|
|
|
|
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ, ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ |
(19) |
RU |
(11) |
2194875 |
(13) |
C1 |
|
(51) МПК 7
F02K9/24, F02K9/32
|
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Статус: по данным на 18.04.2011 – действует |
|
|
|
|
(21), (22) Заявка: 2001125863/06, 20.09.2001
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
20.09.2001
(45) Опубликовано: 20.12.2002
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске:
RU 2147342 C1, 10.04.2000. RU 2117809 C1, 10.08.1998. RU 2117810 С1, 20.08.1998. RU 2102623 C1, 20.08.1998. FR 2466627 А1, 10.04.1981. RU 2079689 С1, 20.11.1995. RU 2015391 C1, 30.06.1994. ФАХРУТДИНОВ И.Х. и др. Конструкция и проектирование ракетных двигателей твердого топлива. – М.: Машиностроение, 1987, рис. 1.4.
Адрес для переписки:
614113, г.Пермь, ул. Чистопольская, 16, ФГУП “НИИПМ”
|
(71) Заявитель(и):
Федеральное государственное унитарное предприятие “Научно-исследовательский институт полимерных материалов”
(72) Автор(ы):
Кузьмицкий Г.Э., Кусакин Ю.Н., Ощепков В.Ю., Талалаев А.П., Шеврикуко И.Д.
(73) Патентообладатель(и):
Федеральное государственное унитарное предприятие “Научно-исследовательский институт полимерных материалов”, Федеральное государственное унитарное предприятие “Пермский завод им. С.М.Кирова”
|
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ЗАРЯДОВ ИЗ СМЕСЕВОГО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА
(57) Реферат:
Устройство для формования зарядов из смесевого твердого топлива содержит корпус с манжетой, имеющей канавку и технологическую крышку с выступом, входящим в канавку манжеты. Внутренний диаметр выступа крышки равен 1,01 1,02 наружного диаметра свободной части манжеты. Сборка устройства производится с упором крышки в манжету, причем гарантированный натяг равен 0,1 0,2 длины свободной части манжеты. Предложенные соотношения размеров манжеты и технологической крышки позволяют исключить возможность появления отслоений эластичной манжеты от заряда и облоя топлива на торце манжеты. 4 ил.
Изобретение относится к конструкциям ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ) и может быть использовано при проектировании скрепленных с корпусом двигателя зарядов из смесевого твердого топлива (СТТ) и пресс-форм для формования таких зарядов.
Скрепленные с корпусом заряды имеют близ торцев зоны концентрации напряжений. Для снятия напряжений в этих зонах в серийных и вновь отрабатываемых РДТТ используют компенсаторы напряжений или эластичные манжеты.
Конструкции эластичных манжет широко известны: заявка 97119771 от 26.11.1997, опубликована 10.08.1999 г., заявка 98119256/06 от 23.10.1998 г. (патент 2147342 от 10.04.2000 г.), заявка 96123943 от 18.12.1996 (патент 2117809 от 20.08.1998 г.). В качестве прототипа выбрана конструкция манжеты по патенту 2117809. Наиболее простая и распространенная форма манжет для зарядов с открытым торцом изображена на фиг. 1, где обозначены: 1 – заряд из СТТ; 2 – корпус; 3 – манжета; 4 – теплозащитное покрытие.
Широкое применение манжет выявило следующие недостатки данной конструкции: отрыв манжеты от корпуса при упоре технологической крышки 6 в торец манжеты 5 и наличие облоя топлива на поверхности торца манжеты 5, если между технологической крышкой и торцевой поверхностью манжеты имеется зазор.
Облой мешает контролировать отсутствие отслоений между манжетой и топливом, поэтому облой приходится удалять, что является тяжелой и опасной работой, проводимой вручную.
Частично указанные недостатки устранены в манжете с канавкой 9 фиг.2. В такой манжете упор выступа 12 технологической крышки 6 осуществляется по контуру БВ свободной части 13 манжеты относительно скрепленной с корпусом части манжеты технологическая крышка располагается с зазором, поэтому в точке А практически отсутствуют как технологические, так и эксплуатационные связанные с температурной усадкой топлива напряжения, тем самым ликвидируются отрывы манжеты от корпуса. Практика изготовления зарядов в корпусах, имеющих манжеты с канавками, показала, что в зарядах происходит отслоение манжеты от топлива, развивающееся от точки Г, хотя этот участок ограничен свободными поверхностями и теоретически не должен иметь напряжений. Кроме того, на торце манжеты (контур ВГ) имеется облой. Попытки ликвидировать облой введением упора технологической крышки в торец манжеты усугубляли отслоения.
Технической задачей предлагаемого изобретения является выявление таких соотношений между размерами манжеты и технологической оснастки, которые ликвидировали бы отслоения от топлива и облой на поверхности манжеты. Чтобы исключить отслоения манжеты от топлива, авторы предлагают установить зазор между выступом технологической крышки и контуром ВБ манжеты (размер фиг. 3). Иначе говоря, внутренний диаметр выступа крышки – размер Дкр – должен быть гарантированно больше наружного диаметра свободной части манжеты – размер Дм. При таком взаимном расположении манжеты и крышки в процессе заполнения корпуса топливом манжета будет деформироваться до упора в выступ крышки. После отверждения топлива деформированная манжета будет обжимать заряд, т.е. между свободной частью манжеты и топливом будут действовать сжимающие напряжения, препятствующие появлению отслоений манжеты от топлива.
Как выяснилось в процессе отработки одного из зарядов, скрепленного с корпусом через манжету с канавкой, отслоение манжеты от топлива вызывается обратным соотношением размеров манжеты и внутренней крышки, т.е. когда внутренний диаметр выступа крышки меньше наружного диаметра свободной части манжеты. Обратное соотношение создается тем, что при вклейке манжеты в корпус в ней неизбежно возникают внутренние напряжения, под действием которых свободная часть манжеты отклонится к корпусу (пунктирный контур на фиг.3). Если выступ технологической крышки точно соответствует чертежному контуру манжеты (выполняется по контуру БВ фиг.3) или, тем более, собирается с натягом на манжету, свободный конец манжеты отжимается к оси заряда, в результате чего на изготовленном заряде возникают отрывные напряжения между топливом и манжетой, поскольку свободный конец манжеты стремится вернуться в первоначальное положение. Для исключения отслоений гарантированный зазор между чертежным положением манжеты и выступом технологической крышки должен быть не менее фактических усадочных деформаций свободной части манжеты. С другой стороны, при большой величине зазора при поднятии свободной части манжеты к выступу крышки будет загибаться конец манжеты, что тоже обусловит появление отрывных напряжений (пунктирный контур, фиг.4). Установленная на практике оптимальная величина зазора равна 0,005-0,01 от чертежного значения наружного диаметра свободной части манжеты (диаметр ДМ, фиг.4). Соответственно, внутренний диаметр выступа крышки должен быть равен 1,01-1,02 наружного диаметра свободной части манжеты.
При наличии зазора между выступом технологической крышки и манжетой появляется возможность ввести уплотнение между манжетой и крышкой по торцу и тем самым ликвидировать облой на торце манжеты. Уплотнение осуществляется за счет сборки технологической крышки с упором в торец манжеты. При этом свободная часть манжеты деформируется в продольном направлении, что приводит к возникновению сдвиговых напряжений между топливом и манжетой в готовом заряде. Однако при наличии сжимающих радиальных напряжений и оптимальной величины натяга сдвиговые напряжения не приводят к возникновению отслоений. Экспериментально установленная оптимальная величина натяга равна 0,1-0,2 от длины свободной части манжеты (размер L, фиг.3).
Новизна предлагаемого устройства для формования зарядов заключается в определении соотношения геометрических размеров технологической оснастки и сопрягаемых с ней размеров эластичной манжеты корпуса, а также в определении степени деформации свободной части манжеты технологической крышкой при сборке для формования заряда, что обеспечило новый уровень качества заряда, исключив возможность появления отслоений эластичной манжеты от заряда и облоя топлива на торце манжеты Предложенные соотношения размеров манжеты и технологической крышки, которые вместе с корпусом и другими элементами технологической оснастки составляют устройство для формования зарядов из СТТ, проверены при изготовлении зарядов из СТТ весом 130 и 500 кг, при этом подтвердился предполагаемый положительный результат – были исключены отслоения между манжетой и топливом, а также ликвидирован облой.
Формула изобретения
Устройство для формования зарядов из смесевого твердого топлива, содержащее корпус с манжетой, имеющей канавку и технологическую крышку с выступом, входящим в канавку манжеты, отличающееся тем, что в нем внутренний диаметр выступа крышки равен 1,01 1,02 наружного диаметра свободной части манжеты, а сборка устройства производится с упором крышки в манжету, причем гарантированный натяг равен 0,1 0,2 длины свободной части манжеты.
РИСУНКИ
|
|
|
|
|