double arrow

Особенности технологии изготовления корпусов отсеков.

Технологические процессы изготовления узлов и деталей ракет.

Основные материалы и типы заготовок применяемых для изготовления деталей.

Современные ракеты представляют собой сложные устройства работающие при воздействии на них больших температур и нагрузок. Существенное влияние на технологичность изготовления оказывают не только принятые конструктивные решения, но и марки применяемых материалов, а также технологические процессы изготовления элементов конструкции.

В зависимости от назначения детали и узлы изделий изготавливают из различных марок материала и типов заготовок. Желательно чтобы заготовки по своей форме приближались к форме готовой детали и требовали минимальной механической обработки.

Существующие методы литья позволяют обеспечить высокие показатели по использованию материала. Наиболее часто применяются такие методы литья как: литьё по выплавляемым моделям, литьё в кокиль и литьё под давлением. Коэффициент использования материала при применении этих методов литья приближается к 0,65.

Основными марками материалов, применяемыми при литьё различными методами, являются: - стали 10Х18Н9БЛ, ВНЛ-3, 08Х14Н5М2ДЛ;

- алюминиевые сплавы Ал-2, Ал-9, ВАЛ-14;

- магниевый сплав МЛ-5

Применение деталей из заготовок, получаемых горячей штамповкой, позволяет обеспечить (коэффициент использования материала) Ким=0,6. Горячей штамповкой получают детали из следующих материалов:

- титановых сплавов ВТ-20, ОТ-4;

- нержавеющей стали 12Х18Н10Т;

- алюминиевых сплавов АК4-1Т.

Все указанные материалы освоены промышленностью и не требуют разработки специальных технологических процессов их обработки.

Наряду с рациональными заготовками широко применяются заготовки получаемые из стандартных профилей: листов, прутков круглых и шестигранных, труб и др.

Механическая обработка заготовок, в зависимости от конструкции детали или узла, осуществляется на универсальных станках, агрегатных (специализированных) или станках с ЧПУ.

 

Особенности технологии изготовления корпусов отсеков.

 

Корпус ракеты служит для размещения в нем оборудования, топлива, целевого груза, определяемого назначением ракеты и для расположения двигательной установки, являющейся, как правило, основным несущим элементом корпуса. В силовом отношении корпус является базой – опорой для крепления поверхностей и органов управления, различного оборудования.

Как правило, корпус ракеты состоит из ряда функциональных отсеков, стыковка которых между собой может производиться различными способами. Конструкция отсеков определяется необходимостью размещения в них требующегося для ракеты различного вида оборудования, обеспечивающего нормальную работу ракеты при минимально возможном весе конструкции и обеспечением максимально возможной прочности.

Наиболее часто применяется сварная конструкция корпусов отсеков различного функционального назначения. В зависимости от типа изделия конструкции отсеков одного и того же назначения могут существенно отличаться друг от друга.

На рис.3.1 и Рис. 3..3 представлен различные конструктивные решения сварного варианта приборного отсека.

 

Рис.3.1.

 

 

Корпус отсека Рис.3.1 состоит из обечайки (1), колец (2, 3 и 4) соединённых между собой контактной точечной сваркой. Кольца изготовлены из листового титанового сплава ОТ4, как и обечайка. Отличие заключается в том, что кольца разрезные, а обечайка сварная Рис.3.2. Длина развёртки обечайки (периметр) изготавливают с отклонением от номинального размера 0,1мм. и с припуском 2 мм. по длине. Гибку листовой заготовки осуществляют на трёх валковом гибочном станке. Обечайку сваривают аргонодуговой сваркой с последующим контролем качества сварного шва. Для обеспечения требуемой точности диаметра обечайки она подвергается термокалибровке и последующей механической обработке торцевых поверхностей. Биение торцевой поверхности не должно превышать 0,05 мм.

С внутренней стороны обечайки сварной шов, перед установкой разрезных колец (2 и 4), зачищается на ширину этих колец заподлицо с внутренним диаметром.

 

 

Рис.3.2

 

После приварки разрезных колец производится механическая обработка торцевых и посадочных поверхностей, а также отверстий под окантовку лучков и сверление отверстий под крепёж на станке с числовым программным управлением. Остальные элементы, такие как окантовки (6) кронштейны (5), шпангоут (7) и втулки (8) приваривают контактной точечной сваркой.

 
 

На Рис.3.3 приведена конструкция приборного отсека изготовленного несколько

Рис.3.3

 

другим способом. Отличительной особенностью является замена разрезных колец шпангоутами (2 и 3) изготовленными из листового титанового сплава ОТ4. и после гибки сваренными аргонодуговой сваркой. После сварки кольцевые заготовки подвергаются механической обработке в результате которой они приобретают форму приведённую на Рис.3.3. (б,в). В процессе механической обработки точность изготовления сопрягаемых и посадочных поверхностей обечайки достигается более высокая, чем в первом случае. Соединение обечайки и шпангоутов друг с другом производится аргонодуговой сваркой. При сварке необходимо чтобы сварные швы обечайки и шпангоутов были смещены относительно друг друга на 450. Выполнение данного условия позволяет снизить появление дефектов в перекрещивающихся сварных швах.

 

Для защиты аппаратуры и приборов, расположенных в отсеке, от кинетического нагрева при эксплуатации осуществляется установкой теплозащиты внутренней поверхности отсека. На Рис.3.4 приведена конструкция теплоизоляции изготовленной прессованием из материала АТМ-6. Материал обладает хорошими теплоизоляционными свойствами и работает в диапазоне от -2600С до +4300С, а так же имеет нулевые показатели по гигроскопичности, водопоглощаемости и водопроницаемости. Учитывая, что на внутренней поверхности отсека имеются выступающие элементы теплозащита может состоять из нескольких частей склеенных между собой клеем ВКТ-2. Перед установкой теплозащиты все установленные внутри корпуса детали (лючки, окантовки, втулки, пояса и пр.) по контуру промазывают герметиком ВТО-1 для обеспечения пыле, влогонепроницаемости.

 

 

Рис.3.4

 

 

Рис.3.5 Конструкция сварного корпуса с дополнительными силовыми поясами.

 

На рис. 3.5 показан вариант сварного корпуса, спроектированный по предыдущей схеме. Для повышения прочности конструкции к окнам приваривают листовые окантовки или накладки, а при необходимости в центральной части корпуса отсека привариваются специально спрофилированные кольцевые пояса, выполняющих функцию дополнительных шпангоутов. Все элементы отсека выполнены из титанового сплава аналогично конструкции представленной на рис. 3.3. Стыковые шпангоуты представляют собой охватывающие шпангоуты клинового стыка.

Другой разновидностью конструкции корпуса отсека рис. 3.6 может служить корпус, изготавливаемый из дюралевой трубы методом ротационного выдавливания с механической обработкой наружной и внутренней поверхностей. Труба изготовлена из материала Д20Т1 с толщиной стенки 12мм.

С внутренней стороны, на передней и задней частях отсека, изготовлены по шесть секторов гребенки внутренней части байонетного стыка с отверстиями для фиксирующих винтов.

Для обеспечения доступа к расположенным внутри отсеков элементам, крепления агрегатов и блоков, в корпусах предусматриваются различного вида отверстия (в том числе упрочненные), окна, втулки и бобышки крепления, накладки, посадочные места, посадочные поверхности различные отверстия, в том числе и резьбовые. Отклонение торцевой поверхности отсека от перпендикулярности относительно оси не должно превышать 0,1 мм.

 

 

Рис. 3.6 Конструкция корпуса, изготовленного методом ротационного выдавливания.

 

 

Наряду с рассмотренными конструкциями применяются отсеки исходная заготовка которых изготавливается литьём из алюминиевого сплава ВАЛ-14. На рис. 3.7 и рис.3.8 приведены конструктивные схемы рулевых отсеков различных изделий.

 

 

Рис.3.7

 

 

 
 

Рис.3.8

Наружную поверхность корпуса отсека, места установки агрегатов и сопрягаемые поверхности механически обрабатывают. На таком корпусе возможно изготовление необходимых для установки агрегатов приливов, различных карманов, бобышек, гнезд, кронштейнов, что существенно снижает количество отдельно изготавливаемых деталей. Для доступа к функциональным агрегатам и блокам при их установке, отладке и эксплуатации на корпусе отсека предусмотрены вырезы, окна, приливы с гнездами, посадочные поверхности для установки подшипников и крепления отсека, различные крепежные отверстия. В задней части корпуса рис.3.8 изготовлена наружная гребенка байонетного стыка, а в передней части выполнены карманы фланцевого стыка.

Использование того или иного вариантов корпусов отсеков на практике определяется аэродинамической схемой, общей компоновочной схемой ракеты, предусматривающей необходимость выполнения поставленной задачи, ее конструктивно-силовой схемой, габаритно-весовыми характеристиками, возможностью размещения требуемого оборудования.

 

 


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: