一种摆动喷管用异型波纹防热套、模具及成型方法技术

本发明专利技术公开了一种摆动喷管用异型波纹防热套、模具及成型方法，异型波纹防热套从上往下依次包括倾斜段、竖直段及波纹段，柔性接头的端部上端点抵在竖直段、下端点抵在波纹段的底端部，倾斜段包裹柔性接头的端部。解决了防热套在喷管摆动中产生的消极力矩，同时减少防护腻子使用进而减少喷管消极重量、异型波纹防热套工装模压问题，实现异型波纹防热套的一次成型。成型。成型。

【技术实现步骤摘要】
一种摆动喷管用异型波纹防热套、模具及成型方法


[0001]本专利技术属于固体火箭发动机摆动喷管零部件
，具体涉及一种摆动喷管用异型波纹防热套、模具及成型方法。

技术介绍

[0002]固体火箭发动机柔性喷管是一种良好的全轴摆动喷管，柔性喷管具有推力损失小，性能稳定，密封可靠，可潜入燃烧室等一系列优点，柔性摆动喷管的核心是柔性接头，柔性接头弹性件主要由橡胶材料构成，橡胶材料只能在一定温度范围内进行工作，柔性接头增强件通常采用金属件，金属件导热系数较高，因此在靠近燃气一侧需要进行热防护对柔性接头进行防护，通常柔性接头使用防热套进行热防护。
[0003]防热套设计准则一般为：喷管摆动时防热套展开长度能够满足喷管最大摆角伸长量要求；使用柔性材料，喷管摆动时可以自由延伸，防热套力矩较低；安装时防热套能够开孔，喷管工作时能够保证防热套内外气压平衡；防热套与柔性接头之间的空隙填充不硫化密封腻子，起抗烧蚀作用；防热套厚度根据发动机工作时间及防热套抗烧蚀、抗冲刷性能决定的。
[0004]针对防热套的工作条件及特点，目前使用三元乙丙橡胶作为原材料制作防热套，通常防热套在设计时尽量保证型面简单如图1所示，方便装料与出模，喷管摆动时通过橡胶自身伸长率保证摆角伸长量，但是对橡胶的伸长率要求较高，同时在一定程度上增加了喷管的摆动力矩。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对上述技术的缺陷，提供一种既能减少防热套自身受力、又能进一步减少喷管摆动力矩的异型波纹防热套、模具及成型方法。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供一种摆动喷管用异型波纹防热套，异型波纹防热套从上往下依次包括倾斜段、竖直段及波纹段，柔性接头的端部上端点抵在竖直段、下端点抵在波纹段的底端部，倾斜段包裹柔性接头的端部；波纹段长度L≥H/COSθ
‑
H，H为柔性接头高度，θ为喷管最大摆角。
[0007]进一步地，所述波纹段为一段波纹段，两端拐角分别为30
°
～45
°
和45
°
～60
°
。
[0008]进一步地，所述异型波纹防热套的壁厚δ＝R
L
×
T
×
n，且为等壁厚，R
L
为氧乙炔线烧蚀率、T为喷管工作时间、n为安全系数。
[0009]还提供一种制备上述所述摆动喷管用异型波纹防热套的模压成型模具，包括凸模组件、凹模、压紧套及合模环，凹模的型面与防异型波纹防热套的外型面相配合，连接螺钉将凸模组件与凹模连接；压紧套内撑在凸模组件的上端部，合模环内置在凹模与凸模组件之间。
[0010]进一步地，所述凸模组件为分瓣凸模，包括两块第一凸模和两块第二凸模，两块第一凸模和两块第二凸模呈对称交替布置；凹模采用一体化凹模。
[0011]最后还提供一种摆动喷管用异型波纹防热套的成型方法，采用上述所述的模压成型模具成型异型波纹防热套，具体过程为：将三元乙丙胶条依次紧贴凹模下部放置至波纹段；连接螺钉将凸模组件与凹模连接，连接螺钉施加预紧力后放入压紧套；转移至压力机上，施加压力后使用连接螺钉继续紧固凹模与凸模组件，同时将底部胶料压实；将胶条裁成小胶条填入模具型腔，每次加入小胶条后使用合模环将胶料压实，在硫化机上加热硫化得到制品。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术摆动喷管用异型波纹防热套、模具及成型方法，解决了防热套在喷管摆动中产生的消极力矩，同时减少防护腻子使用进而减少喷管消极重量、异型波纹防热套工装模压问题，实现异型波纹防热套的一次成型。
附图说明
[0013]图1为现有防热套结构示意图；
[0014]图2为本专利技术异型波纹防热套装配示意图；
[0015]图3为图2的异型波纹防热套结构示意图；
[0016]图4为模压成型模具结构示意图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进一步阐述。
[0018]如图2所示异型波纹防热套2的壁厚δ＝R
L
×
T
×
n，R
L
为氧乙炔线烧蚀率、T为喷管工作时间、n为安全系数；为保证型面相对简单，采用等壁厚设计。
[0019]如图3所示异型波纹防热套2从上往下依次包括倾斜段3、竖直段4及波纹段5，柔性接头1的端部上端点抵在竖直段4、下端点抵在波纹段5的底端部，倾斜段3包裹柔性接头1的端部。波纹段长度≥喷管最大摆角时橡胶伸长量，即波纹段长度(橡胶伸长量)L≥H/COSθ
‑
H，H为柔性接头高度，θ为喷管最大摆角；由于喷管摆动角度一般较小，为保证型面简单，采用一段波纹设计，两端拐角分别为30
°
～45
°
和45
°
～60
°
。
[0020]异型波纹防热套1成型采用模压成型，如图4所示模压成型模具包括凸模组件6(分瓣)、凹模8、压紧套9及合模环7。凸模组件6为分瓣凸模，包括两块第一凸模和两块第二凸模，两块第一凸模和两块第二凸模呈对称交替布置，分瓣凸模保证防热套波纹型面，方便防热套波纹段脱模，避免脱模时损伤；凹模8采用一体化设计，且凹模8的型面与防异型波纹防热套1的外型面相配合，保证防热套外型面尺寸，同时作为分瓣凸模的定位面，用于和分瓣凸模的连接固定，连接螺钉10将分瓣凸模与凹模8连接；压紧套9内撑在分瓣凸模的上端部，保证分瓣凸模内型面在同一圆上；内置在凹模8与分瓣凸模之间的合模环7，合模环7限制凸模组件6外型面分度圆，保证凸模组件6同分割前状态一致，合模环7作为加料辅助工装，将橡胶材料挤入模压成型模具，同时保证防热套上端型面。
[0021]异型波纹防热套成型时，清理模具，将三元乙丙胶条依次紧贴凹模下部放置至波纹段；使用连接螺钉将分瓣凸模与凹模连接，连接螺钉施加预紧力后放入压紧套，保证凸模内型面在同一圆上；将其转移至压力机上，施加压力后使用连接螺钉继续紧固凹模与凸模连接螺钉，同时将底部胶料压实。将胶条裁成小胶条填入模具型腔，每次加入小胶条后使用合模环将胶料压实，在硫化机上加热硫化得到制品。具体硫化为：冷压(1
‑
2MPa)3次后卸压，
升温至(90
±
5)℃保温30min后，排气3次加压至10MPa，继续升温至(120
±
5)℃排气2次，维持压力10MPa，继续升温至(155
±
5)℃，保温90min～92min，之后断电降温至室温出模。
[0022]利用该模具可实现异型波纹防热套生产，模压出来防热套与柔性接头有一定的适应性，喷管摆动时通过波纹结构及橡胶本身性能保证防热套的伸长量，减少防热套自身受力，进一步减少喷管的摆动力矩，同时减少防热套与柔性接头之间的型腔进一步减少不硫化腻子的填充，所用热防护腻子总重量减少1.7％，减少了喷管的消极重量。本专利技术摆动喷管用异型波纹防热套、模具及成型方法，解决了防热套在喷管摆动中产本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种摆动喷管用异型波纹防热套，其特征在于：异型波纹防热套(2)从上往下依次包括倾斜段(3)、竖直段(4)及波纹段(5)，柔性接头(1)的端部上端点抵在竖直段(4)、下端点抵在波纹段(5)的底端部，倾斜段(3)包裹柔性接头1的端部；波纹段长度L≥H/COSθ
–
H，H为柔性接头高度，θ为喷管最大摆角。2.根据权利要求1所述摆动喷管用异型波纹防热套，其特征在于：所述波纹段(5)为一段波纹段，两端拐角分别为30
°
～45
°
和45
°
～60
°
。3.根据权利要求1所述摆动喷管用异型波纹防热套，其特征在于：所述异型波纹防热套(2)的壁厚δ＝R
L
×
T
×
n，且为等壁厚，R
L
为氧乙炔线烧蚀率、T为喷管工作时间、n为安全系数。4.一种制备权利要求1所述摆动喷管用异型波纹防热套的模...

【专利技术属性】
技术研发人员：王付青云，杜利亚，龙小裕，陈祥，
申请(专利权)人：湖北三江航天江北机械工程有限公司，
类型：发明
国别省市：