[发明专利]一种燃烧室筒段-封头绝热层一体化挤注成型系统及方法

说明书

本发明提供了一种燃烧室筒段‑封头绝热层一体化挤注成型系统及方法，包括底座、挤出机和燃烧室壳体，所述的燃烧室壳体为筒段‑封头整体结构，还包括过渡套、芯模、芯模转接法兰和支座，所述的挤出机、过渡套、芯模、燃烧室壳体、芯模转接法兰和支座从左至右依次同轴布设；该方法具体按照以下步骤进行：步骤一，准备阶段；步骤二，模‑壳对接阶段；步骤三，挤注成型阶段；步骤四，拆卸与后处理阶段。本发明基于挤注这种在民用领域成熟的工艺，在实现筒段‑封头绝热层一体化快速成型功能的同时，可大幅降低设备、工艺和模具等方面的成本，同时对绝热胶料体系的适应范围很广。

技术领域

本发明属于固体火箭领域，涉及发动机绝热层制造，具体涉及一种燃烧室筒段-封头绝热层一体化挤注成型系统及方法。

背景技术

随着固体火箭发动机或冲压发动机高性能化、低成本化的发展需求，对发动机热防护结构也提出了相应的要求。绝热层作为燃烧室的主要热防护结构，其耐烧蚀性能和质量可靠性对发动机工作可靠性有重要影响，而绝热层的制造工艺则是决定其质量可靠性的重要因素之一。

固体火箭或冲压发动机燃烧室为类似高压容器结构，其通常由薄壁管身和带小开口的椭圆球头(简称“封头”)构成，相应的绝热层也为“管身+封头”结构。目前燃烧室绝热层的制造工艺根据燃烧室壳体特征可大致分为复合材料壳体和金属壳体两类。对于复合材料壳体(主要为缠绕壳体)，其绝热层可以在芯模表面铺贴或缠绕生片，待壳体缠绕完成后共硫化；也可以待壳体缠绕完成后再贴绝热层。对于金属壳体，通常需在壳体加工完成后贴制绝热层。金属筒段与封头为分体结构时，通常需先通过手工铺贴、涂装、挤注或模压成型等工艺分别在筒段和封头上预制绝热层，之后再将其组装成整体。彭正贵等(CN 104552692A)发明了一种挤胀成型方法，可以实现细长燃烧室绝热层的精密成型，但需先将预制好的绝热层生片铺贴于燃烧室壳体内。彭正贵等(CN 109838321A)还发明了一种后封头绝热层成型方法，提出将抗冲刷绝热层、轻质绝热层等不同功能和材质的结构层预成型于金属封头上，该工艺可以保证封头绝热层的工作可靠性，但须通过多步骤的手工铺贴完成。

对于金属筒段与封头为整体结构时，目前只能通过手工铺贴或涂装工艺完成。郑光虎等(CN 107584771A)等通过“手工铺贴+气囊加压”的方法实现筒段-封头绝热层整体成型，但是须先另开模具预制内绝热层胶套。孙振兴等(CN 108000888A)发明了一种筒段与封头绝热层整体成型方法，但对绝热胶料流动性要求较高，须保证绝热胶料依靠重力自行流入模腔。然而此类绝热胶料往往纤维或填料含量较低，相应的耐烧蚀性能也欠佳。该方法对于本发明有一定启示。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种燃烧室筒段-封头绝热层一体化挤注成型系统及方法，解决现有技术中筒段与封头绝热层整体成型工艺难度大、效率低的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种燃烧室筒段-封头绝热层一体化挤注成型系统，包括底座、挤出机和燃烧室壳体，所述的燃烧室壳体为筒段-封头整体结构，还包括过渡套、芯模、芯模转接法兰和支座，所述的挤出机、过渡套、芯模、燃烧室壳体、芯模转接法兰和支座从左至右依次同轴布设；

所述的底座上铺设有滑轨，滑轨左端的底座上固定安装有挤出机，滑轨上从左至右依次安装有能够在滑轨上滑动的第一中心架、第二中心架和滑动底座，第一中心架支撑芯模，第二中心架支撑燃烧室壳体，滑动底座支撑支座；

所述的挤出机包括挤出筒，挤出筒左端顶部设置有料斗，挤出筒内安装有挤出螺杆，挤出筒的右端开放；

所述的芯模包括金属管身，金属管身的左端设置有左轴头，金属管身的右端设置有右轴头，所述的左轴头通过轴承安装在挤出螺杆的右端，所述的右轴头上沿着轴向开设有对接盲孔；所述的芯模的外径小于所述的燃烧室壳体的内径，所述的芯模的外型面与绝热层的设计内型面一致；金属管身的左部位置设置有芯模左法兰；芯模左法兰上设置有多个绝热胶料流动通道；