RU2518774C1 - Оправка для нанесения эластичного покрытия на внутреннюю поверхность корпуса - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области ракетостроения и может быть использовано при изготовлении корпусов ракетных двигателей, в частности при нанесении теплозащитного покрытия на внутреннюю поверхность корпусов ракетных двигателей. Оправка для нанесения эластичного покрытия на внутреннюю поверхность корпуса включает центральную жесткую часть, эластичную технологическую оболочку и систему подачи рабочей среды. Центральная жесткая часть оправки выполнена с продольными ребрами жесткости с закрепленными на них формообразующими элементами - профилями и сменными накладками, образуя изолированные камеры, связанные с системой подачи рабочей среды. Периметры поперечного сечения центральной жесткой части оправки и эластичной технологической оболочки соответствуют внутреннему периметру поперечного сечения корпуса по всей его длине. Вдоль формообразующих элементов - профилей и сменных накладок - выполнены отверстия. Изобретение позволяет повысить технологичность и надежность покрытия. 4 ил.

Description

Изобретение относится к области ракетостроения и может быть использовано при изготовлении корпусов ракетных двигателей, в частности при нанесении теплозащитного покрытия (ТЗП) на внутреннюю поверхность корпусов ракетных двигателей.

Известна конструкция оправки, применяемая для изготовления внутреннего теплозащитного покрытия двигателя по патенту РФ №2415289, МПК F02K 9/34. В известном способе на жесткую оправку послойно укладывают теплозащитное покрытие с установкой обрезиненного фланца. На поверхность полученного пакета ТЗП устанавливают жесткий металлический элемент с профилем, эквидистантным профилю готового изделия, состоящий их двух металлических полуколец, охватывающих горловину фланца и установленное встык к полукольцам металлическое кольцо. Давление на поверхность полученного пакета ТЗП передается через вакуумный технологический мешок.

Недостатком известного способа является то, что он может быть применен только на крупногабаритных корпусах с большим диаметром входного отверстия. Наличие жесткого металлического элемента с профилем, эквидистантным профилю готового изделия, включающего два металлических полукольца, охватывающих горловую часть фланца, и установленное встык к полукольцам металлическое кольцо не позволяют провести их сквозь малое полюсное отверстие. Выполнение формующего металлического элемента в виде двух или нескольких полуколец приводит к наличию стыков и стыковочных следов, т.е. к нарушению качества покрытия. Выкладку ТЗП на внутреннюю поверхность корпуса осуществляют вручную, что приводит к ухудшению качества покрытия, не может быть применимо для камер с малыми полюсными отверстиями и является нетехнологичным.

Известен способ нанесения внутреннего теплозащитного покрытия по патенту РФ №2064600, МПК F02K 9/34, включающий изготовление и отверждение эластичной оболочки (теплозащитного рукава) на пустотелой оправке, снятие оболочки с оправки, установку оболочки внутрь корпуса и склейку ее с внутренней поверхностью корпуса прижатием к внутренней поверхности с помощью терморасширяемой оправки, коэффициент линейного расширения которой в 1,5-2,5 раза больше, чем у камеры сгорания. При этом, естественно, на наружную поверхность оболочки (теплозащитного рукава) перед установкой и на внутреннюю поверхность корпуса наносится клеевой состав.

Недостатком известного технического решения является то, что конструкция оправки, на которой формируют оболочку ТЗП, предусматривает необходимость снимать ее с оправки и надевать перед установкой в корпус (камеру сгорания) на терморасширяемую оправку. Введение готовой оболочки (теплозащитного рукава) внутрь корпуса (особенно, большого удлинения с малыми полюсными отверстиями) трудоемко, в связи с тем, что оболочка, с нанесенным на нее клеевым составом, обладающим высокой липкостью, охватывает терморасширяемую оправку свободно - с провисанием, что затрудняет протягивание рукава через полюсные отверстия без нарушения поверхностного слоя ТЗП. Кроме того, процесс снятия с оправки и введения внутрь корпуса может привести к образованию складок на теплозащитном рукаве и к возможности появления между корпусом и ТЗП воздушных прослоек, которые в рабочем режиме или при длительном хранении могут привести к расслоению и нарушению целостности ТЗП.

Ближайшим аналогом по технической сущности и достигаемому результату является оправка для осуществления способа нанесения эластичного покрытия на внутреннюю поверхность корпуса, описанная в патенте РФ на изобретение №2256813, МПК F02R 9/34. Оправка выполнена в виде жесткого цилиндрического элемента, на который наносят эластичную оболочку теплозащитного покрытия (ТЗП) и клеевой состав. Для установки эластичной оболочки ТЗП в корпус ее выворачивают наизнанку и внутрь вставляют жесткий цилиндрический элемент, при этом один конец оболочки герметично скрепляют с корпусом, а второй - закрывают герметичной заглушкой. Корпус связан с системой вакуумирования.

Известная конструкция оправки не обеспечивает качество нанесения ТЗП равномерно по всей внутренней поверхности корпуса, так как оправка предусматривает двойное выворачивание эластичной оболочки ТЗП, сначала в процессе перемещения с оправки на цилиндрический элемент, а затем с него - внутрь корпуса. Таким образом, эластичная оболочка дважды подвергается механическому воздействию, что может нарушить целостность покрытия, привести к надрывам и наслоениям, а в результате к неравномерному распределению по толщине покрытия. При нанесении эластичного покрытия на внутреннюю поверхность корпуса большого удлинения с малыми полюсными отверстиями площадь поверхности технологической оболочки значительно превышает площадь поверхности цилиндрического стержня, что приводит к провисанию, образованию гофр, складок и, как следствие, создает трудности при введении оправки с оболочкой сквозь малые полюсные отверстия корпуса и нарушает целостность покрытия ТЗП. Кроме того, известная конструкция оправки и способ ее осуществления не позволяют наносить теплозащитное покрытие на внутреннюю поверхности корпуса с одним полюсным отверстием, т.к. в процессе заведения оболочки в корпус жесткий цилиндрический элемент заводится в одно полюсное отверстие и выходит через противоположное полюсное отверстие. Таким образом, способ, осуществляемый с применением данной оправки имеет ограниченные технологические возможности, является не технологичным в осуществлении, не обеспечивает равномерного, качественного нанесения ТЗП на внутреннюю поверхность корпуса.

Задачами изобретения являются расширение технологических возможностей, повышение качества нанесения покрытия на внутреннюю поверхность корпуса, повышение технологичности и надежности покрытия.

Достигаемые технические результаты - равномерное нанесение эластичного покрытия на внутреннюю поверхность корпуса по всей его длине за счет создания равномерного давления в оправке и соответствия периметров оправки и эластичной технологической оболочки внутреннему периметру поперечного сечения корпуса по всей его длине; расширение технологических возможностей - качественное нанесение покрытия на внутреннюю поверхность корпуса с одним или двумя полюсными отверстиями как большого, так малого диаметра; технологичность - формирование и нанесение покрытия осуществляют с использованием одного технического средства (оправки) без переустановки эластичной оболочки.

Технический результат достигается за счет того, что в оправке для нанесения эластичного покрытия на внутреннюю поверхность корпуса, состоящей из центральной жесткой части, эластичной технологической оболочки и системы подачи рабочей среды, центральная жесткая часть оправки выполнена с продольными ребрами жесткости с закрепленными на них формообразующими элементами - профилями и сменными накладками, образуя изолированные камеры, связанные с системой подачи рабочей среды, периметры поперечного сечения центральной жесткой части оправки и эластичной технологической оболочки соответствуют внутреннему периметру поперечного сечения корпуса по всей его длине, а вдоль формообразующих элементов - профилей и сменных накладок - выполнены отверстия.

При поиске не было выявлено аналогов, содержащих сходные признаки с заявленными отличительными признаками как в совокупности, так и порознь с проявлением одинаковых технических свойств и достигаемых результатов. Таким образом, заявляемое техническое решение характеризуется новой совокупностью и взаимосвязью существенных признаков с проявлением новых технических свойств и результатов, не присущих аналогам, а значит, обладает новизной и изобретательским уровнем.

На фиг.1 представлена конструкция оправки для нанесения эластичного покрытия на внутреннюю поверхность корпуса, на фиг.2 - оправка с эластичной технологической оболочкой в разрезе, на фиг.3 - вид A фиг.2, на фиг.4 - вид Б фиг.1.

Оправка выполнена в виде центральной жесткой части с ребрами жесткости 1, к которым закреплены формообразующие профили 2 и формообразующие накладки 3, образуя изолированные камеры 4. В формообразующих профилях 2 и формообразующих накладках 3 выполнены отверстия 5. На оправку надета эластичная технологическая оболочка 6, на которую выкладывают ТЗП 7. Периметр поперечного сечения оправки задается формообразующими элементами - профилями 2 и сменными накладками 3. Периметр поперечного сечения оправки по всей длине соответствует периметру поперечного сечения эластичной технологической оболочки 6 и периметру внутренней поверхности поперечного сечения корпуса 8 по всей его длине. Изолированные камеры 4 через отверстия 5 объединены в общую пневмосистему подачи и откачивания рабочей среды. Полюсные отверстия корпуса 8.

Оправка работает следующим образом.

В центральной жесткой части оправки, разделенной ребрами жесткости 1 на изолированные камеры 4, объединенные в общую систему подачи рабочей среды через отверстия 5, создают вакуум в каждой камере 4 равномерно по всей длине оправки. При этом эластичная технологическая оболочка 6 принимает форму наружной поверхности оправки без складок и гофр за счет соответствия периметра поперечного сечения эластичной оболочки 6 периметру поперечного сечения оправки по всей ее длине. Далее на наружную поверхность 6 выкладывают ТЗП 7. На внутреннюю поверхность корпуса 8 и на наружную поверхность ТЗП 7 наносят клеевой состав. Затем через полюсные отверстия корпуса 8 вводят оправку с ТЗП 7 с последующей ее сосной фиксацией относительно корпуса 8. За счет того, что эластичная технологическая оболочка 6 с ТЗП 7 плотно охватывает формообразующие поверхности профилей 2 и накладок 3 оправки, обеспечивается ее проход через полюсные отверстия, в том числе малого диаметра, не нарушая целостность поверхности ТЗП 7. Далее производят герметизацию корпуса 8 и оправки с ТЗП 7. Затем вакуумируют полость между внутренней поверхностью корпуса 8 и ТЗП 7 с одновременной подачей давления в полости камер 4 оправки, при этом оболочка 6 расправляется, и за счет соответствия ее периметра внутреннему периметру корпуса по всей его длине, равномерно и плотно прижимается и приклеивается к поверхности корпуса 8 без складок, гофр и наплывов. Выдерживают под давлением для обеспечения более надежного приклеивания всей площади ТЗП 7 к внутренней поверхности корпуса 8. После чего давление в оправке сбрасывают. Через отверстия 5 оправки создают вакуум в каждой камере 4 равномерно по всей ее длине, при этом оболочка 6 принимает форму оправки. Оправку с оболочкой 6 выводят из полости корпуса 8 через полюсные отверстия. Накладки 3 выполнены сменными для применения оправки для нанесения ТЗП в корпусах с различными диаметрами полюсных отверстий 5 и различными периметрами поперечного сечения.

Использование предложенной оправки позволит по сравнению с прототипом повысить качество и надежность нанесения ТЗП, расширить технологические возможности применения оправки, повысить технологичность нанесения ТЗП.

Claims (1)

1. Оправка для нанесения эластичного покрытия на внутреннюю поверхность корпуса, состоящая из центральной жесткой части, эластичной технологической оболочки и системы подачи рабочей среды, отличающаяся тем, что центральная жесткая часть оправки выполнена с продольными ребрами жесткости с закрепленными на них формообразующими элементами - профилями и сменными накладками, образуя изолированные камеры, связанные с системой подачи рабочей среды, периметры поперечного сечения центральной жесткой части оправки и эластичной технологической оболочки соответствуют внутреннему периметру поперечного сечения корпуса по всей его длине, а вдоль формообразующих элементов - профилей и сменных накладок - выполнены отверстия.

Images