燃烧室组件及其成型方法技术

本发明专利技术为一种燃烧室组件及其成型方法。包括如下步骤：配件制备：制备用于组成燃烧室组件的前螺套、绝热层、喷管嵌套，将喷管嵌套和喷管模压形成一体结构的喷管组件；制备成型用到工具：芯棒，限位筒，平垫圈和螺母；装配：芯棒预热，将前螺套、绝热层和喷管组件套在芯棒上，定位得到芯模组件；壳体缠绕：将芯模组件固定在缠绕机上，采用复合材料布在芯模组件外侧进行缠绕；固化；成型；脱模；机加工：在燃烧室组件的前螺套内加工内螺纹。本发明专利技术利用复合材料纤维丝(布)缠绕，又利用金属件及复合材料纱线增加了燃烧室壳体两端变直径处的强度、刚度，同时成本低廉，结构简单，工艺性良好，适合批量生产。产。产。

【技术实现步骤摘要】
燃烧室组件及其成型方法


[0001]本专利技术属于火箭发动机燃烧室壳体领域，具体涉及一种燃烧室组件及其成型方法。

技术介绍

[0002]利用复合材料缠绕成型工艺技术制造火箭发动机燃烧室壳体具有重量轻、比强度高、耐疲劳、抗冲击、耐腐蚀和工艺性良好等优点，是固体火箭发动机领域的突破性创新，在军用及民用领域得到了广泛的应用。
[0003]然而目前复合材料缠绕壳体存在如下缺点：
[0004]复合材料缠绕成型壳体为了满足与发动机其他组件的连接关系同时防止发动机窜火，经常需要在两端车制螺纹，螺纹牙高小、强度低、易崩落、连接不可靠；
[0005]螺纹及退刀槽的车制容易破坏复合材料层与层之间的粘接力，削弱了燃烧室壳体强度，经常出现燃烧室壳体两端螺纹处被烧穿的现象，使用存在安全隐患。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种燃烧室组件成型方法，解决了现有复合材料缠绕成型燃烧室壳体存在的螺纹连接不可靠，壳体强度低等问题。
[0007]实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种燃烧室组件的成型方法，包括如下步骤：
[0008]步骤(1)：配件制备：制备用于组成燃烧室组件的前螺套、绝热层、喷管嵌套，将喷管嵌套和喷管模压形成一体结构的喷管组件；
[0009]制备成型用到工具：芯棒，限位筒，平垫圈和螺母，所述芯棒上加工有用于定位前螺套和喷管组件的台阶，芯棒一端设有与螺母配合的螺纹；
[0010]步骤(2)：装配：对芯棒进行预热，然后将前螺套、绝热层和喷管组件依次套在芯棒上，采用限位筒对末端的喷管组件进行定位，得到装配好的芯模组件；
[0011]步骤(3)：壳体缠绕：将步骤(2)装配好的芯模组件固定在缠绕机上，采用复合材料布在芯模组件外侧进行缠绕，缠绕后的燃烧室壳体半成品的外径尺寸大于燃烧室壳体外径尺寸；
[0012]步骤(4)：固化；
[0013]步骤(5)：成型：将燃烧室壳体半成品外表面和两端面机加工至成品尺寸并清除毛刺，飞边；
[0014]步骤(6)：脱模；
[0015]步骤(7)：机加工：在燃烧室组件的前螺套内加工内螺纹。
[0016]进一步的，步骤(1)中芯棒远离螺纹的一端加工有用于脱模的孔；
[0017]前螺套为沿芯棒的轴线方向的厚度从中间到两端逐渐变小的圆环；
[0018]绝热层为由三元乙丙橡胶卷制成的筒状。
[0019]进一步的，步骤(2)装配时，前螺套一端抵在芯棒的一个台阶处，绝热套前端抵在
前螺套的后端，喷管组件前端抵在芯棒的另一个台阶处，限位筒对喷管组件末端进行定位，平垫圈套接在芯棒上位于限位筒尾部的位置、并通过螺母(9)实现对限位筒的定位。
[0020]进一步的，步骤(2)中的“对芯棒进行预热”具体为：在50
‑
70℃下加热5
‑
20min；
[0021]装配绝热层前，在芯棒表面涂抹脱模剂。
[0022]进一步的，步骤(3)壳体缠绕时采用缠绕一层复合材料布、涂一层胶液的方式进行；
[0023]对于前螺套和喷管嵌套所在的位置，采用缠绕一层复合材料布、涂一层胶液并缠绕一层复合材料纱的方式进行，从而使得复合材料布的内型面与前螺套、喷管嵌套的外型面贴合并粘接牢固。
[0024]进一步的，所述复合材料布为玻璃纤维布或碳纤维布，所述复合材料纱为玻璃纤维纱或碳纤维纱。
[0025]一种燃烧室组件，包括燃烧室壳体，金属制前螺套，绝热层和金属制喷管嵌套；
[0026]燃烧室壳体为树脂基复合材料，前螺套嵌套在燃烧室壳体前部内周、且前螺套内周面加工有螺纹；喷管嵌套和喷管模压形成一体结构的喷管组件，喷管嵌套外周面嵌套在燃烧室壳体内周面；绝热层设置在前螺套和喷管嵌套之间的燃烧室壳体内表面内。
[0027]进一步的，步骤(1)制备的配件还包括：环状第一前固套、环状第二前固套、环状后固套、第一后半环和第二后半环；
[0028]步骤(5)在清除毛刺、飞边之后还包括如下步骤：依次将环状第一前固套、环状第二前固套、第一后半环、第二后半环和环状后固套与燃烧室壳体进行装配；
[0029]第一前固套和第二前固套装配在燃烧室壳体外周分别位于前螺套两侧的对应位置，第一后半环和第二后半环的形状和喷管嵌套外部凹槽相匹配，第一后半环和第二后半环放置在喷管嵌套外部凹槽后，在燃烧室壳体尾部外套接后固套，后固套，第一后半环或第二后半环，和燃烧室壳体通过周向螺钉装配。
[0030]一种燃烧室组件，包括燃烧室壳体，金属制前螺套，绝热层、金属制喷管嵌套、金属制环状第一前固套、金属制环状第二前固套、金属制环状后固套、金属制第一后半环和金属制第二后半环；
[0031]燃烧室壳体为树脂基复合材料，前螺套嵌套在燃烧室壳体前部内周、且前螺套内周面加工有螺纹；喷管嵌套和喷管模压形成一体结构的喷管组件，喷管嵌套外周面嵌套在燃烧室壳体内周面，绝热层设置在前螺套和喷管嵌套之间的燃烧室壳体内表面内；第一前固套和第二前固套装配在燃烧室壳体外周分别位于前螺套两侧的对应位置，第一后半环和第二后半环的形状和喷管嵌套外部凹槽相匹配，第一后半环和第二后半环放置在喷管嵌套外部凹槽后，在燃烧室壳体尾部外套接后固套，后固套，第一后半环或第二后半环，和燃烧室壳体通过周向螺钉装配。
[0032]一种燃烧室组件的成型方法，包括如下步骤：
[0033]步骤(1)：配件制备：制备用于组成燃烧室组件的前螺套、绝热层、后螺套；
[0034]制备成型用到工具：芯棒，限位筒，平垫圈和螺母，所述芯棒上加工有用于定位前螺套和后螺套的台阶，芯棒一端设有与螺母配合的螺纹；
[0035]步骤(2)：装配：对芯棒进行预热，然后将前螺套、绝热层和后螺套依次套在芯棒上，采用限位筒对末端的后螺套进行定位，得到装配好的芯模组件；
[0036]步骤(3)：壳体缠绕：将步骤(2)装配好的芯模组件固定在缠绕机上，采用复合材料布在芯模组件外侧进行缠绕，缠绕后的燃烧室壳体半成品的外径尺寸大于燃烧室壳体外径尺寸；
[0037]步骤(4)：固化；
[0038]步骤(5)：成型：将燃烧室壳体半成品外表面和两端面机加工至成品尺寸并清除毛刺，飞边；
[0039]步骤(6)：脱模；
[0040]步骤(7)：机加工：在燃烧室组件的前螺套和后螺套内加工内螺纹。
[0041]一种燃烧室组件，包括金属制前螺套、绝热层、金属制后螺套和燃烧室壳体；
[0042]燃烧室壳体为树脂基复合材料，前螺套嵌套在燃烧室壳体前部内周、且前螺套内周面加工有螺纹；后螺套嵌套在燃烧室壳体后部内周、且后螺套内周面加工有螺纹；绝热层设置在前螺套和后螺套之间的燃烧室壳体内表面内。
[0043]进一步的，步骤(1)制备的配件还包括：环状第一前固套、环状第二前固套、环状后固套、第一后半环和第二后半环；
[0044]步骤(5)在清除毛刺、飞边之后还包括如下步骤：依次将第一前固本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃烧室组件的成型方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤(1)：配件制备：制备用于组成燃烧室组件的前螺套(2)、绝热层(3)、喷管嵌套(4)，将喷管嵌套(4)和喷管(6)模压形成一体结构的喷管组件；制备成型用到工具：芯棒(1)，限位筒(7)，平垫圈(8)和螺母(9)，所述芯棒(1)上加工有用于定位前螺套(2)和喷管组件的台阶，芯棒(1)一端设有与螺母(9)配合的螺纹；步骤(2)：装配：对芯棒(1)进行预热，然后将前螺套(2)、绝热层(3)和喷管组件依次套在芯棒(1)上，采用限位筒(7)对末端的喷管组件进行定位，得到装配好的芯模组件；步骤(3)：壳体缠绕：将步骤(2)装配好的芯模组件固定在缠绕机上，采用复合材料布在芯模组件外侧进行缠绕，缠绕后的燃烧室壳体半成品的外径尺寸大于燃烧室壳体外径尺寸；步骤(4)：固化；步骤(5)：成型：将燃烧室壳体半成品外表面和两端面机加工至成品尺寸并清除毛刺，飞边；步骤(6)：脱模；步骤(7)：机加工：在燃烧室组件的前螺套(2)内加工内螺纹。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中芯棒(1)远离螺纹的一端加工有用于脱模的孔；前螺套(2)为沿芯棒的轴线方向的厚度从中间到两端逐渐变小的圆环；绝热层(3)为由三元乙丙橡胶卷制成的筒状。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)装配时，前螺套(2)一端抵在芯棒(1)的一个台阶处，绝热套(3)前端抵在前螺套(2)的后端，喷管组件前端抵在芯棒(1)的另一个台阶处，限位筒(7)对喷管组件末端进行定位，平垫圈(8)套接在芯棒上位于限位筒(7)尾部的位置、并通过螺母(9)实现对限位筒(7)的定位。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(2)中的“对芯棒(1)进行预热”具体为：在50
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70℃下加热5
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20min；装配绝热层(3)前，在芯棒(1)表面涂抹脱模剂。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(3)壳体缠绕时采用缠绕一层复合材料布、涂一层胶液的方式进行；对于前螺套(2)和喷管嵌套(4)所在的位置，采用缠绕一层复合材料布、涂一层胶液并缠绕一层复合材料纱(17)的方式进行，从而使得复合材料布的内型面与前螺套(2)、喷管嵌套(4)的外型面贴合并粘接牢固。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述复合材料布为玻璃纤维布或碳纤维布，所述复合材料纱(17)为玻璃纤维纱或碳纤维纱。7.一种燃烧室组件，其特征在于，包括燃烧室壳体(5)，金属制前螺套(2)，绝热层(3)和金属制喷管嵌套(4)；燃烧室壳体(5)为树脂基复合材料，前螺套(2)嵌套在燃烧室壳体(5)前部内周、且前螺套(2)内周面加工有螺纹；喷管嵌套(4)和喷管(6)模压形成一体结构的喷管组件，喷管嵌套(4)外周面嵌套在燃烧室壳体(5)内周面；绝热层(3)设置在前螺套和喷管嵌套之间的燃烧室壳体内表面内。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)制备的配件还包括：环状第一前固套(10)、环状第二前固套(11)、环状后固套(12)、第一后半环(13)和第二后半环(14)；步骤(5)在清除毛刺、飞边之后还包括如下步骤：依次将环状第一前固套(10)、环状第二前固套(11)、第一后半环(13)、第二后半环(14)和环状后固套(12)与燃烧室壳体进行装配；第一前固套(10)和第二前固套(11)装配在燃烧室壳体外周分别位于前螺套(2)两侧的对应位置，第一后半环(13)和第二后半环(14)的形状和喷管嵌套(4)外部凹槽相匹配，第一后半环(13)和第二后半环(14)放置在喷管嵌套(4)外部凹槽后，在燃烧室壳体尾部外套接后固套(12)，后固套(12)，第一后半环(13)或第二后半环(14)，和燃烧室壳体通过周向螺钉装配。9.一种燃烧室组件，其特征在于，包括燃烧室壳体(5)，金属制前螺套(2)，绝热层(3)、金属制喷管嵌套(4)、金属制环状第一前固套(10)、金属制环状第二前固套(11)、金属制环状后固套(12)、金属制第一后半环(13)和金属制第二后半环(14)；燃烧室壳体(...

【专利技术属性】
技术研发人员：段佳宁，封锋，李丹丹，
申请(专利权)人：南京理邦特种装备有限公司，
类型：发明
国别省市：