基于某固體火箭發(fā)動機(jī)絕熱層的一種新型機(jī)械纏繞工藝

王中奇，楊濤

（內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)，呼和浩特010051）

1 引言

絕熱層的外部具有質(zhì)量輕、導(dǎo)熱性差、抗燒蝕能力強(qiáng)以及較高的柔韌性的特點，這些特點保證了絕熱層的性能。一方面，由于其導(dǎo)熱性差的特點可以保證殼體內(nèi)外的隔熱性，從而保護(hù)殼體不會由于溫度過高而導(dǎo)致強(qiáng)度降低；另一發(fā)面，在金屬殼體與內(nèi)襯層之間的絕熱層不僅將二者有機(jī)地連接到一起，并且可以起到緩沖應(yīng)力的作用，從而改變受力狀態(tài)，減小了二者之間由于溫差所造成的應(yīng)力改變。這樣的特點保證了在金屬外殼受熱或受力改變時，內(nèi)襯層的同步改變。所以說，絕熱層是固體火箭發(fā)動機(jī)成型工藝中，至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)[1]。

絕熱層成型技術(shù)作為目前國內(nèi)固體火箭發(fā)動機(jī)殼體絕熱層的主要成型技術(shù)，這種技術(shù)存在著諸多的弊端，諸如耗時耗力，成型周期長，同時在成型的過程中，由于是手工黏貼，會造成絕熱層的鼓包、凹坑、脫黏等精度低的缺點[2]，這將導(dǎo)致絕熱層在使用過程中出現(xiàn)厚度降低、熱保護(hù)能力下降以及黏貼強(qiáng)度變化等諸多問題[3]。

2 主要技術(shù)指標(biāo)

本文針對人工貼片的諸多不足，創(chuàng)新性地開發(fā)了一套機(jī)械貼片的設(shè)備，同時提出了一套全新的絕熱層纏繞工藝。

主要技術(shù)指標(biāo)剪刀撐機(jī)構(gòu)變徑范圍：

φ135.8～φ373.6mm（不含氣囊厚度），無級可調(diào)；

剪刀臂與X 軸夾角范圍：8°～55°，無級可調(diào)；

剪刀撐驅(qū)動軸額定轉(zhuǎn)矩：2.39N2m；

恒轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)剪刀撐驅(qū)動軸額定轉(zhuǎn)速：2000r/min；

無級可調(diào)剪刀撐左右旋螺母付導(dǎo)程：3mm；

剪刀撐機(jī)構(gòu)累積徑向偏差：±0.15mm；

殼體裝配行程：≤930mm；

殼體裝配軸向定位精度：≤±0.12mm；

氣囊裝置與殼體裝配裝置定位夾緊后同軸度偏差：≤±0.25。

工作開始時，氣囊裝置小端V 形定位氣缸上升，即6YA得電。將氣囊放在V 形定位機(jī)構(gòu)上，氣囊左端夾緊裝置得電，即氣囊裝置大端夾緊4YA 得電。

進(jìn)給氣缸即剪刀撐進(jìn)給伺服氣缸3YA 得電推動交流伺服電機(jī)向右移動，可漲聯(lián)軸器插入氣囊裝置左側(cè)輸入軸，手動鎖緊聯(lián)軸器螺釘后，交流伺服電機(jī)回轉(zhuǎn)，驅(qū)動剪刀撐機(jī)構(gòu)外擴(kuò)到設(shè)定徑向尺寸，同時1YA 得電氣囊充氣到設(shè)定氣壓。

關(guān)閉氣源，將氣囊裝置移動到絕熱層數(shù)控纏繞工位，同時殼體夾緊氣缸5YA 得電，將發(fā)動機(jī)殼體夾緊。纏繞完成后，伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)，剪叉式機(jī)構(gòu)直徑減小，同時7YA 得電，將氣囊抽真空，氣囊收縮到一定尺寸。

右側(cè)氣囊裝置V 形定位機(jī)構(gòu)即氣囊小端V 形定位機(jī)構(gòu)下移，手動可移動定心頂針并插入氣囊裝置右側(cè)的頂尖孔中。交流伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動，帶動發(fā)動機(jī)殼體向左移動到設(shè)定的軸向位置。

人工完成左右法蘭和拉桿的裝配。松開聯(lián)軸器，進(jìn)給氣缸后移，脫開動力輸入。松開氣囊裝置和殼體夾緊氣缸，殼體定位與裝配裝置后移，右側(cè)氣囊裝置V 形定位機(jī)構(gòu)6YA 得電上移，取掉可移動定心頂針。

上位機(jī)部分電腦操作界面采用世紀(jì)星組態(tài)軟件，世紀(jì)星組態(tài)軟件基本可以由兩部分組合而成，一部分為開發(fā)系統(tǒng)，另一部分為運行系統(tǒng)。開發(fā)系統(tǒng)和運行系統(tǒng)是各自獨立的32 位應(yīng)用世紀(jì)星組態(tài)軟件程序，兩者之間是一種相互依存又獨立的關(guān)系，每次在開發(fā)系統(tǒng)完成的工程項目只能到運行系統(tǒng)才可以運行，但是兩者又可以互相獨立地運行，完成各自的功能。

3 結(jié)論

世紀(jì)星中的開發(fā)系統(tǒng)是集多種功能于一身的開發(fā)環(huán)境，在開發(fā)系統(tǒng)中，設(shè)計者可以完成對工程項目圖形的繪制，變量庫中變量的定義以及圖形按鈕動畫的連接。在開發(fā)系統(tǒng)中，還有完善的圖形繪制工具，即實時曲線繪制，歷史曲線繪制等，同時還可以完成報警，安全管理等十分重要的功能。

運行系統(tǒng)是世紀(jì)星組軟件又一個十分重要的模塊，在運行系統(tǒng)中，可以顯示動畫圖形畫面，I/O 實時的數(shù)據(jù)通信，世紀(jì)星組態(tài)軟件可以將工廠中的實時數(shù)據(jù)同軟件內(nèi)的畫面有機(jī)地結(jié)合起來，并在圖像界面上生動地表達(dá)出來，與此同時起到實時監(jiān)控以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜蝿?wù)[4]。