風(fēng)洞導(dǎo)流片成型裝置的制造

杜 江

(四川省工業(yè)設(shè)備安裝公司, 四川成都 610014)

風(fēng)洞導(dǎo)流片成型裝置的制造

杜 江

(四川省工業(yè)設(shè)備安裝公司, 四川成都 610014)

風(fēng)洞導(dǎo)流片是一個(gè)起著組織氣流、避免氣流產(chǎn)生嚴(yán)重紊流現(xiàn)象而導(dǎo)致對風(fēng)洞產(chǎn)生較大沖擊的非常重要的引流裝置，是風(fēng)洞的關(guān)鍵部件之一。隨著我國航空航天事業(yè)的迅猛發(fā)展，一批更加先進(jìn)的風(fēng)洞正在建設(shè)和規(guī)劃中。文中對風(fēng)洞導(dǎo)流片裝置的探討，可為今后類似工程導(dǎo)流片制造提供有益參考。

風(fēng)洞； 導(dǎo)流片； 成型； 裝置

1 導(dǎo)流片概述

1.1 導(dǎo)流片的結(jié)構(gòu)

導(dǎo)流片由無縫鋼管骨架、隔板、內(nèi)外蒙皮、定位銷軸與銷座等組成。導(dǎo)流片安裝在風(fēng)洞拐角段內(nèi)，其底部與殼體采用焊接固定，上部與殼體為滑動(dòng)連接，銷軸導(dǎo)向，預(yù)留間隙，以補(bǔ)償溫度變形。導(dǎo)流片的制作材料為16 MnR(風(fēng)洞不同的用途，導(dǎo)流片使用材質(zhì)不同)。矩形截面拐角段導(dǎo)流片各片的高度及截面尺寸均一致，圓形截面拐角段導(dǎo)流片各片的截面尺寸一致但高度規(guī)格較多。導(dǎo)流片的結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。

圖1 導(dǎo)流片結(jié)構(gòu)

1.2 導(dǎo)流片成型裝置

風(fēng)洞導(dǎo)流片成型裝置，在基架的成型工作面?zhèn)乳g隔方式固定設(shè)置有一組垂直于所述工作面的凸形胎膜，凸形胎膜的外凸曲面形狀與風(fēng)洞導(dǎo)流片的內(nèi)蒙皮曲面形狀相適應(yīng)，在凸形胎膜的凸形相對方向還設(shè)有一組凹形卡模，凹形卡模的內(nèi)凹曲面形狀與風(fēng)洞導(dǎo)流片的外蒙皮曲面形狀相適應(yīng)，并且各凹形卡模的兩端中至少有一端經(jīng)可啟閉式的活動(dòng)連接結(jié)構(gòu)與基架上的固定結(jié)構(gòu)連接。風(fēng)洞導(dǎo)流片成型裝置的形成，能夠極大地簡化風(fēng)洞導(dǎo)流片的成型裝配工序，并能有效提高風(fēng)洞導(dǎo)流片的成型精度，大幅度減少了操作人員和勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了風(fēng)洞導(dǎo)流片制造時(shí)間，降低了風(fēng)洞的建設(shè)成本，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

2 導(dǎo)流片成型裝置的構(gòu)造

如圖2所示,導(dǎo)流片成型裝置由基架(1)、凸形胎膜(2)、凹形卡模(3)、支撐結(jié)構(gòu)(4)、定位壓緊鍥鐵(5)、鉸接結(jié)構(gòu)(6)、活動(dòng)連接結(jié)構(gòu)(7)、內(nèi)蒙皮(101)、外蒙皮(102)、導(dǎo)流片(100)組成。

(a)軸測圖

(b)斷面圖圖2 導(dǎo)流片成型裝置

3 導(dǎo)流片成型裝置的特征要點(diǎn)

風(fēng)洞導(dǎo)流片成型裝置(圖2)，其特征包括：在基架的成型工作面?zhèn)乳g隔方式固定設(shè)置有一組垂直于所述該成型工作面的凸形胎膜，凸形胎膜的外凸曲面形狀與風(fēng)洞導(dǎo)流片的內(nèi)蒙皮曲面形狀相適應(yīng)，在凸形胎膜的凸形相對方向還設(shè)有一組凹形卡模，凹形卡模的內(nèi)凹曲面形狀與風(fēng)洞導(dǎo)流片的外蒙皮曲面形狀相適應(yīng)，并且各凹形卡模的兩端中至少有一端經(jīng)可啟閉式的活動(dòng)連接結(jié)構(gòu)與基架上的固定結(jié)構(gòu)連接。

裝置特征為：凸形胎膜和凹形卡模的曲面形狀截面為圓弧形。

各相鄰?fù)剐翁ツらg還設(shè)有用于將其相互連接為整體結(jié)構(gòu)的支撐結(jié)構(gòu)。

凸形胎膜與凹形卡模以相對方式成對設(shè)置。

凹形卡模的兩端至少有一個(gè)設(shè)置在凸形胎膜上；兩端分別均設(shè)置在凸形胎膜的對應(yīng)部位處；兩端中的非可開閉式的活動(dòng)連接端設(shè)置為鉸接結(jié)構(gòu)；內(nèi)凹曲面與風(fēng)洞導(dǎo)流片的外蒙皮表面間設(shè)有用于插入定位壓緊鍥鐵的調(diào)整間距；與表面間設(shè)有用于插入定位壓緊鍥鐵的調(diào)整間距。

4 風(fēng)洞導(dǎo)流片成型裝置制造方法

風(fēng)洞導(dǎo)流片成型裝置在基架的成型工作面?zhèn)?，按風(fēng)洞導(dǎo)流片隔板的間距間隔焊接固定設(shè)置有一組13個(gè)垂直于所述該成型工作面的凸形胎膜，其外凸曲面的截面形狀為與風(fēng)洞導(dǎo)流片的內(nèi)蒙皮曲面形狀相一致(或適應(yīng))的圓弧形。在各相鄰的凸形胎膜間還分別設(shè)有可采用斷續(xù)焊的支撐結(jié)構(gòu)而形成整體結(jié)構(gòu)。在各凸形胎膜的凸形相對方向分別還設(shè)有與凸形胎膜成對設(shè)置的凹形卡模，凹形卡模3的內(nèi)凹曲面截面形狀也為與導(dǎo)流片外蒙皮形狀相適應(yīng)的圓弧形，并且可比風(fēng)洞導(dǎo)流片的外蒙皮弧面半徑大30 mm，中間的空隙用于插入鍥鐵，以調(diào)整和定位、壓緊外蒙皮。

如圖2(a)所示，各凹形卡模的弧形一端經(jīng)可啟閉式的活動(dòng)連接結(jié)構(gòu)與固定于基板上的凸形胎膜的對應(yīng)弧形端部位連接，凹形卡模的另一弧形端則通過鉸接結(jié)構(gòu)與凸形胎膜的另一對應(yīng)弧形端部位連接。

基架由角鋼∠125×125×10組焊而成的格構(gòu)式鋼架，以保證必要的剛度，且設(shè)置凸形胎膜的成型工作面要平整，其平面度Δ≤2 mm。凸形胎模和凹形卡模均是由材質(zhì)為Q 235B厚度δ=16 mm的鋼板經(jīng)數(shù)控火焰切割機(jī)下料制作而成。成型原理如圖3所示。

5 風(fēng)洞導(dǎo)流片成型裝置特點(diǎn)

風(fēng)洞導(dǎo)流片成型裝置，使風(fēng)洞導(dǎo)流片的成型裝配工序大為簡化，可大幅提高成型精度，減少操作人員及其勞動(dòng)強(qiáng)度，減少風(fēng)洞導(dǎo)流片的制作周期。

利用該裝置，在類似工程中可根據(jù)導(dǎo)流片的不同尺寸，按照改變基架、凸形胎膜、凹形卡模、支撐結(jié)構(gòu)、內(nèi)蒙皮、外蒙

圖3 成型原理

皮的幾何尺寸便可制作不同尺寸的導(dǎo)流片，縮短制作周期，提高工效。

6 效益分析

6.1 經(jīng)濟(jì)效益分析

根據(jù)成型裝置對風(fēng)洞導(dǎo)流片成型進(jìn)行經(jīng)濟(jì)成本分析，實(shí)際所用成本可比傳統(tǒng)方式節(jié)約7.4%，表明本成型裝置在實(shí)際工程中能大幅度節(jié)省工程成本，縮短工程周期，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

6.2 社會(huì)效益分析

四川省工業(yè)設(shè)備安裝公司幾十年來在風(fēng)洞建設(shè)領(lǐng)域獨(dú)樹一幟，為我國的空氣動(dòng)力研究事業(yè)作出了卓越的貢獻(xiàn)。隨著風(fēng)洞建設(shè)的不斷發(fā)展，該裝置的制造工藝將會(huì)不斷得到完善和提升，因而本文為今后該裝置的不斷創(chuàng)新及利用該裝置在風(fēng)洞工程中不斷發(fā)揮重要作用有著重要的參考意義。

目前風(fēng)洞導(dǎo)流片成型裝置已申請國家發(fā)明型、實(shí)用性專利，相信會(huì)有一個(gè)滿意的結(jié)果。

[1] KGB 725-2005 常規(guī)風(fēng)洞安裝工程施工驗(yàn)收規(guī)范[S].

[2] KGB 715-2000 風(fēng)洞工程測量標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] GB/T 1182-1996 形狀和位置公差[S].

TH161+.1

B

[定稿日期]2015-04-08