(1)内腔,保证柔性堵盖(2)外型面与喷管(1)内型面贴合良好,并以柔性堵盖(2)端面为基准在喷管(1)内壁上用记号笔划一圈刻度线,刻度线与柔性堵盖端面平齐;
2)柔性堵盖打磨及容胶槽制作:将柔性堵盖(2)粘接面均匀打磨,并在柔性堵盖(2)大端外圆面制作一个容胶槽(8);
3)涂胶并加压:在柔性堵盖(2)下段外型面A及喷管对应粘接部位型面进行第一次涂抹胶液,然后将柔性堵盖(2)装入喷管(1)内部;将下压块(3)装入柔性堵盖(2)内、导向柱(6)的底端插入下压块(3)内螺纹孔、盖板(7)中间限位孔套置在导向柱(6)上后盖板(7)横跨在喷管(1)的上端且盖板(7)的两侧均通过螺栓固定在喷管上,旋转导向柱(6),利用导向柱(6)的旋转力向下压紧下压块(3),从而将柔性堵盖(2)向下压紧定位,直至柔性堵盖(2)大端面与喷管(1)内壁刻度线平齐;
将盖板(7)从喷管(1)和导向柱(6)上取下,在柔性堵盖(2)上段圆柱段外型面B及喷管(1)对应粘接面进行第二次涂抹胶液;将上压块(4)的四个分瓣安装在下压块(3)上,内压块(5)的内螺纹孔套置在导向柱(6)上且内置在上压块(4)的锥形孔内,然后将盖板(7)安装在喷管(1)和导向柱(6)上,旋转导向柱(6),利用导向柱(6)旋转力顶紧内压块(5),内压块(5)对上压块(4)产生挤压力,上压块(4)的四个分瓣向外扩张压紧柔性堵盖(2)上段圆柱段外型面B;
4)气密检测:柔性堵盖(2)固化完成后,利用气密试验装置对柔性堵盖(2)粘接面进行气密性检查,若柔性堵盖漏气则需进行返工重新粘接。
2.根据权利要求1所述固体火箭发动机喷管潜入式堵盖粘接方法,其特征在于:所述步骤1)中,还包括用深度尺测量柔性堵盖(2)端面到喷管(1)端面距离,测量对称四点值,保证对称四点差值不大于0.2mm。
3.根据权利要求1所述固体火箭发动机喷管潜入式堵盖粘接方法,其特征在于:所述步骤3)中,第二次涂抹胶液时,柔性堵盖(2)粘接面采用FN303胶液粘接,最后在容胶槽内灌注CH-31胶液封堵。
4.根据权利要求1所述固体火箭发动机喷管潜入式堵盖粘接方法,其特征在于:所述步骤3)中,第二次加压后柔性堵盖(2)上下端一周有均匀溢胶说明胶液涂抹均匀,否则需进行返工重新粘接,柔性堵盖(2)粘接后保持压力自然固化。
5.根据权利要求1所述固体火箭发动机喷管潜入式堵盖粘接方法,其特征在于:所述步骤3)中,下压块(3)外型面与柔性堵盖(2)下段内型面相同,上压块(4)的外型面与柔性堵盖(2)上段内型面相同,且下压块(3)和上压块(4)与柔性堵盖2)之间均为过盈配合。
6.根据权利要求1所述固体火箭发动机喷管潜入式堵盖粘接方法,其特征在于:所述步骤3)中,上压块(4)锥形孔的锥角为α,一般20°≤α≤40°,上压块(4)锥形孔的角度与内压块(5)外锥面的角度相同。
7.根据权利要求1所述固体火箭发动机喷管潜入式堵盖粘接方法,其特征在于:所述步骤3)中,上压块(4)在力的作用下对柔性堵盖压紧时,上压块(4)的四个分瓣之间间隙不大于2mm。
8.根据权利要求1所述固体火箭发动机喷管潜入式堵盖粘接方法,其特征在于:所述步骤3)中,柔性堵盖(2)加压时,施加在导向柱(6)上的力矩T确定方法如下:导向柱(6)的拧紧力矩将使内压块(5)对上压块(4)产生的挤压力F,作用在上压块(4)上的水平分力F1将对柔性堵盖(2)上段圆柱段产生压紧作用,F1由胶液粘接压紧力确定,水平分力F1对柔性堵盖粘接起决定作用,导向柱(6)上施加的力矩T按下列计算公式确定:
T=0.1F·D
F1=F·cos(α/2)
其中:D为导向柱螺纹直径,α为内压块外锥面角度。
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