基于某固體火箭發動機絕熱層的一種新型機械纏繞工藝

王中奇，楊濤

（內蒙古工業大學，呼和浩特010051）

1 引言

絕熱層的外部具有質量輕、導熱性差、抗燒蝕能力強以及較高的柔韌性的特點，這些特點保證了絕熱層的性能。一方面，由于其導熱性差的特點可以保證殼體內外的隔熱性，從而保護殼體不會由于溫度過高而導致強度降低；另一發面，在金屬殼體與內襯層之間的絕熱層不僅將二者有機地連接到一起，并且可以起到緩沖應力的作用，從而改變受力狀態，減小了二者之間由于溫差所造成的應力改變。這樣的特點保證了在金屬外殼受熱或受力改變時，內襯層的同步改變。所以說，絕熱層是固體火箭發動機成型工藝中，至關重要的一個環節[1]。

絕熱層成型技術作為目前國內固體火箭發動機殼體絕熱層的主要成型技術，這種技術存在著諸多的弊端，諸如耗時耗力，成型周期長，同時在成型的過程中，由于是手工黏貼，會造成絕熱層的鼓包、凹坑、脫黏等精度低的缺點[2]，這將導致絕熱層在使用過程中出現厚度降低、熱保護能力下降以及黏貼強度變化等諸多問題[3]。

2 主要技術指標

本文針對人工貼片的諸多不足，創新性地開發了一套機械貼片的設備，同時提出了一套全新的絕熱層纏繞工藝。

主要技術指標剪刀撐機構變徑范圍：

φ135.8～φ373.6mm（不含氣囊厚度），無級可調；

剪刀臂與X 軸夾角范圍：8°～55°，無級可調；

剪刀撐驅動軸額定轉矩：2.39N2m；

恒轉矩調節剪刀撐驅動軸額定轉速：2000r/min；

無級可調剪刀撐左右旋螺母付導程：3mm；

剪刀撐機構累積徑向偏差：±0.15mm；

殼體裝配行程：≤930mm；

殼體裝配軸向定位精度：≤±0.12mm；

氣囊裝置與殼體裝配裝置定位夾緊后同軸度偏差：≤±0.25。

工作開始時，氣囊裝置小端V 形定位氣缸上升，即6YA得電。將氣囊放在V 形定位機構上，氣囊左端夾緊裝置得電，即氣囊裝置大端夾緊4YA 得電。

進給氣缸即剪刀撐進給伺服氣缸3YA 得電推動交流伺服電機向右移動，可漲聯軸器插入氣囊裝置左側輸入軸，手動鎖緊聯軸器螺釘后，交流伺服電機回轉，驅動剪刀撐機構外擴到設定徑向尺寸，同時1YA 得電氣囊充氣到設定氣壓。

關閉氣源，將氣囊裝置移動到絕熱層數控纏繞工位，同時殼體夾緊氣缸5YA 得電，將發動機殼體夾緊。纏繞完成后，伺服電機反轉，剪叉式機構直徑減小，同時7YA 得電，將氣囊抽真空，氣囊收縮到一定尺寸。

右側氣囊裝置V 形定位機構即氣囊小端V 形定位機構下移，手動可移動定心頂針并插入氣囊裝置右側的頂尖孔中。交流伺服電機轉動，帶動發動機殼體向左移動到設定的軸向位置。

人工完成左右法蘭和拉桿的裝配。松開聯軸器，進給氣缸后移，脫開動力輸入。松開氣囊裝置和殼體夾緊氣缸，殼體定位與裝配裝置后移，右側氣囊裝置V 形定位機構6YA 得電上移，取掉可移動定心頂針。

上位機部分電腦操作界面采用世紀星組態軟件，世紀星組態軟件基本可以由兩部分組合而成，一部分為開發系統，另一部分為運行系統。開發系統和運行系統是各自獨立的32 位應用世紀星組態軟件程序，兩者之間是一種相互依存又獨立的關系，每次在開發系統完成的工程項目只能到運行系統才可以運行，但是兩者又可以互相獨立地運行，完成各自的功能。

3 結論

世紀星中的開發系統是集多種功能于一身的開發環境，在開發系統中，設計者可以完成對工程項目圖形的繪制，變量庫中變量的定義以及圖形按鈕動畫的連接。在開發系統中，還有完善的圖形繪制工具，即實時曲線繪制，歷史曲線繪制等，同時還可以完成報警，安全管理等十分重要的功能。

運行系統是世紀星組軟件又一個十分重要的模塊，在運行系統中，可以顯示動畫圖形畫面，I/O 實時的數據通信，世紀星組態軟件可以將工廠中的實時數據同軟件內的畫面有機地結合起來，并在圖像界面上生動地表達出來，與此同時起到實時監控以及數據傳輸的任務[4]。