螺杆泵

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螺杆泵技术

【需求对接】好消息!航天科技与湖南省对接高端制造装备

航天科技与湖南省对接需求汇总表(高端制造装备)

序号

装备

类型

装备名称

应用对象

当前现状

主要技术指标

备注

1. 

机械制造装备

超大幅面高精度激光选区熔化增材制造智能装备

运载火箭氢氧发动机喷管

氢氧发动机喷管传统采用管束式焊接的制造方案,存在工序繁多、焊缝总量超多、制造周期长等不足,开展基于高精度增材制造的整体高效高精度制造研究,突破米级超大幅面激光选区熔化增材制造装备完全自主集成研发、米级超薄壁整体构件形性协同工艺调控、超大复杂薄壁整体构件高可靠制造、典型发动机产品制造与考核验证等关键技术问题,实现国际首次米级超精产品的激光选区熔化整体制造与工程应用。

1.设备成形尺寸不小于1.2m×1.2m×1.2m,连续稳定工作时间不少于500小时;

2.成形精度满足GB/T 1804-m级要求;

3.内部质量优于GJB2876中B级要求;

4.表面粗糙度不高于Ra3.2;

5.验证件液压满足5Mpa、10min,气密满足3.2MPa、10min试验不允许渗漏要求。

2. 

机械制造装备

高强铝合金HFQ热冲压装备

运载火箭箭体

结构钣金件

运载火箭结构产品以铝合金为主,其中钣金零件约占70%。目前大量的铝合金钣金零件是在退火态进行成形,然后通过淬火与时效的方式来提高其力学性能。在淬火过程中由于产品冷热不均,产品会发生严重的变形,后期需要大量人工修整校形。产品尺寸精度差,工人劳动强度高,生产效率低,且零件精度不高。热成形-淬火一体化工艺(HFQ)是近年来发展的一种铝合金成形新技术,具有广阔的应用前景。2016年AP&T公司交付了国际上第一条HFQ生产线,该技术在国外已应用于汽车轻量化结构件生产。国内目前仅有哈尔滨工业大学、北京科技大学等少数高校进行初步研究,与国外差距较大。

1.高速压力机:

拉深力:≥600吨;

液压垫:≥250吨;

工作速度:10-250mm/s;

台面尺寸:≥1400×1400mm;

开口高度:≥1200mm;

滑块行程:≥1000mm;

2.多层式加热炉:

加热温度:≥600℃;

可加热产品尺寸:≥1200×1200mm;

3.高速自动上下料传输系统系统,加热完成后转移至模具时间≤5S;

4.模具快速冷却系统:

模具型面冷却速度≥100℃/S。

3. 

机械制造装备

10米级运载火箭舱段柔性自动钻铆装备

运载火箭箭体

结构舱段

超大型运载火箭舱采用壁板桁条铆接结构,装配精度要求高,目前已有2.25m、3.35m、5m直径的舱段及壁板自动钻铆设备,但10米级钻铆设备国内仍处于空白,急需研制柔性自动化钻铆设备,满足未来重型运载火箭研制需求。

1.满足直径Φ10m,高度12m产品自动钻铆装配;

2.自动制孔加工能力Φ2-Φ30mm,制孔精度H9;

3.自动钻铆能力Φ2-Φ8mm铝合金铆钉,效率:≥4个/min。

4. 

机械制造装备

大型立式数控旋压机

运载火箭贮箱

箱底

火箭的运载能力直接决定着进入空间的能力。国外已实现从2m直径至8-10m大直径尺寸级别的运载火箭研制,涵盖中型或重型火箭。贮箱箱底的制造方法,从拼焊发展到整体成形,国外采用旋压技术,可实现直径约5.5m的箱底整体成形。我国运载火箭也逐渐向重型化、商业化方向发展,当前我国旋压设备最大能旋压成形当前型号的3350mm箱底,还无法实现5m级箱底的旋压成形。5m级整体箱底,可满足当前中型火箭的芯级需求,也可满足未来重型火箭的助推级需求。

1.最大旋压力不低于80吨;

2.可进行5m级封头构件的旋压成形。

5. 

机械制造装备

大尺寸氢氧发动机制造用正压钎焊系统

氢氧发动机

目前,国内氢氧发动机推力室、喷管制造已采用了正压钎焊系统,设备规格为Φ1.4m×1.6m。未来重型运载火箭发动机制造需要研制Φ2.7m级正压钎焊系统,国内尚无稳定可靠的设备可用。

1.额定工作温度1200℃;

2.炉膛压升率≤0.67Pa/h;

3.温度均匀性不大于±5℃;

4.夹层极限真空度≤8×10

-3

Pa;

5.炉膛极限真空度≤8×10

-3

Pa;

6.工件重量不小于1200kg;

7.炉膛充保护气体压力大于0.8MPa;

8.有效加热区不小于φ2600×1300。

6. 

机械制造装备

大吨位高精度惯性摩擦焊接装备

氢氧发动机转子部件、管路

目前,大吨位惯性摩擦焊接装备国内尚属空白,世界上最大的惯性摩擦焊机是Manufacturing Technology Inc(MTI)公司为通用电气公司航空发动机部制造的800型惯性摩擦焊机。该机功率高达600Kw,最大钢质焊件截面积可达239in2,专门用于航空发动机转子部件的焊接。国内中航发集团410厂先后从MTI购置了两台480型惯性摩擦焊机作为航空产品的专用焊接设备。

1.转速(max):2500rpm;

2.转动惯量(max):640kg·m

2

3.焊接压力(max):200T;

4.主轴对中精度:≤0.5mm。

7. 

树脂基复合材料成形装备

龙门式铺

放机

运载火箭整流罩、卫星支架等

目前国内进口龙门式铺带行程尺寸偏小,无法满足重型运载对整流罩

1.工作尺寸:7500mm×15000mm以上;

2.自动铺带、铺丝头双头同步铺放,且两个头皆可五轴以上联动;

3.铺放速率:30m/min;

4.铺层角度精度:±0.3°;       

5.铺层质量:无扭曲、起皱,间隙公差±0.5mm。

8. 

复合材料成型装备

大尺寸多曲率面对称复合材料防热壳体自动倾斜铺放装备

复合材料

异型壳体

防热壳体防热层采用预浸布带倾斜铺放成型,其外形为多曲率面对称结构,要求设备具有多轴随形倾斜铺放、柔性铺放、随形裁切等功能,产品尺寸最大长度大于2mm,可铺放最小曲率半径≤200mm,倾斜铺放角度范围:0~30°

目前国内外现有技术均无法实现多曲率面对称防热层的自动化倾斜铺放成型,只能采取手工铺放,人员依赖性强、自动化程度和成型效率低,严重制约着XXXX的批生产和新型号的研制需求。

1.执行机构原理样机可实现最大铺放直径≥1m,高度≥2m;

2.典型试验件铺放降低人工成本60%以上;

3.预浸布带拼接缝宽度≤3mm;

4.角度精度偏差≤±1°;

5.铺放进给偏差≤±0.5mm;

6.可铺放最小曲率半径≤200mm;

7.倾斜铺放角度范围:0-30°

9. 

机械制造装备

高精度螺旋曲面加工用数控磨削机床

行星丝杠

螺杆泵

军用行星丝杠包含螺纹特征零件较多,零件间螺纹有效长度差异较大,且螺距较小(0.4-1.2mm),为满足配合和传动要求螺纹精度要求非常高,其中螺距精度±0.002mm,中径锥度不大0.002mm,因此对加工机床提出较高要求。国产相关机床较难用于航天行星丝杠生产是因为性能指标及稳定性达不到加工要求,主要表现在主轴转速控制、主轴振动抑制技术、导轨刚性与耐磨性、床身抗震与热稳定性等技术上研究不够透彻。

行星丝杠基础工艺研究不透和国产相关机床的性能与稳定性差距,必将给行星丝杠、螺杆泵的加工精度产生不确定性影响,使其长期停留在研制阶段,并直接影响产品的批产和推广。

1.Y、Z轴定位精度0.003mm,重复定位精度0.002;C轴重复定位精度0.001°,A轴摆角不小于±50°;机床正常使用状态下,2年内精度无变化。

2.电机空载恒速控制在±0.2r/min,负载恒速控制±2r/min;

3.床身、导轨不同频率激励下,振动振幅不大于1μm;

4.砂轮线速度达80-120m/s;砂轮动不平衡小于G0.8。

10. 

机械制造装备

微孔射流研磨机床

伺服机构核心部件--伺服阀

伺服阀中具有流量特性的精密微小孔零件直径在Φ0.15~0.7mm,长径比为1:2,流量特性公差为4%,同时要求在6-10MPa压力条件,微小孔在70mm内的射流成柱状,无散射、斜射、螺旋等缺陷,成对使用的微小孔流量差值在1%以内。

进口设备美国易趋宏公司、德国桑普拉斯公司其流量控制精度达到±1%,但限制国内进口。

国内无锡油泵油嘴研究所已研制出原理样机,但工程化应用欠缺,还没有在航天领域的应用。

1.实现具有流量特性微小孔无毛刺加工;

2.实现射流研磨加工时微小孔流量的精确控制。

加工指标:

3.30倍显微镜下检查微小孔与通油孔相交处无毛刺;

4.微小孔圆度≤0.005;粗糙度优于Ra0.8,孔口保持锐边;

5.微小孔流量散布≤4%;配对要求≤1%

11. 

机械制造装备

微细型腔飞秒激光加工机床

伺服机构核心部件--伺服阀

伺服阀射流盘零件精密微小型腔、反馈杆V型槽尺寸均为微米级,且对称度仅为0.003mm;喷嘴零件几何尺寸精度要求高,且有配对要求;电机泵摩擦副零件为保证性能表面具有精密纹理。传统的加工方法存在表面质量差、毛刺多、加工质量一致性差及加工效率低等问题。

飞秒激光精密制造技术具有精度高、加工表面质量高、加工一致性好等优点,可有效解决上述加工难题。

飞秒激光精密加工装备属于高端装备,国外已较为成熟,英国Oxford Lasers、德国Kugler、Lumera公司陆续推出超快激光加工系统,但对军工集团禁售。

国内中科院西安光学精密机械研究所率先开发出用于航空航天的超短脉冲激光加工装备,但尚未经历大批量加工验证,生产效率还需进一步提高。

1.运动轴数:五轴;

2.X轴行程:≥300mm,定位精度±0.005mm,重复定位精度±0.003mm;

3.Y轴行程:≥300mm,定位精度±0.005mm,重复定位精度±0.003mm;

4.Z轴行程:≥300mm,定位精度±0.005mm,重复定位精度±0.003mm;

5.B轴范围:±100°定位精度0.01°,重复定位精度0.005°;

6.C轴行程:360°定位精度0.01°,重复定位精度0.005°;

7.脉冲宽度fs<300:

8.对称度精度≤0.003mm;

9.尺寸加工一致性±0.002mm;

10.表面粗糙度Ra≤0.4μm;

11.孔口光洁无毛刺,侧壁无损伤。

12. 

测试仪器

航天推进剂检测设备

运载火箭和武器型号

航天推进剂检测设备中交叉干扰、分辨率、检出限等问题没有得到解决,且关键核心功能部件未做到自主可控,尚无国产产品,目前靶场检测使用的航天推进剂检测设备均采用进口设备。

1.最低检出限达到10ppb;

2.线性度小于±1.0%。

13. 

测试仪器

高准确度电子天平

各种材料的组分配比、纳米镀层的用量的测量等,在型号各个环节均有广泛应用

国产电子天平最高分辨力为0.1mg,且稳定性较低。

最高分辨力0.00001mg

14. 

测试仪器

微小力矩测量装置

各种机械惯性测试设备

目前国产制造设备能够达到的力矩下限是10-8Nm,,而武器装备研制生产的测试需求下限是10-10Nm,国产设备无法满足型号需求。

力矩测量下限10-10Nm

15. 

计量设备

高端应变式力传感器

火箭箭体结构强度试验,发动机推力测试

火箭箭体结构强度试验,发动机推力测试力值参数量值传递要求为0.01级。国内应变式力传感器准确度等级仅能达到0.1级。

准确度等级0.01级

16. 

测试仪器

高精度质量流量计

运载火箭增压系统

国产质量流量计受限于加工工艺,安装工艺、测试方法等方面的问题,国内质量流量计精度仅为0.5%,且多数并非直接测量介质的质量流量而是利用差压原理获得体积流量并通过数据换算得到质量流量。

精度0.1%

以上是中国航天科技集团公司提供的产品、技术需求清单,已经过脱密处理,希望省内有基础的企业和科研机构参与开发或直接提供产品。

涉及相关具体事宜咨询,符合条件的企业,请联系株洲市军民融合公共服务平台并于元月16日前提供联系人、联系方式,简要技术实力和产品介绍文字及图片。