固体冲压发动机补燃室的装配方法
【专利摘要】本发明公开了一种固体冲压发动机补燃室的装配方法。装配方法包括以下步骤：1)补燃室壳体孔径的均匀性保证及调圆；2)配车非金属件；3)喷管组件与补燃室后端密封性的保证；4)补燃室壳体与非金属件的组装粘接。本发明通过对补燃室壳体孔径的调圆及控制补燃室壳体与非金属层的装配间隙，保证了装配的设计要求，增加了操作的可行性，并且提高了补燃室的装配质量及效率。
【专利说明】固体冲压发动机补燃室的装配方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及固体火箭冲压发动机补燃室，具体指一种固体冲压发动机补燃室的装配方法。
【背景技术】
[0002]在固体火箭冲压发动机领域，推力是导弹飞行的动力来源，固态燃料燃烧产生喷流通过补燃室产生推力来推动导弹飞行。补燃室的机构主要包括:补燃室壳体、喷嘴组件、前端绝热层、后端绝热层、喷管组件和O型圈。喷嘴组件、前端绝热层、后端绝热层、喷管组件与补燃室壳体装配并用腻子填充间隙，能够承受住喷流产生的高温、高压从而产生推力，推动导弹飞行。
[0003]补燃室装配合格、结构稳定且密封性良好是补燃室正常工作的前提，提高补燃室的装配质量才能保证补燃室的正常工作。补燃室壳体为长薄壁金属圆筒，与非金属通过粘接装配组成补燃室。壳体与非金属件之间配合为间隙配合，间隙过大，补燃室无法密封，间隙过小或不均匀，装配难度大。设计要求指标为:后端绝热层外圆、喷管组件外圆与补燃室壳体后端位置处的平均内径尺寸单边间隙按O?0.40mm保证，前端绝热层外圆与壳体中端位置处的平均内径尺寸单边间隙按O?0.40mm保证，喷嘴组件外圆与壳体前端位置处的平均内径尺寸单边间隙按O?0.40mm保证。而实际装配时，由于补燃室壳体整体较长，若非金属与壳体局部间隙过小，装配时，非金属压配组装困难。若间隙过大，装配过程中局部密封较差，影响了整个补燃室的密封性。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种固体冲压发动机补燃室的装配方法，以保证补燃室的装配质量，使补燃室能正常的工作来推动火箭运行。
[0005]为实现上述目的，本发明的补燃室装配方法包括以下步骤:
[0006]I)补燃室壳体孔径的均匀性保证及调圆:补燃室壳体为长薄壁零件，且前后均带有法兰面，普通的机加无法加工，因此将补燃室壳体从前至后依次分成三段:前接头、中间圆筒及后接头，然后将三段组焊起来。为增加零件的强度和硬度，补燃室壳体需要进行热处理，为防止壳体在热处理中变形，热处理时在前接头法兰面焊接一个堵头，通过吊起堵头，使壳体竖直向下，这样能很有效的防止零件在热处理过程中产生变形；热处理完成后，再将堵头去掉。进行装配前，利用调圆工装对补燃室壳体三处进行调圆:a、前接头上与中间圆筒焊接处；b、中间圆筒的中间处；c、后接头上与中间圆筒焊接处。
[0007]2)配车非金属件:补燃室壳体需与非金属件喷管组件、后端绝热层、前端绝热层、喷嘴组件逐一进行装配，通过压力机对非金属件从前端向后端施压将非金属件组装到位。为保证非金属件在压配的过程中能顺利滑动，配车非金属件时，通过测量出补燃室壳体内径值，再根据补燃室壳体与非金属件的间隙计算出非金属件外径值，按计算值车加工非金属件外径，可以保证装配时补燃室壳体与非金属件之间有足够的间隙，避免出现装配过程中由于前端内径过小使非金属无法正常向后滑动而影响装配，保证装配的正常进行，具体控制如下:a、喷管组件与补燃室壳体后接头处的平均内径尺寸单边间隙、后端绝热层外圆与补燃室壳体中间圆筒处的平均内径尺寸单边间隙允许按0.30?0.40mm保证；b、前端绝热层外圆与补燃室壳体中间圆筒处的平均内径尺寸单边间隙允许按0.20?0.30mm保证；C、喷嘴组件外圆与补燃室壳体前接头处的平均内径尺寸单边间隙允许按0.05?0.20mm保证。
[0008]特别地，当补燃室壳体前接头处的平均内径尺寸为前接头、中间圆筒、后接头三处平均内径尺寸的最小平均内径尺寸时，喷管组件、后端绝热层外圆、前端绝热层外圆、喷嘴绝热层外圆与前接头处的平均内径尺寸单边间隙允许按0.05?0.1Omm保证。
[0009]3)喷管组件与补燃室后端密封性的保证:为保证补燃室整体的密封性，采用D03单组分室温硫化硅橡胶腻子，将O型圈固定在喷管绝热层密封槽内，以保证整个补燃室装配的密封性。
[0010]4)补燃室壳体与非金属件的组装粘接:补燃室壳体与非金属件之间为间隙配合，补燃室壳体与非金属件的配合面通过D03单组分室温硫化硅橡胶腻子填充密封，各非金属件之间的对接面同样通过D03单组分室温硫化硅橡胶腻子填充密封。由于补燃室整体尺寸偏长，装配时，各非金属件与补燃室壳体的配合面上以及各非金属件之间的对接面涂有D03单组分室温硫化硅橡胶腻子。按装配顺序依次将喷管组件、后端绝热层、前端绝热层、喷嘴组件逐一从前接头端装入补燃室壳体，使用压力机从前端向后端施压，通过D03单组分室温硫化硅橡胶腻子的润滑作用使非金属缓慢向下滑动直至最终压配到位，压配到位后保压一段时间至D03单组分室温硫化硅橡胶腻子固化，整个补燃室的粘接也就完成。
[0011]本发明的有益效果:
[0012]本发明的装配方法通过对补燃室壳体内径的调圆及控制补燃室壳体与非金属层的装配间隙，保证的装配的设计要求，增加了操作的可行性，并且提高了补燃室的装配质量及效率。
[0013]本发明提供的装配方法装配的补燃室经过多次地面试验考核，产品质量完全满足设计要求。本发明的装配方法不仅可以用于补燃室，还可以用于其他类似产品的装配。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为补燃室的结构示意图。
[0015]图2为喷管组件与补燃室壳体的装配结构示意图。
[0016]图3为喷嘴组件与补燃室壳体的装配结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和具体实例对本发明作进一步地详细说明，值得说明的是，以下实施例是对本发明的解释而不是对本发明的限制。
[0018]从图1可以看出，补燃室包括补燃室壳体1、喷嘴组件2、前端绝热层3、后端绝热层
4、喷管组件5和O型圈6。从图2可以看出，O型圈6通过D03单组分室温硫化硅橡胶腻子固定在喷管组件5的喷管绝热层501的密封槽内。从图3可以看出，喷嘴组件2设置有喷嘴绝热层201。
[0019]I)补燃室壳体I直径的均匀性保证及调圆:补燃室壳体I为长薄壁零件，且前后均带有法兰面，普通的机加无法加工，因此将补燃室壳体I从前至后依次分成三段:前接头101、中间圆筒103及后接头102，然后将三段组焊起来。前接头101、后接头102及中间圆筒103各段长度的划分没有严格的要求，但为方便计，一般前接头101的长度与喷嘴组件2的喷嘴绝热层201的长度相适应，后接头102的长度与喷管组件5的喷管绝热层501的长度相适应，中间圆筒103的长度与前端绝热层3和后端绝热层4的总长度相适应。为增加零件的强度和硬度，补燃室壳体I需要进行热处理，为防止补燃室壳体I在热处理中变形，热处理时在前接头101的法兰面焊接一个堵头，通过吊起堵头，使补燃室壳体I竖直向下，这样能很有效的防止零件在热处理过程中产生变形；热处理完成后，再将堵头去掉。进行装配前，利用调圆工装对补燃室壳体I的三处进行调圆:a、前接头101上与中间圆筒103的焊接处山、中间圆筒103的中间处；c、后接头102上与中间圆筒103的焊接处。
[0020]2)配车非金属件:补燃室壳体I需与非金属件喷管组件5、后端绝热层4、前端绝热层3、喷嘴组件2逐一进行装配。
[0021]所装配的非金属件在加工之前，先通过测量补燃室壳体I的直径来配车非金属件，具体要求为:a、喷管组件5与补燃室壳体I后接头102处的平均内径尺寸单边间隙、后端绝热层外圆4与补燃室壳体中间圆筒103处的平均内径尺寸单边间隙允许按0.30?0.40mm ;b、前端绝热层3的外圆与补燃室壳体I的中间圆筒103处的平均内径尺寸单边间隙允许按0.20?0.30mm保证；c、喷嘴组件2的外圆与前接头101处的平均内径尺寸单边间隙允许按0.05?0.20mm保证。
[0022]特别地:当补燃室壳体I的前接头101处的平均内径尺寸为前接头101、中间圆筒103、后接头102三处最小平均内径尺寸时，配车方法:喷管组件5、后端绝热层4、前端绝热层3、喷嘴绝热层2的外圆与前接头101处的平均内径尺寸单边间隙允许按0.05?0.1Omm保证。
[0023]这种间隙控制不仅能保证设计要求，而且能保证非金属件在整体装配的过程中不会出现因为局部间隙过小而使非金属件无法向后端移动的情况。
[0024]3)喷管组件5与补燃室壳体I后端密封性的保证:为保证补燃室整体的密封性，采用D03单组分室温硫化硅橡胶腻子，将O型圈6固定在喷管绝热层501密封槽内，以保证整个补燃室装配的密封性。
[0025]4)补燃室壳体I与非金属件的组装粘接:补燃室壳体I与非金属件之间的间隙通过D03单组分室温硫化硅橡胶腻子填充，该腻子主要起密封作用，另外在非金属件与补燃室壳体I进行压配的过程中，腻子也能起到一定的润滑作用。非金属件的装配是通过压力机竖直施压组装粘接到位的。装配时，固定补燃室壳体1，前接头101端朝上，整体呈竖直状态，按装配顺序依次将喷管组件5、后端绝热层4、前端绝热层3、喷嘴组件2逐一从前接头101端装入并用压力机竖直朝尾部对非金属件施压，以达到最终装配到位的目的，具体操作为:首先将喷管组件5与补燃室壳体I正对组装后，用压力机将喷管组件5压入补燃室壳体I的内部，之后将后端绝热层4与补燃室壳体I正对组装，并与喷管组件5对接，压力机对后端绝热层4施压，推动后端绝热层4向里滑动，并带动喷管组件5 —起向里滑动，然后再将前端绝热层3、与补燃室壳体I正对组装，并与后端绝热层4对接，压力机对前端绝热层3施压，按同样的方法，装入喷嘴组件2，最后将各非金属件压配到位。压配到位后保压一段时间至D03单组分室温硫化硅橡胶腻子固化，整个补燃室的粘接也就完成。装配前，各非金属件与补燃室壳体I的配合面上以及各非金属件之间的对接面需涂上D03单组分室温硫化硅橡胶腻子。
[0026]用上述方法对补燃室进行装配后，各项指标完全满足设计要求:整个补燃室组装粘接到位、且密封性好。
【权利要求】
1.一种固体冲压发动机补燃室的装配方法，其特征在于:包括以下步骤: 1)补燃室壳体孔径的均匀性保证及调圆:所述补燃室壳体从前至后由前接头、中间圆筒及后接头三段组焊起来；所述补燃室壳体热处理时在前接头法兰面焊接一个堵头，通过吊起堵头，使壳体竖直向下；装配前，利用调圆工装对补燃室壳体以下三处分别进行调圆:a、前接头上与中间圆筒焊接处；b、中间圆筒的中间处；c、后接头上与中间圆筒焊接处； 2)配车非金属件:所述非金属件分别为喷管组件、后端绝热层、前端绝热层、喷嘴组件；配车非金属件时，先测量出补燃室壳体内径值，再根据补燃室壳体与非金属件的间隙计算出各非金属件外径值，按计算值车加工各非金属件外径，保证装配的正常进行，具体控制如下:a、喷管组件与补燃室壳体后接头处的平均内径尺寸单边间隙、后端绝热层外圆与补燃室壳体中间圆筒处的平均内径尺寸单边间隙允许按0.30?0.40mm保证；b、前端绝热层外圆与补燃室壳体中间圆筒处的平均内径尺寸单边间隙允许按0.20?0.30mm保证；c、喷嘴绝热层外圆与补燃室壳体前接头处的平均内径尺寸单边间隙允许按0.05?0.20mm保证； 3)喷管组件与补燃室后端密封性的保证:装配前，采用D03单组分室温硫化硅橡胶，将O型圈固定在喷管绝热层密封槽内； 4)补燃室壳体与非金属件的组装粘接:装配时，固定补燃室壳体，前接头101端端朝上，竖直放置，并将各非金属件与补燃室壳体的配合面上以及各非金属件之间的对接面涂上D03单组分室温硫化硅橡胶腻子，然后按装配顺序依次将喷管组件、后端绝热层、前端绝热层、喷嘴组件逐一从前接头端装入补燃室壳体，使用压力机从前端向后端将各非金属件逐层压配，并保压至D03单组分室温硫化硅橡胶腻子固化，保证最终装配粘接到位。
2.根据权利要求1所述的固体冲压发动机补燃室的装配方法，其特征在于:所述步骤2)中补燃室壳体前接头处的平均内径尺寸为前接头、中间圆筒、后接头三处平均内径尺寸的最小值，喷管组件、后端绝热层外圆、前端绝热层外圆、喷嘴绝热层外圆与前接头处的平均内径尺寸单边间隙允许按0.05?0.1Omm保证。
【文档编号】F02K9/32GK104329186SQ201410481939
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2014年9月19日
【发明者】赵攀, 田丰华, 杨洋, 胡稳淼, 晏述亮, 余天雄 申请人:湖北三江航天江北机械工程有限公司