[发明专利]一种固体火箭发动机绝热层自动化缠绕设备及其使用方法

说明书

一种固体火箭发动机绝热层自动化缠绕设备及其使用方法，属于橡胶缠绕成型技术领域。其中，芯模支撑装置用于支撑缠绕芯模；横向平移导轨支撑横移中继平台沿芯模轴线方向作水平横移运动；纵移中继平台沿横移中继平台上的纵向导轨进行纵向平移；旋转电机安装在纵移中继平台上，通过圆柱齿轮与旋转平台上的弧形齿条内啮合，驱动旋转平台沿弧形导轨绕旋转轴旋转；纠偏装置安装在缠绕敷设装置上；离型膜回收装置、缠绕敷设装置、胶带加热装置、保护膜回收装置、超声波切割装置、胶带盘支撑装置均安装在旋转平台上。本发明自动化程度高，安全可靠，能够减轻工人劳动强度，满足固体火箭发动机橡胶绝热层自动化缠绕工艺要求，提高橡胶绝热层缠绕的质量和效率。

技术领域

本发明涉及橡胶缠绕成型技术领域，特别涉及一种固体火箭发动机绝热层自动化缠绕设备及其使用方法。

背景技术

固体火箭发动机壳体一般采用三元乙丙橡胶绝热内层与复合材料缠绕外壳成型方法制造。目前，国内三元乙丙橡胶绝热层成型方法主要采用人工贴片方法，效率低、劳动强度大、质量稳定性差。以P120C为代表的欧洲新一代固体运载火箭发动机采用绝热层缠绕成型技术，不仅实现了绝热层自动化成型，大大提高了制造效率，而且大幅降低了绝热层密度，使绝热层质量得到了精确控制。国内固体火箭发动机绝热层自动化缠绕装备及缠绕工艺研究尚处于起步阶段，急需开展橡胶绝热层自动缠绕成型工艺与装备技术研究。

2008年，李海宁针对复合材料绝热层缠绕成型工艺的特点，研发了一种复合材料布带铺放缠绕机，提高了某型火箭筒复合材料缠绕制品质量。2009年，刘天提出了一种绝热层自动缠绕系统的设计方案，对缠绕系统的重要组成机构进行了结构分析和模态分析，并且对自动缠绕系统进行了实验验证，证明了绝热层缠绕成型工艺实现自动化的可行性。2017年，李天明等提出了一种固体火箭发动机内绝热层缠绕成型方法，这种方法应用数控缠绕技术将带有背衬纸的薄带状三元乙丙橡胶胶带加压缠绕在芯模上，实现了绝热层的多层无缝搭接和变厚度整体成型，提高了生产效率和质量可靠性，同时降低了绝热层重量和生产成本。张建宝等在专利“一种筒形构件铺带/缠绕一体化成型装置”(CN103722787A)中提出了一种用于大型复合材料筒形构件预浸带高效高质量的复合一体化成型的装置，采用自动铺带装置(用于0-60°铺层)与缠绕装置(用于90°铺层)按铺层设计交替进行，可以实现预浸带的切割、张力检测、加热、压实力控制和离型纸/膜收卷等功能。丁希仑等在专利“一种小型连续纤维缠绕/铺放一体化装置”(CN108327316A)中涉及了一种用于纤维缠绕的装置，可以实现小型凹面回转体零部件的纤维铺放，并实现缠绕张力，温度与压实力的控制。

在固体火箭发动机绝热层自动化缠绕成型过程中，不仅要满足缠绕工艺所需的缠绕压力，而且要满足自动化缠绕过程所需的缠绕张力。由于三元乙丙橡胶胶带抗拉能力差，受力产生变形甚至断裂，直接影响绝热层缠绕质量及自动化缠绕过程，因此，必须避免三元乙丙橡胶胶带直接承受自动化缠绕所需的缠绕张力。另外，固体火箭发动机绝热层三元乙丙橡胶材料一致性要求严格，必须避免缠绕胶带在成带、运输、储藏、缠绕成型过程中受到污染。此外，在固体火箭发动机绝热层缠绕成型过程中，通过加热三元乙丙橡胶胶带提高自粘性能，利用缠绕压辊提供的压力将胶带缠绕在芯模之上，因此，缠绕过程中需要相应的胶带加热装置及温度检测与控制系统。

现有的技术及方法不能满足固体火箭发动机橡胶绝热层自动化缠绕成型要求。

发明内容

本发明提供了一种固体火箭发动机绝热层自动化缠绕设备，用于完成固体火箭发动机筒段橡胶绝热层的自动化缠绕。

本发明采用的技术方案为：

一种固体火箭发动机绝热层自动化缠绕设备，包括芯模支撑装置1，芯模2，横向(X向)平移导轨3，横移(X向)中继平台4，纵移(Y向)中继平台5，弧形导轨6，旋转电机7，弧形齿条8，旋转平台9，旋转轴10，离型膜回收装置11，缠绕压辊12，缠绕敷设装置13，纠偏装置14，胶带位置检测器15，胶带加热装置16，保护膜回收装置17，超声波切割装置18，胶带导向轮19，双背衬胶带20，胶带盘21。