圓筒狀工件外包柔性隔熱材料的定型方法及包覆裝置的制造方法
【技術領域】
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[0001]本發(fā)明屬于熱防護技術領域，尤其涉及一種柔性隔熱材料的定型方法及包覆裝置，具體為圓筒狀燃燒室用柔性隔熱材料的定型方法及包覆裝置。
【背景技術】
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[0002]沖壓發(fā)動機在工作時，燃燒室外壁的溫度高達2000?2300K，為了保護發(fā)動機金屬殼體及其周邊的電子設備，同時減少熱量的散耗及其帶來的明顯的紅外信號特征，燃燒室外壁需要采取防熱措施，目前采用包覆耐高溫柔性隔熱材料的方式進行熱防護，包覆耐高溫柔性隔熱材料的圓筒狀燃燒室需要套裝到圓筒狀的金屬殼體內部進行組裝。
[0003]由于圓筒狀燃燒室長度在I?2米，這在套裝過程中就對柔性隔熱材料的外形尺寸提出了很高的要求，要求在公稱直徑在400?500mm時，尺寸偏差為±0.3mm。又由于柔性隔熱材料本身具有較大的可壓縮性及回彈性，其外形尺寸本身無法精確到位，必須借助于外部約束來實現(xiàn)對柔性隔熱材料的精確定型。現(xiàn)有圓筒狀工件的柔性隔熱材料定型方法主要有兩種，一種是工件外沒有殼體并且對隔熱材料的外形尺寸精度要求不高，通常是采用無機纖維膠帶、繩或布進行纏繞固定和定型。另外一種是工件外有殼體，工件與殼體先預裝好之后再向兩者之間的縫隙填充隔熱材料，最終依靠外部殼體進行定型。而對于上述將包覆了柔性隔熱材料的燃燒室和殼體進行組裝的情況，如何實現(xiàn)柔性隔熱材料的定型精度目前尚無相關的方法及包覆裝置。

【發(fā)明內容】

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[0004]為了解決圓筒狀燃燒室外柔性隔熱材料的定型，我們提供一種圓筒工件外包柔性隔熱材料的定型方法及包覆裝置，以解決柔性材料在圓筒件外形成精確尺寸定型的問題。其中定型方法是采用膠帶在結合工件旋轉運動和自身直線運動的基礎上，對柔性材料進行包裹定型，采用的專用包覆裝置能夠控制柔性材料制品的外形尺寸精度，滿足套裝要求。
[0005]本發(fā)明一方面所提供的一種圓筒狀工件外包柔性隔熱材料的定型方法，包括以下幾方面操作:
[0006]I)將包裹有柔性隔熱材料的圓筒狀燃燒室工件套裝到一回轉機構上，以一定的速度旋轉；
[0007]2)設置一膠帶輸送機構，以一定的直線速度沿工件的軸線方向移動，同時以跟進的旋轉速度不斷地向外輸送膠帶，沿工件旋轉的切線方向，連續(xù)地纏繞工件表面；
[0008]3)設置一滾壓輪，始終位于所述膠帶輸送機構膠帶運行方向的后方，以不大于膠帶輸送機構移動的速度與膠帶輸送機構同方向移動；并且將膠帶壓入工件與滾壓輪間，滾壓輪的軸心與工件的軸心距根據工件需要的外徑尺寸決定；
[0009]包覆工件時，工件的旋轉運動、膠帶輸送機構相對工件軸向的直線運動以及膠帶的切向輸入運動、滾壓輪的直線運動以及旋轉滾壓運動，這幾方面動作同時進行，在空間上形成一個由膠帶形成的圓柱螺旋包覆線，將柔性隔熱材料定型。
[0010]進一步講，工作起始時，所述膠帶輸送機構和滾壓輪可以位于工件的任何橫截面。
[0011]進一步講，還設置一位移傳感器和磁流變旋轉阻尼器，所述位移傳感器檢測膠帶包覆層距傳感器的距離，以確定膠帶纏繞半徑，所述磁流變旋轉阻尼器檢測膠帶輸送機構的輸出扭矩，檢測數(shù)據實時向控制機構反饋，所述控制機構控制所述膠帶輸送機構和滾壓輪的徑向位移、膠帶的輸送速度。
[0012]進一步講，所述膠帶為聚合物膠帶或玻璃纖維布膠帶之一。
[0013]進一步講，所述柔性隔熱材料為無機纖維制成的紙、毯或氈，無機纖維的材質包括氧化鋁纖維或氧化鋯纖維、碳纖維、硅酸鋁纖維、莫來石纖維。
[0014]本發(fā)明另一目的，在于提供上述定型方法的包覆裝置，以控制柔性隔熱材料制品的尺寸精度。所述包覆裝置包括一機座，機座上固定有變頻減速電機、移動導軌、工件夾持及回轉機構；所述變頻減速電機的輸出軸上連接有絲杠，所述絲杠上穿設有移動座，所述移動座同時滑設在所述移動導軌上，所述移動座上安裝有膠帶輸送機構和滾輪執(zhí)行機構，所述膠帶輸送機構將膠帶纏繞在工件表面，所述滾輪執(zhí)行機構驅動連接滾壓輪，所述滾壓輪壓設在工件表面，將膠帶壓入在工件與滾壓輪之間；所述變頻減速電機的輸出軸同時通過齒輪組帶動工件夾持及回轉機構旋轉，所述工件夾持在工件夾持及回轉機構上。
[0015]進一步講，所述膠帶輸送機構包括有磁流變旋轉阻尼器、膠帶輪，所述磁流變旋轉阻尼器驅動連接膠帶輪，所述膠帶輪上套接膠帶，所述膠帶的端部粘接在工件表面。
[0016]所述滾輪執(zhí)行機構在移動座上的位置可調，以此調整滾壓輪與工件間的軸心距。
[0017]所述工件夾持及回轉機構設置在所述工件的兩端部；所述齒輪組套接在所述工件夾持及回轉機構的回轉輪上。
[0018]裝置還包括一位移傳感器，所述位移傳感器置于滾壓輪之后，測量纏繞后的膠帶距工件軸心的距離。
[0019]本發(fā)明提供的柔性隔熱材料定型方法是采用膠帶定型的方法，即將工件旋轉，膠帶沿工件旋轉方向切向送入，并以相應速度作直線運動，兩個運動疊加，在空間上形成一個由膠帶形成的圓柱螺旋線，將柔性隔熱材料定型。同時輔以滾壓輪壓粘，柔性隔熱材料制品的外形尺寸由滾壓輪和磁流變旋轉阻尼器控制，根據位移傳感器的反饋值，同時調節(jié)磁流變旋轉阻尼器的輸出扭矩和滾壓輪的半徑位置，來實現(xiàn)柔性隔熱材料制品的外形尺寸的精確控制。采用以上方法對沖壓發(fā)動機圓筒狀燃燒室外壁柔性隔熱材料進行了多次包覆施工，證明可行。
【附圖說明】
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[0020]圖1為本發(fā)明包覆裝置的結構簡圖；
[0021]圖2A為本發(fā)明方法的工藝原理簡圖；
[0022]圖2B為圖2A的側視圖。
【具體實施方式】
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[0023]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明方法和裝置進行詳細說明，但本發(fā)明并不限于所例舉的方法和裝置，其中的局部改進和等同替換，只要是在不違背本發(fā)明技術方案基礎上做出的，都應視為在本發(fā)明的技術方案范圍內，理應受到本發(fā)明的保護。
[0024]本發(fā)明提供的圓筒狀工件外包柔性隔熱材料定型方法是采用膠帶纏繞的方式將柔性隔熱材料定型，即將工件旋轉，膠帶沿工件旋轉軸方向切向送入，并以相應速度作直線運動，兩個運動疊加，在空間上形成一個由膠帶形成的圓柱螺旋線，將柔性隔熱材料定型。其中，所用膠帶為聚合物膠帶或玻璃纖維布膠帶。
[0025]為了能夠更準確清楚地描述本定型方法，首先結合所采用的包覆裝置進行介紹將使本發(fā)明更容易被理解。
[0026]如圖1所示，該包覆裝置包括機座1、變頻減速電機2、絲杠3、移動導軌4、移動座5、滾輪執(zhí)行機構6、滾壓輪61、磁流變旋轉阻尼器71、膠帶輪72、膠帶73、位移傳感器8、工件夾持及回轉機構9、齒輪組10，工件11是包覆裝置的執(zhí)行對象。
[0027]變頻減速電機2、移動導軌4、絲杠座都固定在機座I上，絲杠3架于絲杠座上，端部連接在變頻減速電機2輸出軸上，在變頻減速電機2輸出軸上同時套設著齒輪組10。移動座5用絲母和滾珠滑塊分別與絲杠3和移動導軌4相連，使之能在移動導軌上移動，在移動座上分別固接膠帶輸送機構(含磁流變旋轉阻尼器71、膠帶輪72、膠帶73)，滾輪執(zhí)行機構6和位移傳感器8 (如圖2A)。工件11是初包裹有柔性隔熱材料的燃燒筒，由工件夾持及回轉機構9支撐。工件夾持及回轉機構9包括一可連接支撐夾的四爪夾盤、手輪和齒輪，可以手動也可以電動，帶動工件旋轉。手動由手輪執(zhí)彳丁，電動動力則由變頻減速電機2通過齒輪組10、工件夾持及回轉機構9傳至工件。
[0028]當變頻減速電機2啟動時，帶動絲杠3轉動，通過絲母帶動移動座5在移動導軌4上移動，同時通過齒輪組10嚙合，帶動工件夾持及回轉機構9旋轉，進而帶動工件11旋轉。
[0029]將膠帶73纏繞在膠帶輪72上，膠帶輪72支撐在移動座5上，并由含磁流變旋轉阻尼器71驅動，膠帶73的端部沿工件旋轉的切線方向送入并粘結在柔性隔熱材料外層，在工件旋轉時拉拽膠帶不斷送出，在工件旋轉的同時，膠帶隨著移動座5沿著絲杠軸向運動，在工件旋轉運動與膠帶直線運動的結合下，形成膠帶在工件表面的螺旋式纏繞狀態(tài)。進一步講，在工件外表面與工件同軸向設置滾壓輪61，滾壓輪61下表面壓住膠帶，使膠帶貼附于工件表面，更增強膠帶的拉出能力，滾壓輪61由滾輪執(zhí)行機構6帶動旋轉，并且滾輪執(zhí)行機構6也安裝在移動座5上，與膠帶同速向前移動。滾輪執(zhí)行機構6在移動座5上的位置可調，以此調整滾壓輪與工件間的軸心距，這直接影響工件外徑尺寸的大小。隨著工件的旋轉，膠帶不斷送出，膠帶在與工件的粘結摩擦力和磁流變旋轉阻尼器71的作用下產生張力，此時，滾壓輪下的滾壓點隨著工件旋轉和移動座的軸向移動產生兩個相互垂直的速度疊加，即在外圓柱面上形成一螺旋線，此螺旋線即為膠帶包覆運行軌跡，適當調整滾壓輪的位置和旋轉阻尼器的扭矩(即調整膠帶張力)，就能控制被包覆工件外圓的直徑。