Конструкция и проектирование ЖРД Гахун Г.Г. (1014171), страница 24
Текст из файла (страница 24)
6В. Саемм сивральвма связей оболочек камеры Рис. 6Вэ Измеимпве мага мевлу саязими виола соила (а — эола силл) участке должно оставатьсв постоянным, то в соответствии с изменением диаметра сечения сопла будет изменяться на участке и паэт между связями (рис. 6.9). На рис. 6.10 даны рекомендации по выбору некоторых размеров тракта: а) прн тракте с ребрами тини = 2,5 мм. таза = 4 .б мм — при пай- гмаз Уу...ПХ тепе п„1...пу Гопы Рис. 6.10. Рекомендуемые размерм связей с ребрами и гофрв эв сев~ем ~ем ~ем Гам Г, 1, 1.м т хааа йзпгр рцс 6.11. Развязка связеа по секциям: а — прп ребрах; б — прц гофрах Рцс.
6Л2. Коэффаппеецт загроможяенця 22 прц разпцчцмх конструкциях сапэеп др 1,р ке твердыми припоями; при диффузионной пайке г,„;„= 2 мм, при- гр чем допустимую высоту охлаждающего тракта здесь можно снизить до 1,4 Б„х„= 1,2...1,5 мм. Минимальная толщина ребер б, = 1 мм; б) прн тракте с гофрами г„„п = йд = 3,5, гюах = 5...7 мм. Минимальная толщина гофра б„= 0,3 мм.
Таким образом, число связей влрль камеры постоянно будет изменяться, причем прн ребрах — ступенями (рис. 6.11, а), а при гофрах — отдельными секциями (рис. 6. 11, б). Технология изготовления ребер фрезерованнем требует удвоения числа ребер в каждой следующей секции: предыдущие ребра не прерываются, а между ними фрезеруются новые. Число связей — гофр — в соседних секциях произвольное, лишь в начале каждой секции должно быть г > гю1п, а в конце — г < гю,х.
Естественно, выбор максимальных значений шага между ребрами или гофрами на каждой секции илн участке должен быть обоснован прочностными расчетами. Для одновременного удовлетворения требований надежного охлаждения и прочности внутреннюю стенку камеры сгорания часто приходится изготавливать из разных материалов.
Например, на наиболее теплонапряженных участках дозвуковой и критической частей сопла для стенки применяют медные сплавы, а на остальных — сталь. Наконец, сравнивая два вида связей оболочек — с ребрами и гофрами, можно отметить следующее. 1. Ребра имеют только один спай — с наружной оболочкой, в то время как у гофров — два сная, с наружной и внутренней стенками. Учитывая, что последний спай "горячий", то, естественно, его прочность меньше "холодного". Следовательно, при использовании гофров прочносп, связи 107 оболочек при прочих равных условиях будет меньше, чем при применении ребер.
2. Производство ребер путем их фрезеровання на внутренней оболочке много проще и надежнее, чем изготовление гофрированных секций. 3. Качество соединения стенки, спаянной с ребрами, легче проконтролировать (например, легче расшифровать снимки, полученные на рентгеновской установке). Это объясняется тем, что при гофрах эта работа сильно усложняется иэ.за накладки одного и другого рядов спаев, а также нз-за деформации и перемещения гофров при сборке, вакуумировании, пайке и тл. 4. При уменьшении шага между ребрами и гофрамн гофры в большей степени загромождают проходное сечение охлаждающего тракта, чем ребра. Это хорошо видно из рис.
6.12. Заметим, что под коэффициентом загромождения понимается отношение площадей сечения "свободного" охлаждающего тракта, т.е. без загромождающих элементов, к реальному, т.е. загроможденному сечению данного тракта той же высоты. Большое эагроможденне проходного сечения охлаждающего тракта требует для обеспечения заданной скорости течения охладнтеля сортвет'ствующего учеличения высоты охлаждающего тракта, что, естественно, увеличит массу камеры. Кроме того, охлаждающий тракт с большим загромождением будет иметь и повышенное гидравлическое сопротивление.
Все зто приводит к тому, что большинство камер двигателей в настоящее время имеет в качестве связей фрезерованные ребра, в том числе Лаже на сверхзвуковых участках сопла, изготавливаемых пз стали. 6.2. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ КАМЕРЫ ЛВИГАТЕЛЯ Проектирование деталей камеры имеет свою специфику, тесно связанную с технологией их изготовления. Для примера рассмотрим конкретные варианты конструктивных и технологических решений некоторых узлов. 1, Заготовки для частей оболочек вырезаются из листа и сгибаются на трехвалковой гнбочной машине со сменными валками, дпя цвтиндров валки — цилиндрические, а для конусов — конические (разные валки ЛЛя разных по размеру конусов).
2. Пилиндрические и конические части оболочек могут изготавливаться нз листа на прессах с использованием матриц и пуансонов в несколько переходов. Бронзовые заготовки отжигаются после каждого перехода, заготовки из никелевых сплавов не требуют отжита. 3. Коллекторы подвода компонентов, имеющие круглое сечение, изготавливаются двумя способами; 1) из листа путем осадки в несколько переходов 1рис. 6.13) с последующей отрезкой; такой коллектор не имеет швов; эоа Рнс. 6.13.
ФоРмообвазовмгве коллек- торы 1 — исходиал заготовка; 2, 3, 4 — после- довательныее операиии штамповки Рвс. 6Л4. Патрубок коллектора: 1 — патрубок; 2 — сварные швы; 3 — кол. лектор 2) из полосы путем формирования роликом профиля на машине, аналогичной трехвалковой (вместо верхнего валка используется ролик круглого профиля, а нижние валки имеют канавки соответствующего профиля), после чего производится сварка поперечным швом и обрезка лишнего материала. Патрубок подвода компонента изготавливается из двух штампован. ных половин с частью коллектора, которые свариваются и затем привариваются к разъему коллектора (рис. 6.14) .
Таким образом, у коллектора, если и есть швы, то поперечные, а не продольные. 4. Механическая обработка оболочек осуществляется обточкой (снаружи и внутри) до получения заданной толщины стенки. Фрезерование ребер (рис. 6.15) производится парой фрез; может быть одна, две или четыре пары, т.е. фрезеруется одновременно одно, два юги четыре ребра, н поэтому лри пр>актировании желательно задавать число ребер л, кратйое четырем. При таком способе фрезерования толщина ребра б постоянна по длине, а при увеличении шага г увеличивается шйрина канавки между ребрами.
Минимальный шаг определяется толщиной фрезы и расстоянием между ниьш. Толщина ребра не должна быть меньше 1 мм, так как последующее травление может ее уменьшить, и спай станет ненадежным. Минимальная толщина фрезы, обеспечивающая ее жесткость при фрезеровании, — 1 мм, минимальный диаметр фрезы— 40 мм, Канавка между ребрами образуется за два прохода. На оставшемся после двух проходов материале можно фрезеровать новые, более короткие ребра.
Поэтому в каждой последующей секции чиаю связей (ребер) возрастает в два раза. Можно фрезеровать ребра с углом наклона к образующей до 15...20, в том числе и на крутых изменениях диаметра профиля сопла; например вблизи критического сечения. Возможны и другие способы фрезерования ребер — с постоянной шириной канавки и переменной толщиной ребра (фрезерование одной 109 фрезой), с произвольным (а не в два раза) изменением числа ребер. В обоих этих случаях при смене числа ребер возникают участки между секциями, на которых стенка будет без ребер, в зоне выхода инструмента. Появление таких участков или промежуточных коллекторов снижает прочность конструкции из-за прерывания связей оболочек.
Поэтому технологические методы юготовления ребер на оболочках должны предусматривать снижение числа таких "неоребренных" участков между соседними секциями. Секции гофрированных проставок изготавливаются путем штамповки в специальных приспособлениях нз листовой ленты (рис. 6.16). Профиль гофров в приспособлении должен быть выполнен в соответствии с длиной секции и изменением шага г по ее длине (см.
рис. 6.9 и 6.11). Затем из гофрированной ленты сворачивается секция в форме усеченного конуса, и нужный профиль формируется в специальном штампе. Деформация гофров в этом штампе ограничена. Поэтому на пологих секциях гофров, блюких к срезу сопла, длина секции в большинстве случаев определяется ограничениями деформации, а не возможностью изменения шага от Ггп1п До Ггоах. В тех случаях, когда внутренние оболочки двух соседних блоков кор- г пу5а камеры сгорания или сопла выполненьг нз разных материалов, например, ю медного сплава (бронза БрХ08) и стали (12Х18Н9Т), то к стальной оболочке 3 (рис, 6.17) предварительно (до обточки и фрезе- Рис.
6.! 5. Фрезероваяне ребер: 1 — фрезы; 2 — внугрмнмя оболочка с ребрами; а — толпвеа ребра, т.е. расстояние между фрезами; е — расстояние между ребрами Рнс. 6.16. Схема изготовления гофрированных проставок: 1 — заготовка-лента; 2 — детали ппампа; 3 — секция гофроципиндрического участка корпуса; 4 — секция гофроконического участка корпуса 110 рнс. БЛ 2.
Сварка оболочек: е — приварка кольца 1, наготовленного нз листа; б — приварка проточенного кольца; 2 — канавка; 3 — оболочка; 4 — подкладка; 5 — деталь сварочного прнспособленля; 6 — буртнк; ЭЛС— электронно-лучевая сварка зггг а розалия ребер) приваривается переходное кольцо 1 из стали 12Х21Н5Т, которая лучше других материалов сваривается с бронзой. Приварка кольца осуществляется зпектроило-лучевой сваркой, которая позволяет сваривать металлы толщиной от 0,5 до 40 мм, при соответствующих изменениях режимов сварки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
