CN104896009B - 落锤实验系统用防反冲装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种落锤实验系统用防反冲装置，包括掩体，上传动接头、下传动接头、弹簧、套筒，所述掩体为开口向下的桶体，桶体由围筒和底盖组成，底盖上带有中心圆形通孔，底盖的上表面加工有环形凹槽；环形凹槽中放置有弹簧和套筒，弹簧为圆形截面圆柱螺旋压缩弹簧；弹簧上端安装有上传动接头，上传动接头为圆柱体，下表面带有环形凹槽和中心圆形台阶凸台，台阶凸台由大径和小径组成；上传动接头下端连接有下传动接头，下传动接头为带有中心圆形凸台的圆柱体，下传动接头的凸台上表面加工有中心螺纹孔，下传动接头的台阶面与掩体的底盖接触。本发明能有效防止实验样弹内发射药或推进剂意外点火产生的反冲力对落锤加载系统的破坏。

Description

落锤实验系统用防反冲装置

技术领域

本发明属于含能材料实验室实验装置技术领域，涉及一种防止爆炸气体对物体产生反冲作用的防反冲装置，特别涉及一种适用于落锤加载系统的防反冲装置。

背景技术

含能材料在发射、侵彻过程中受到惯性冲击压缩作用，含能材料的响应首先表现为动力学响应,进而影响其点火性能，因此，含能材料在冲击压缩条件下的动态力学响应特性已成为武器研制部门关心的重点问题之一。

目前，国内外评估含能材料抗冲击性能的方法主要有实弹射击实验和实验室模拟实验。前者存在实验周期长、费用高、重复性差、获得测试数据难度大等缺点。因此，国内外建立了多种实验室模拟实验装置，用于研究含能材料在冲击压缩过程中的力学响应特性。王世英等人在文献“榴弹炸药装药发射早炸的模拟实验系统研究”(兵工学报，2002年11月，第23卷第4期541页)中报道了一种落锤实验系统，该系统的原理为：利用从一定高度自由落体的重锤直接冲击实验样弹，含能材料置于实验样弹内，通过安装于实验样弹底部的传感器,记录实验样弹内含能材料试样所受应力载荷历程，同时观测含能材料的反应情况。该系统可有效由于炸药装药的动态力学响应研究，但其用于发射药或推进剂装药的动态力学响应研究时，存在很大的安全性问题，这是因为发射药或推进剂装药在冲击压缩载荷作用下发生点火后，反应产物沿落锤下降的方向的反向产生很强烈的作用力，该反冲力作用于重锤后，使得重锤获得很高的上升速度，极易对整个加载系统造成破坏，故现有系统难以应用于发射药或推进剂装药的动态力学响应研究。

发明内容

为了克服现有技术的不足和缺陷，本发明提供一种落锤实验系统用防反冲装置，既可以将落锤自由落体的力传递到实验样弹，又能有效防止实验样弹内发射药或推进剂意外点火产生的反冲力对落锤加载系统的破坏。

本发明提供的落锤实验系统用防反冲装置，包括掩体5，其特征在于，还包括上传动接头1、下传动接头4、弹簧2、套筒3，所述掩体5为开口向下的桶体，桶体由围筒和底盖组成，底盖上带有中心圆形通孔5-2，底盖的上表面加工有环形凹槽5-1；环形凹槽5-1中置有弹簧2和套筒3，套筒3为圆筒体，弹簧2置于套筒3内部，弹簧2为圆形截面圆柱螺旋压缩弹簧；弹簧2上端安装有上传动接头1，上传动接头1为圆柱体，下表面带有环形凹槽1-1和中心圆形台阶凸台，台阶凸台由大径和小径组成，小径上加工有外螺纹1-2；上传动接头1下端连接有下传动接头4，下传动接头4为带有中心圆形凸台的圆柱体，下传动接头4的凸台上表面加工有中心螺纹孔4-1，下传动接头4的台阶面与掩体5的底盖接触。

所述套筒3的高度与装配后的弹簧2的圆柱面高度之比为1:1.5～2。所述下传动接头4的中心圆形凸台的长径比为1:1～3。

本发明的落锤实验系统用防反冲装置，带来的技术效果体现为：

在落锤与实验样弹之间加入防反冲装置，推进剂或发射药意外点火时，首先对防反冲装置加载做功，但掩体可以阻挡防反冲装置的反向运动，此时，由防反冲装置再将动能传递给落锤时，已不足以使其获得很高的反冲速度，进而对实验系统进行保护。

附图说明

图1是本发明的落锤实验系统用防反冲装置结构示意图。

图2是本发明中上传动接头的结构示意图。

图3是本发明中下传动接头的结构示意图。

图4是本发明中掩体的结构示意图。

图中的标号分别表示：1、上传动接头，2、弹簧，3、套筒，4、下传动接头，5、掩体，1-1、环形凹槽，1-2、外螺纹，4-1、螺纹孔，5-1、环形凹槽，5-2、圆形通孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，需要说明的是本发明不局限于以下具体实施例，凡在本发明技术方案基础上进行的同等变换均在本发明的保护范围内。

如图1-图4所示，本实施例给出一种落锤实验系统用防反冲装置，包括掩体5，其特征在于，还包括上传动接头1、下传动接头4、弹簧2、套筒3，所述掩体5为开口向下的桶体，桶体由钢制围筒和钢制底盖焊接而成，底盖上加工有中心圆形通孔5-2，底盖的上表面加工有环形凹槽5-1；环形凹槽5-1中放置有弹簧2和套筒3，套筒3为钢制圆筒体，套筒3的外径比环形凹槽5-1的大径小4mm，弹簧2置于套筒3内部，弹簧2为圆形截面圆柱螺旋压缩弹簧，材料为碳素弹簧钢丝(GB4357)；弹簧2上端安装有上传动接头1，上传动接头1为钢制圆柱体，下表面加工有环形凹槽1-1和中心圆形台阶凸台，环形凹槽1-1与弹簧2的上端紧密接触，台阶凸台由大径和小径组成，小径上加工有外螺纹1-2；上传动接头1下端连接有下传动接头4，下传动接头4为带有中心圆形凸台的钢制圆柱体，下传动接头4的中心圆形凸台直径与上传动接头1的台阶凸台大径相等，下传动接头4的凸台上表面加工有中心螺纹孔4-1，用于和上传动接头1的外螺纹1-2连接，下传动接头4的台阶面与掩体5的底盖下表面接触。

本实施例中，套筒3的高度与装配后的弹簧2的圆柱面高度之比为1:1.5。

所述下传动接头4的中心圆形凸台的长径比为1:2。

所述落锤实验系统用防反冲装置装配完成后，上传动接头1的圆柱面与下传动接头4的圆柱面的同轴度不大于0.5mm，上传动接头1的上表面与下传动接头4的圆柱面的垂直度不大于0.5mm，下传动接头4的下表面与下传动接头4的圆柱面的垂直度不大于0.5mm。

所述掩体5的中心圆形通孔5-2内径比下传动接头4的中心圆形凸台直径大4mm。

本发明的使用方法及工作原理如下：先将弹簧2和套筒3放入掩体5的环形凹槽5-1中，再将下传动接头4的中心圆形凸台从掩体5的中心圆形通孔5-2中自下向上伸出，再将上传动接头1与下传动接头4通过螺纹连接，螺纹在拧紧的过程中，弹簧2发生压缩变形，弹簧2轴向变形产生的弹力略大于上传动接头1和下传动接头4组合体的重力，以确保下传动接头4的台阶面与掩体5底盖的下端面接触，确保上传动接头1和下传动接头4轴线竖直向下。将样弹放入掩体5中，确保样弹与上传动接头1和下传动接头4组合体共轴线，样弹上端与下传动接头4下端接触。实验时，将落锤提升至一定高度后自由释放，落锤撞击上传动接头1，驱动上传动接头1和下传动接头4组合体向下运动，并将作用力传递给样弹，对样弹进行冲击压缩实验，当上传动接头1向下运动至与套筒3接触时，套筒3会阻挡其继续运动，用以防止弹簧2发生过大的压缩变形而损坏。当样弹中的推进剂或发射药发生意外点火时，产生的高温高压气体产物直接作用于下传动接头4并驱动其发生反向运动，下传动接头4运动至台阶面与掩体5接触时，由于掩体5质量很大并与地面连接，掩体5会阻挡下传动接头4的运动，进而阻挡了下传动接头4将动量传递给落锤，避免了落锤获得很高的反冲速度，进而对实验系统进行了保护。

本发明的落锤实验系统用防反冲装置，可以有效阻挡落锤获得很高的反冲速度，进而对实验系统进行防护。实验结果表明，在落锤与实验样弹之间加入防反冲装置后，落锤实验系统对样弹进行冲击压缩实验可以正常进行，测试结果不会受到影响，当推进剂或发射药意外点火时，落锤的反冲高度不超过20cm，不会对实验系统造成损坏。

Claims (3)

1.一种落锤实验系统用防反冲装置，包括掩体(5)，其特征在于，还包括上传动接头(1)、下传动接头(4)、弹簧(2)、套筒(3)，所述掩体(5)为开口向下的桶体，桶体由围筒和底盖组成，底盖上带有中心圆形通孔(5-2)，底盖的上表面带有环形凹槽(5-1)；环形凹槽(5-1)中置有弹簧(2)和套筒(3)，套筒(3)为圆筒体，弹簧(2)置于套筒(3)内部，弹簧(2)为圆形截面圆柱螺旋压缩弹簧；弹簧(2)上端安装有上传动接头(1)，上传动接头(1)为圆柱体，下表面带有环形凹槽(1-1)和中心圆形台阶凸台，台阶凸台由大径和小径组成，小径上带有外螺纹(1-2)；上传动接头(1)下端连接有下传动接头(4)，下传动接头(4)为带有中心圆形凸台的圆柱体，下传动接头(4)的凸台上表面带有中心螺纹孔(4-1)，下传动接头(4)的台阶面与掩体(5)的底盖接触。

2.如权利要求1所述落锤实验系统用防反冲装置，其特征在于，所述套筒(3)的高度与装配后的弹簧(2)的圆柱面高度之比为1:1.5～2。

3.如权利要求1所述落锤实验系统用防反冲装置，其特征在于，所述下传动接头(4)的中心圆形凸台的长径比为1:1～3。