一种发动机隔热罩的成型方法与流程

本发明是一种发动机隔热罩的成型方法，该隔热罩用于燃气轮机排气装置、飞机发动机高压压气机和后机匣部位的隔热，属于发动机技术领域。

背景技术：

燃气轮机工作过程中产生的高温燃气，在通过动力涡轮进入发动机排气装置时仍然具有很高的温度，为了保障外部设备正常工作，也为了将剩余的热量尽可能的再循环利用，提高燃气轮机的工作效率，排气装置需要加装隔热罩。飞机发动机高压压气机和后机匣部位因为高温燃气带来的高温，需要隔热找来进行防护，国内目前采用的隔热罩是普通陶瓷隔热纤维毯通过纤维布包裹的方式，上述结构存在装配可控性差、抗振动效果差的缺点，应用过程中出现了过热的情况。

还有部分发动机隔热罩是采用氩弧焊成型工艺，此类工艺对板材厚度低于0.8mm的此类结构不适用，易变形且强度低。

技术实现要素：

本发明的目的正是针对现在技术存在的缺点而设计提供了一种发动机隔热罩的成型方法，其目的是使该隔热罩具有安装便捷、隔热效果好、抗振动等优点。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

该种发动机隔热罩的成型方法的技术内容是：

该隔热罩用于燃气轮机排气装置、飞机发动机高压压气机和后机匣的隔热，该隔热罩为环形，是由3～6块相同结构的圆弧形隔热件拼接而成，隔热件为六面体结构，由钣金件的连接构成，中间填充隔热材料，其特征在于：构成隔热件六面体结构的钣金件分为：构成六面体上、下部分的圆弧形的上Z型钣金件(1)、下Z型钣金件(2)，构成六面体内、外部分的圆弧形的内钣金件(3)、外钣金件(4)，构成六面体左、右部分的直线形的左Z型钣金件(5)、右Z型钣金件(6)，其中：

上Z型钣金件(1)的外环边缘上加工有向上的折边Ⅰ(7)用于与外钣金件(4)形成搭接，上Z型钣金件(1)的内环边缘上加工有向下的折边Ⅱ(8)用于与内钣金件(3)形成搭接，下Z型钣金件(2)的外环边缘上加工有向下的折边Ⅲ(9)用于与外钣金件(4)形成搭接，下Z型钣金件(2)的内环边缘上加工有向上的折边Ⅳ(10)用于与内钣金件(3)形成搭接；

左Z型钣金件(5)和右Z型钣金件(6)的外缘上加工有外翻的折边Ⅴ(11)用于与外钣金件(4)形成搭接，左Z型钣金件(5)和右Z型钣金件(6)的内缘上加工有内翻的折边Ⅵ(12)用于与内钣金件(3)形成搭接；

另外，在环形的隔热罩的圆弧面上加工有用于安装定位的插装孔(13)；

该隔热罩通过电阻焊焊接成型，成型方法的步骤如下：

步骤一、通过激光切割机下料，并在内钣金件(3)和外钣金件(4)相应位置切割出插装孔(13)，再通过冲压和折弯制备出上Z型钣金件(1)、下Z型钣金件(2)、左Z型钣金件(5)和右Z型钣金件(6)；

步骤二、在内钣金件(3)和外钣金件(4)的相应的插装孔(13)之间焊接一个用于增加强度的金属管，金属管壁厚一般为5mm左右，内外径根据实际安装要求选定，必要时可通过车床车削加工；焊接时，先将金属管一端焊接在内钣金件(3)上切割出的插装孔(13)处，将上Z型钣金件(1)的折边Ⅱ(8)与内钣金件(3)搭接在一起进行焊接，将下Z型钣金件(2)的折边Ⅳ(10)与内钣金件(3)搭接在一起进行焊接，将右Z型钣金件(6)的折边Ⅵ(12)与内钣金件(3)搭接在一起进行焊接，上述钣金件的折边均焊接在内钣金件(3)不与隔热材料接触的内侧面上；

步骤三、将裁剪好的隔热材料放入上述步骤二焊接好的框架内；

步骤四、将左Z型钣金件(5)的折边Ⅴ(11)与外钣金件(4)搭接在一起进行焊接，焊接面是外钣金件(4)不与隔热材料接触的外侧面，将上Z型钣金件(1)的折边Ⅰ(7)与外钣金件(4)搭接在一起进行焊接，将下Z型钣金件(2)的折边Ⅲ(9)与外钣金件(4)搭接在一起进行焊接，将右Z型钣金件(6)的折边Ⅴ(11)与外钣金件(4)搭接在一起进行焊接，焊接面是外钣金件(4)与隔热材料接触的内侧面，将左Z型钣金件(5)的折边Ⅵ(12)与内钣金件(3)搭接在一起进行焊接，焊接面是内钣金件(3)与隔热材料接触的外侧面；

步骤五、将金属管另一端焊接在外钣金件(4)上切割出的插装孔(13)处，将上Z型钣金件(1)、下Z型钣金件(2)与左Z型钣金件(5)、右Z型钣金件(6)之间的连接缝隙也通过焊接焊合。

当隔热罩的厚度大于10mm时，该厚度即是上Z型钣金件(1)的折边Ⅰ(7)与折边Ⅱ(8)之间的距离，上Z型钣金件(1)和下Z型钣金件(2)通过模具冲压成型，将带有相应弧度的Z型上、下模分别安装到液压机上，然后将切割好的圆弧形金属板放置到Z型下模上，以10～30mm的速度冲压下来，液压机吨位40吨以上；

当隔热罩的厚度小于10mm时，先通过折弯机在金属平板上弯折上Z型钣金件(1)、下Z型钣金件(2)的折边Ⅰ(7)和折边Ⅱ(8)、折边Ⅲ(9)和折边Ⅳ(10)，然后通过卷圆机逐步将直线Z型金属板滚压至圆弧形。

本发明技术方案的优点如下：

1.隔热罩安装时只需要将销钉通过安装空插件锁紧即可，安装便捷，保证隔热罩在外力作用时不移动；内隔热材料可以采用强度低但隔热性能高的气凝胶类，提高隔热效果；

2.隔热罩可以采用薄板成型，具有质量轻、力学强度高、不变形等优点，抗振动效果好；

3.通过调整外层的金属板和内隔热材料，可以满足不同耐温等级和隔热效果，适应不同型号的隔热需求。

附图说明：

图1为本发明所述隔热件的结构示意图

图2为本发明所述隔热件的上Z型钣金件(1)的结构和形状示意图

图3为本发明所述隔热件的下Z型钣金件(2)的结构和形状示意图

图4为本发明所述隔热件的左、右Z型钣金件(5)、(6)的结构和形状示意图

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明：

参见附图1～4所示，该隔热罩为环形，是由3块相同结构的圆弧形隔热件拼接而成，隔热件为六面体结构，由钣金件的连接构成，中间填充隔热材料，钣金件采用0.5mm耐高温合金薄板制成，隔热材料为陶瓷纤维毯，隔热罩的厚度为25mm，内环直径800mm,该隔热罩需要在600℃长期使用，冷面温度要求不超过300℃。

构成隔热件六面体结构的钣金件分为：构成六面体上、下部分的圆弧形的上Z型钣金件1、下Z型钣金件2，构成六面体内、外部分的圆弧形的内钣金件3、外钣金件4(未焊接前为平面结构)，构成六面体左、右部分的直线形的左Z型钣金件5、右Z型钣金件6，其中：

上Z型钣金件1的外环边缘上加工有向上的折边Ⅰ7用于与外钣金件4形成搭接，上Z型钣金件1的内环边缘上加工有向下的折边Ⅱ8用于与内钣金件3形成搭接，下Z型钣金件2的外环边缘上加工有向下的折边Ⅲ9用于与外钣金件4形成搭接，下Z型钣金件3的内环边缘上加工有向上的折边Ⅳ10用于与内钣金件3形成搭接；

左Z型钣金件5和右Z型钣金件6的外缘上加工有外翻的折边Ⅴ11用于与外钣金件4形成搭接，左Z型钣金件5和右Z型钣金件6的内缘上加工有内翻的折边Ⅵ12用于与内钣金件3形成搭接；

另外，在环形的隔热罩的圆弧面上加工有用于安装定位的插装孔13，每个隔热件上有3个插装孔13，相邻插装孔13的中心线的夹角为40度。

该隔热罩通过电阻焊焊接成型，成型方法的步骤如下：

步骤一、通过激光切割机下料，并在内钣金件3和外钣金件4相应位置切割出插装孔13，再通过冲压和折弯制备出上Z型钣金件1、下Z型钣金件2、、左Z型钣金件5和右Z型钣金件6；将内径30mm/外径40mm的金属管切割成高度24mm的圆柱形安装插件。

上Z型钣金件1和下Z型钣金件2模具冲压制备，冲压所用液压机吨位为40吨，左Z型钣金件5和右Z型钣金件6通过折弯机制备，折边的内弧R值为0.1mm，外弧R值为0.3mm；

步骤二、将安装孔插件焊接在内钣金件3的插装孔处，将上Z型钣金件1的折边Ⅱ8与内钣金件3搭接在一起进行焊接，将下Z型钣金件2的折边Ⅳ10与内钣金件3搭接在一起进行焊接，将右Z型钣金件6的折边Ⅵ12与内钣金件3搭接在一起进行焊接；

步骤三、将裁剪好的隔热材料放入上述步骤二焊接好的框架内；

步骤四、将左Z型钣金件5的折边Ⅴ11与外钣金件4搭接在一起进行焊接，将上Z型钣金件1的折边Ⅰ7与外钣金件4搭接在一起进行焊接，将下Z型钣金件2的折边Ⅲ9与外钣金件4搭接在一起进行焊接，将右Z型钣金件6的折边Ⅴ11与外钣金件4搭接在一起进行焊接，将左Z型钣金件5的折边Ⅵ12与内钣金件3搭接在一起进行焊接；

步骤五、将安装孔插件焊接在外钣金件4的插装孔处，将上Z型钣金件1、下Z型钣金件2与左Z型钣金件5、右Z型钣金件6之间的连接缝隙也通过焊接焊合。

测试通过上述步骤完成制备的隔热罩的隔热效果，将隔热罩安装在加热装置上，控制装置温度恒定在不同温度点，通过热电偶测试隔热罩的冷面温度，评价隔热效果。加热装置温度在93℃时的隔热罩冷面平衡温度42.3℃，204℃时的平衡温度66.5℃，316℃时的平衡温度86.9℃，427℃时的平衡温度116.9℃，538℃时的平衡温度138.6℃，649℃时的平衡温度187.9℃，其隔热效果优于原结构，满足使用要求，且在高振动使用条件下已经连续考核6000h，未发现超温、脱落或破损现象，该结构的隔热罩具备良好的隔热及抗振动性能。