Способ изготовления концевых манжет для защитно-крепящего слоя ракетного двигателя реактивного снаряда

 

Использование: изготовление изделий на основе низкомолекулярного каучука, может быть использовано в производстве концевых манжет со специальными физико-механическими характеристиками для защитно-крепящего слоя в ракетных двигателях, работающих на смесевом твердом топливе. Сущность изобретения: после заполнения композицией форму выдерживают на воздухе в течение 15-20 мин, затем закрывают давлением пресса в течение 4-6 мин. При этом излишки состава и летучие продукты удаляют через вертикальные каналы общей площадью поперечного сечения, численно равной 0,001-0,002 объема манжеты. Композицию в замкнутом объеме нагревают со скоростью 1-2^oC/мин и отверждают при температуре 120-135^oC в течение 3-8 ч с одновременным удалением летучих продуктов в процессе нагрева и отверждения. После чего форму охлаждают на открытом воздухе до температуры 30-40^oC и извлекают готовое изделие. Перед началом процесса форму и композицию нагревают до 60^oC. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области изготовления изделий из термоактивных композиций на основе низкомолекулярного каучука и предназначено для изготовления концевых манжет со специальными физико-химическими характеристиками для защитно-крепящего слоя в ракетных двигателях, работающих на смесевом твердом топливе.

Известен способ изготовления изделий из термоактивной композиции на основе низкомолекулярного каучука, при котором в полость подогретой формы заливают нагретую отвакуумированную композицию, герметизируют форму в момент появления композиции в выпорном канале и осуществляет опрессовку и отверждение композиции при заданных давлений и температуре [1] Однако в этом способе не обеспечивается полное удаление воздушных включений из композиции, что приводит к необходимости многократного возврата из полости формы в емкость-сборник для дополнительного вакуумирования.

Этот недостаток частично устранен в другом способе изготовления изделий из термореактивной композиции на основе низкомолекулярного каучука, при котором в полость подогретой формы заливают нагретую композицию, закрывают форму и осуществляют смыкание формы усилием пресса с удалением из полости формы летучих продуктов и отверждение композиции при заданной температуре [2] При осуществлении известного способа для удаления воздуха из композиции последнюю заливают в форму в количестве, большем необходимого для заполнения формующей полости формы. После чего смыкают форму до контакта верхней поверхности ее формующей полости с композицией. При этом излишки композиции выливаются из полости формы по плоскости разъема последней, а верхняя поверхность формующей полости находится в контакте с композицией в течение всего процесса смыкания формы. В результате известным способом нельзя изготовить изделия, которые имеют сложную геометрическую форму с жесткими предельными отклонениями по размерам и массе.

Техническим результатом изобретения является обеспечение качественного изготовления изделий сложной геометрической формы с жесткими предельными отклонениями по размерам и массе, которые должны обладать высокими физико-механическими характеристиками, каковыми являются концевые манжеты для защитно-крепящего слоя ракетного двигателя реактивного снаряда, работающего на смесевом твердом топливе.

Для достижения указанного технического результата в способе изготовления концевых манжет для защитного-крепящего слоя ракетного двигателя реактивного снаряда, работающего на смесевом твердом топливе, при котором в полость подогретой формы заливают нагретую композицию, закрывают форму и осуществляют смыкание формы усилием пресса с удалением из полости формы летучих продуктов и отверждение композиции при заданной температуре, после заливки форму с композицией выдерживают открытой в течении 15-20 мин, а затем закрывают форму давлением пресса в течении 4-6 мин, при этом композицию нагревают в замкнутом объеме полости формы со скоростью 1-2^oC/мин, отверждение осуществляют при температуре 120-135^oC в течение 3-8 ч с одновременным удалением образующихся при отверждении летучих продуктов, а после отверждения форму охлаждают на открытом воздухе до температуры 30-40^oC и извлекают готовое изделие.

Излишки композиции из формы удаляют через вертикальные выпорные каналы, суммарную площадь поперечного сечения которых определяют по соотношению S KV, где S суммарная площадь поперечного сечения каналов, см², K -эмпирический коэффициент, равный 0,001-0,002 см^-1, V объем изделия, см³.

Перед началом процесса форму и композицию нагревают до 60^oC.

Композиция для манжет представляет собой состав на основе низкомолекулярного каучука с наполнителем и отвердителями и включает в себя: низкомолекулярный полидивинилэпоксиуретановый каучук, технический углерод марки П-803, изометилтетрагидрофталевый ангидрид (ИМТГФА), малеиновый ангидрид, нафтоли-2 и глицидол.

Заявляемый способ может быть реализован при изготовлении концевых манжет для защитно-крепящего слоя ракетного двигателя реактивного снаряда, имеющих массу 0,8 кг, объем 800 см³ и габаритные размеры: наружный диаметр - 286 мм, высота 92,5 мм, толщина стенки переменная в различных элементах, изменяющаяся от 0,5 мм до 15 мм.

Порядок изготовления манжеты следующий.

Композицию из перечисленных компонентов, приготовленную путем поочередного ввода ингредиентов и механического перемешивания при температуре 60^oC, заливали в рабочий объем формы, нагретой до температуры 60^oC, и выдерживали в открытом состоянии на воздухе в течение 15-20 мин. Затем форму закрывали верхним конструктивным элементом (крышкой с геометрической формой, соответствующей одной поверхности манжеты), также нагретым до 60^oC, и смыкали в течение 4-6 мин усилием пресса до упора. В процессе смыкания формы удаляли через ее вертикальные выпорные каналы излишки композиции. Размеры каналов были такими, что обеспечивали суммарную площадь их поперечного сечения, численно равную 0,001-0,002 объема манжеты. При объеме манжеты 800 см³ площадь поперечного сечения каналов составляла 0,91 см². Заполненную композицией форму запирали специальными защелками для исключения возможности самооткрывания под действием давления выделяющихся при отверждении летучих продуктов.

В таком виде форму помещали в печь с температурой окружающей среды, нагревали со скоростью 1-2^oC/мин до температуры 120-135^oC и выдержали при этой температуре в течение 3-8 ч для отверждения композиции. В процессе нагрева и выдержки из композиции выделялись и удалялись через каналы летучие продукты для обеспечения монолитности манжеты по объему.

После выдержки нагрев печи отключали, форму вынимали и охлаждали на открытом воздухе до температуры 30-40^oC. Затем извлекали готовое изделие.

Проверка качества манжет в производственных условиях и в процессе стендовых и летных испытаний их в составе реактивного снаряда показала высокое качество полученных по предлагаемому способу манжет и соответствие их всем характеристикам предъявляемых требований.

Формула изобретения

1. Способ изготовления концевых манжет для защитно-крепящего слоя ракетного двигателя реактивного снаряда, работающего на смесевом твердом топливе, при котором в полость подогретой формы заливают нагретую композицию на основе низкомолекулярного каучука, закрывают форму и осуществляют смыкание формы усилием пресса с удалением из полости формы летучих продуктов и отверждение композиции при заданной температуре, отличающийся тем, что после заливки форму с композицией выдерживают открытой в течение 15 20 мин, а затем закрывают форму давления пресса на 4 6 мин, при этом композицию нагревают в замкнутом объеме полости формы со скоростью 1 2 град./мин, отверждение осуществляют при 120 135^oС в течение 3 8 ч с одновременным удалением образующихся при отверждении летучих продуктов, а после отверждения форму охлаждают на открытом воздухе до 30 40^oС и извлекают готовое изделие.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что излишки композиции из формы удаляют через вертикальные выпарные каналы, суммарную площадь поперечного сечения которых определяют по соотношению S K V, где S суммарная площадь поперечного сечения каналов, см², K эмпирический коэффициент, равный 0,001 0,002, см^-1, V объем изделия, см³.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед началом процесса форму и композицию нагревают до 60^oС.