CN103707817B - 高可靠快速锁紧机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于特种车辆底盘技术领域，具体涉及一种高可靠快速锁紧机构。底座左侧下部为空腔，上部为半圆孔，底座右侧上部为空腔，下部为滑道；推拉杆水平放置于底座左侧空腔中，短杆与把手连接，长杆外套套管，套管与封板焊接后接于底座左侧空腔开口处，锁块接于长杆端头；铜套位于半圆孔内；锁盘中间开有销孔，下侧面有摩擦自锁面，锁块上侧为摩擦自锁面，与锁盘摩擦自锁面对应，锁块底面位于底座滑道上，销轴位于底座和锁盘的销孔中；挡块、固定螺栓和弹簧位于底座左侧空腔开口处；回位弹簧一端挂钩安装于推拉杆上，另一端挂钩安装于位于底座左侧开口处的定位条上；止动销端头开孔和止动片销接在一起，位于底座滑道的上方，另一端与钢丝绳连接。

Description

高可靠快速锁紧机构

技术领域

本发明属于特种车辆底盘技术领域，具体涉及一种高可靠快速锁紧机构。

背景技术

锁紧机构是底盘与发射筒的主要连接件，在各发射车上均有使用，其可靠性直接影响发射筒的安全。以往使用的锁紧机构依靠锁块的自锁摩擦角将锁盘锁死，当设计摩擦自锁角接近或大于理论临界摩擦自锁角后易发生解锁现象，且摩擦自锁失效后缺乏预防解锁应急措施，不能保证结构的可靠锁紧；结构的锁紧状态不明显，无法及时改正；单向的操作装置在使用过程中存在极大的不便；结构各零部件均未做防护处理，对自然环境的防护能力差。以上问题导致该结构存在极大安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高可靠快速锁紧机构，以满足特种车辆底盘与发射筒快速连接要求，提高信息化发射平台机动能力和可靠性。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种高可靠快速锁紧机构，包括底座、推拉杆、铜套、锁盘、锁块、销轴、把手、套管、回位弹簧、橡胶垫、防尘罩、定位条、封板、挡块、固定螺栓、弹簧、止动销、止动片、钢丝绳；

所述底座左侧下部为空腔，上部为半圆孔，空腔端部有固定螺栓的连接孔和封板连接孔，半圆孔旁有销轴安装孔；底座右侧上部为空腔，下部为滑道，滑道上方有止动销连接孔，底座右侧上平面、上斜面及右侧面有防尘罩连接孔；所述推拉杆水平放置于底座左侧空腔中，由长杆和短杆销接而成，短杆与把手连接，长杆外套有套管，套管与开孔的封板焊接后螺接于底座左侧空腔开口处上，锁块连接于长杆的端头，推拉杆、把手和套管组成操作装置；铜套位于底座的半圆孔内；锁盘中间开有销孔，下侧面有摩擦自锁面，锁盘的销孔与底座的销孔位置对应，锁块上侧为摩擦自锁面，与锁盘的摩擦自锁面对应，锁块底面位于底座的内部滑道上，销轴位于底座和锁盘的销孔中，销轴两端设置有孔用挡圈，铜套、锁盘、锁块和销轴组成锁紧装置；挡块、固定螺栓和弹簧位于底座左侧空腔开口处，通过固定螺栓固定于底座上组成固锁装置A；回位弹簧一端挂钩安装于推拉杆的长杆上，另一端挂钩安装于定位条上，定位条位于底座左侧开口处，回位弹簧和定位条组成固锁装置B；止动销端头开孔和止动片销接在一起，位于底座滑道的上方，另一端与钢丝绳连接，组成固锁装置C；橡胶垫和防尘罩位于底座右侧滑道上方开口处，橡胶垫和防尘罩组成防尘装置。

所述短杆与把手通过螺栓连接。

所述锁块通过螺纹连接于长杆的端头。

上装筒吊装时，旋转挡块脱离把手，上装筒回转销持续下降过程中对锁盘施加压力，锁盘绕销轴旋转，固定于定位条的回位弹簧对推拉杆施加拉力在套管中轴向移动，锁块在滑道向底座左侧移动，当上装回转销完全降至铜套半圆孔时，锁盘与锁块的两摩擦自锁面连接，限制锁盘的旋转自由度，此时推拉杆的短杆可向下折叠90°，利用挡块和弹簧将与短杆连接的把手固定，此时可将止动销和止动片插入底座，完成吊装锁紧过程；解锁过程则与之相逆。

连接底座通过8个M20螺栓孔将锁紧机构固定于车架上，通过对操作装置推拉杆的操作实现解锁和锁紧，由锁盘、锁块、销轴、底座组成的锁紧装置将发射筒回转销锁定，挡块、回位弹簧、止动销三重固锁保证锁紧可靠避免意外解锁。

本发明所取得的有益效果为：

本发明所述高可靠快速锁紧机构在结构形式、操作方式、摩擦自锁角、固锁方式、通用性等方面均进行了重新设计和优化，具有更高的可靠性、生产装配精度可达性、操作稳定性、自然环境适应性和通用性，能够满足发射平台在任何环境下的连接要求，通过结构改进和优化，将锁紧机构出现的缺陷进行了逐步完善，其可靠性、工艺性、可操作性、可维护性均得到了提升，主要表现在以下方面：

（1）使用工况与设计状态吻合，能够自动和半自动解锁和锁紧；

（2）连接底座焊后整体加工，定位准确，避免因错位引起的偏载；

（3）将锁紧状态在操作装置的把手上显示，把手设置于底盘的尾部，锁紧状态一目了然，便于操作和检查；

（4）操作方式由钢丝绳软连接改为推拉杆轴向刚性连接，使用双向操作，使锁紧与解锁均可进行人为控制，确保可靠锁紧和解锁；

（5）非人为操作下，锁紧过程自动锁止，能够有效保证工作人员人身安全；

（6）根据受力分析，锁盘与锁块的由静到动的临界摩擦角为13.7°，实际设计值取8°，设计安全系数1.7，试验最小安全系数为1.87；

（7）锁块滑道设计为平槽，锁块边缘设计为圆角，避免因工艺、加工误差和装配等因素产生的卡滞；

（8）通过改变锁紧机构的锁盘半圆半径和锁块限位，避免锁紧机构对发射筒回转轴的过度锁紧现象；

（9）增加三处应急固锁装置，回位弹簧、挡块、锁止销三重防护确保锁紧可靠；

（10）对主要材料进行防腐防锈处理，为锁紧机构操作灵活性增加保障。

附图说明

图1为本发明所述高可靠快速锁紧机构主剖视图；

图2为本发明所述高可靠快速锁紧机构侧剖视图；

图中：1、底座；2、推拉杆；3、铜套；4、锁盘；5、锁块；6、销轴；7、把手；8、套管；9、回位弹簧；10、橡胶垫；11、防尘罩；12、定位条；13、封板；14、挡块；15、固定螺栓；16、弹簧；17、止动销；18、止动片；19、钢丝绳。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1、图2所示，本发明所述高可靠快速锁紧机构包括底座1、推拉杆2、铜套3、锁盘4、锁块5、销轴6、把手7、套管8、回位弹簧9、橡胶垫10、防尘罩11、定位条12、封板13、挡块14、固定螺栓15、弹簧16、止动销17、止动片18、钢丝绳19；

所述底座1左侧下部为空腔，上部为半圆孔，空腔端部有固定螺栓15的连接孔和封板13连接孔，半圆孔旁有销轴6安装孔；底座1右侧上部为空腔，下部为滑道，滑道上方有止动销17连接孔，底座1右侧上平面、上斜面及右侧面有防尘罩11连接孔；所述推拉杆2水平放置于底座1左侧空腔中，由长杆和短杆销接而成，短杆与把手7通过螺栓连接，长杆外套有套管8，套管8与开孔的封板13焊接后螺接于底座1左侧空腔开口处上，锁块5通过螺纹连接于长杆的端头，推拉杆2、把手7和套管8组成操作装置；铜套3位于底座1的半圆孔内；锁盘4中间开有销孔，下侧面有摩擦自锁面，锁盘4的销孔与底座1的销孔位置对应，锁块5上侧为摩擦自锁面，与锁盘4的摩擦自锁面对应，锁块5底面位于底座1的内部滑道上，销轴6位于底座1和锁盘4的销孔中，销轴6两端设置有孔用挡圈，铜套3、锁盘4、锁块5和销轴6组成锁紧装置；挡块14、固定螺栓15和弹簧16位于底座1左侧空腔开口处，通过固定螺栓15固定于底座上组成固锁装置A，固定螺栓15起固定作用；回位弹簧9一端挂钩安装于推拉杆2的长杆上，另一端挂钩安装于定位条12上，定位条12位于底座1左侧开口处，回位弹簧9和定位条12组成固锁装置B；止动销17端头开孔和止动片18销接在一起，位于底座1滑道的上方，另一端与钢丝绳19连接，组成固锁装置C；橡胶垫10和防尘罩11位于底座1右侧滑道上方开口处，橡胶垫10和防尘罩11组成防尘装置防止泥沙、碎石等杂物入内。

上装筒吊装时，旋转挡块14脱离把手7，上装筒回转销持续下降过程中对锁盘4施加压力，锁盘4绕销轴6旋转，固定于定位条12的回位弹簧9对推拉杆2施加拉力在套管8中轴向移动，锁块5在滑道向底座1左侧移动，当上装回转销完全降至铜套3半圆孔时，锁盘4与锁块5的两摩擦自锁面连接，限制锁盘4的旋转自由度，此时推拉杆2的短杆可向下折叠90°，利用挡块14和弹簧16将与短杆连接的把手7固定，此时可将止动销17和止动片18插入底座1，完成吊装锁紧过程。解锁过程则与之相逆。

连接底座通过8个M20螺栓孔将锁紧机构固定于车架上，通过对操作装置推拉杆的操作实现解锁和锁紧，由锁盘4、锁块5、销轴6、底座1组成的锁紧装置将发射筒回转销锁定，挡块14、回位弹簧9、止动销17三重固锁保证锁紧可靠避免意外解锁。

1.提高摩擦自锁可靠性

锁盘4通过锁块5支撑起到锁止弹筒回转轴的作用，为便于锁盘4在吊装锁紧过程平滑过渡，其支撑面最好设计为斜面，而斜面角度将直接关系到锁止状态的可靠性。

根据分析临界摩擦角只与摩擦系数有关系，当锁紧机构的设计摩擦角β小于锁紧机构的临界摩擦角α便可实现自锁，消除锁紧机构锁块5位置变化带来的理论临界摩擦角变化的问题，避免了由于锁块未达到工作位置而出现的无法自锁的情况发生。

按油润滑工况取摩擦系数为0.12，可以求得锁块极限接触角α=13.7°，为避免在润滑条件发生改变、加工及装配存在误差等因素综合出现时，锁紧机构发生意外解锁现象，取α＝8°，安全系数为1.7。

上述分析从锁块5的结构讨论其理论接触角，未考虑回位弹簧9的作用力以及零件的自重。回位弹簧9为圆柱拉伸弹簧，弹簧提供的拉力方向与锁块5所受摩擦力方向相同，对自锁起增益作用，因此理论安全系数将大于1.7。

2.操作方式

利用轴向刚性连接的推拉杆2替代钢丝绳软连接，对锁块5进行双向操作。通过把手7将轴向硬性连接的推拉杆2向里推进，推拉杆2带动处于底座1滑道上的锁块5移动，此时锁块5脱离锁盘，无上装回转销情况下，锁盘4因自重和失去支撑，绕旋转销轴向锁块5方向旋转并解锁；有上装回转销轴情况下，发射筒回转销向上运动，带动锁盘4绕销轴6旋转并解锁。

3.锁盘及轴套设计

锁紧机构对发射筒回转轴过度锁紧，一方面会引起锁紧机构和发射筒回转轴的摩擦力加大，造成锁紧机构和发射筒回转轴磨损，另一方面底盘行驶过程中的震动会造成发射筒回转轴与锁紧机构锁盘4之间频繁的力作用，易使锁紧机构产生疲劳载荷。

通过调整发射筒回转轴与底座轴套和锁盘4的间隙避免过度锁紧现象发生。底座轴套半圆直径与发射筒回转轴直径的名义尺寸相等，轴套半圆与发射筒回转轴之间选择过渡配合配合（H7/k6），这样就能够保证发射筒的定位要求；而锁盘4半径设计为R30.5，确保孔轴之间径向存在0.5mm间隙。由于锁块5在弹簧力的作用下将对锁盘4产生一作用力，该力会使得锁盘4逆时针转动，导致锁盘4半圆与发射筒回转轴之间的0.5mm间隙被挤压，为保证间隙始终存在，在底座1的结构上设置锁块5的极限位置。

4.增加应急锁紧功能

锁紧机构使用过程中如发生摩擦自锁功能失效，为保证锁紧机构的锁紧功能不丧失，锁紧机构除具备摩擦自锁的功能外还应再配一套简单可靠的机械锁紧装置以实现应急锁紧功能，改进后的锁紧机构在锁块处于锁紧位置处的后部设置一可快速拆卸的止动销17，确保锁块始终能够起到锁紧作用。

5.材料选择

按照使用功能分类，锁紧机构零部件主要分为大载荷承载件和小载荷承载件，如锁盘4、锁块5、旋转销轴6和底座1属于大载荷承载件，其余则属于小载荷承载件。小载荷承载件一律选用不锈钢材料2Cr13，防止生锈带来的操作不便；而大承载件的材料选择则需要对其受力情况进行分析，然后选择性能等级较高加工性比较好的材料。

6.零部件材料防锈处理

操作装置、固锁装置、防尘装置等不锈钢材料不再做其他防锈方案。大承载零部件则进行渗锌工艺处理，包括底座1、锁盘4、锁块5和旋转销轴6。

7.多余物排除

由于锁紧机构是暴露在外面的，底盘行驶过程中各种多余物将会进入锁紧机构内部，尤其当多余物进入锁块5与底座1之间的滑道时，如多余物累积到一定程度且无法排除时将会影响锁块5的滑动或导致锁块5卡滞，直接后果为锁紧机构无法正常锁紧与解锁。

排污功能的实现主要靠将底座1中锁块5滑道与空腔打通，通过手动推拉锁块5在底座1中反复滑动可将滑道中的多余物推入底座1中的空腔内，定期清理底座1空腔内的多余物即可。

Claims (5)

1.一种高可靠快速锁紧机构，包括底座(1)，其特征在于：还包括推拉杆(2)、铜套(3)、锁盘(4)、锁块(5)、销轴(6)、把手(7)、套管(8)、回位弹簧(9)、橡胶垫(10)、防尘罩(11)、定位条(12)、封板(13)、挡块(14)、固定螺栓(15)、弹簧(16)、止动销(17)、止动片(18)、钢丝绳(19)；

所述底座(1)左侧下部为空腔，上部为半圆孔，空腔端部有固定螺栓(15)的连接孔和封板(13)连接孔，半圆孔旁有销轴(6)安装孔；底座(1)右侧上部为空腔，下部为滑道，滑道上方有止动销(17)连接孔，底座(1)右侧上平面、上斜面及右侧面有防尘罩(11)连接孔；所述推拉杆(2)水平放置于底座(1)左侧空腔中，由长杆和短杆销接而成，短杆与把手(7)连接，长杆外套有套管(8)，套管(8)与开孔的封板(13)焊接后螺接于底座(1)左侧空腔开口处上，锁块(5)连接于长杆的端头，推拉杆(2)、把手(7)和套管(8)组成操作装置；铜套(3)位于底座(1)的半圆孔内；锁盘(4)中间开有销孔，下侧面有摩擦自锁面，锁盘(4)的销孔与底座(1)的销孔位置对应，锁块(5)上侧为摩擦自锁面，与锁盘(4)的摩擦自锁面对应，锁块(5)底面位于底座(1)的内部滑道上，销轴(6)位于底座(1)和锁盘(4)的销孔中，销轴(6)两端设置有孔用挡圈，铜套(3)、锁盘(4)、锁块(5)和销轴(6)组成锁紧装置；挡块(14)、固定螺栓(15)和弹簧(16)位于底座(1)左侧空腔开口处，通过固定螺栓(15)固定于底座上组成固锁装置A；回位弹簧(9)一端挂钩安装于推拉杆(2)的长杆上，另一端挂钩安装于定位条(12)上，定位条(12)位于底座(1)左侧开口处，回位弹簧(9)和定位条(12)组成固锁装置B；止动销(17)端头开孔和止动片(18)销接在一起，位于底座(1)滑道的上方，另一端与钢丝绳(19)连接，组成固锁装置C；橡胶垫(10)和防尘罩(11)位于底座(1)右侧滑道上方开口处，橡胶垫(10)和防尘罩(11)组成防尘装置。

2.根据权利要求1所述的高可靠快速锁紧机构，其特征在于：所述短杆与把手(7)通过螺栓连接。

3.根据权利要求1所述的高可靠快速锁紧机构，其特征在于：所述锁块(5)通过螺纹连接于长杆的端头。

4.根据权利要求1所述的高可靠快速锁紧机构，其特征在于：上装筒吊装时，旋转挡块(14)脱离把手(7)，上装筒回转销持续下降过程中对锁盘(4)施加压力，锁盘(4)绕销轴(6)旋转，固定于定位条(12)的回位弹簧(9)对推拉杆(2)施加拉力在套管(8)中轴向移动，锁块(5)在滑道向底座(1)左侧移动，当上装回转销完全降至铜套(3)半圆孔时，锁盘(4)与锁块(5)的两摩擦自锁面连接，限制锁盘(4)的旋转自由度，此时推拉杆(2)的短杆可向下折叠90°，利用挡块(14)和弹簧(16)将与短杆连接的把手(7)固定，此时可将止动销(17)和止动片(18)插入底座(1)，完成吊装锁紧过程；解锁过程则与之相逆。

5.根据权利要求1所述的高可靠快速锁紧机构，其特征在于：连接底座通过8个M20螺栓孔将锁紧机构固定于车架上，通过对操作装置推拉杆的操作实现解锁和锁紧，由锁盘(4)、锁块(5)、销轴(6)、底座(1)组成的锁紧装置将发射筒回转销锁定，挡块(14)、回位弹簧(9)、止动销(17)三重固锁保证锁紧可靠避免意外解锁。