CN105240353B - 一种快速卡接锁定装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种快速卡接锁定装置，包括：螺帽(1)，螺套(2)，弹簧(3)，锁定销钉(4)，第一卡接支口(61)，第二卡接支口(51)；锁定销钉(4)一端与螺帽(1)固定连接，另一端插入锁定盲孔(52)中，螺套(2)套在锁定销钉(4)上，安装在端盖(6)的安装孔内，弹簧(3)套在锁定销钉(4)上，一端连接螺套(2)，另一端与锁定销钉(4)插入锁定盲孔(52)的一端相连；拔出或松开螺帽(1)，带动弹簧(3)伸缩，使得锁定销钉(4)在端盖(6)的安装孔中运动，实现端盖(6)及壳体(5)的安装、拆卸及锁定。本发明实现了狭小空间下结构间高精度、高可靠连接，结构紧凑、操作简易、可反复拆装、维修性好。

Description

一种快速卡接锁定装置

技术领域

本发明涉及一种卡接锁定装置。

背景技术

航天氢气气动机为火箭的核心动力部件，承担着能源转化的功能，其内部叶片为对湿度特别敏感的碳布纤维复合材料，介质为温度不大于215K、压力约4.8MPa的低温压力氢气。在试验、使用过程中壳体和端盖之间存在反复安装和拆卸的过程，且要求操作瞬时完成，以免内部叶片受潮性能下降或氢气泄露造成安全隐患，对连接快速性和可靠性要求较高；操作空间极其狭小，无法使用扳手、螺丝刀等工装工具，对操作的简易性要求较高。机械卡接锁定装置在机械领域应用相当的广泛，随着技术的发展和科技的进步，新型机械结构对卡接连接和锁定装置的实用性、简易性、操作性、可靠性、精度等方面提出更高了需求，传统的机械连接方式，如螺钉、螺栓、螺纹或卡箍连接，或其它类似工装配合使用，已无法满足实用性强、简易性高、操作性强、可靠性高、精度高、维修性好的要求。

国内外相关发明提出了具有代表性的结构。意大利亚利山德罗·卡塞瑟发明的机械连接装置中，两个耦合元件接触面区域采用一个延伸通过其接触面的孔，采用至少一个连接销分别插入两个耦合元件的孔中，连接销端部采用内螺纹与锁定销连接，实现与其它元件的耦合；法国考配特、巴克斯、舒尔曼尼等人在锁定头发明中为能够通过伸缩装置在包括至少两个伸缩部分的伸缩体中沿这着伸缩体的纵轴线移动，包括伸缩装置、锁定头、基体、释放装置、连接装置、操作机构等；曹李兴、潘延虹的一种直驱风电机组的机械锁定装置中，由锁定盘、锁定销、导向套、导向槽、导向销、手轮、平键及螺母组成，通过旋转首轮使平键推动驱动螺母，在导向销和导向槽的辅助下，推动锁定销直行，插入锁定盘的锁定孔中，实现锁定功能。

综合分析上述发明，其共性问题是结构较复杂、装置组成零件数量较多，操作使用繁琐，尤其是在狭小操作空间内无法通过简易的操作方式实现快速、高精度、高可靠、反复的安装与拆卸，在节约经济成本、人力成本和时间成本方面优势不够明显，无法适用实际需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本发明提供了一种快速卡接锁定装置，在操作空间狭小无法使用常规紧固件及工装工具的条件下，实现结构间高精度、高可靠的连接，具有结构紧凑、操作简易、可反复拆装、维修性好的特点，适用于两个耦合机械零件之间的连接。

本发明所采用的技术方案是：一种快速卡接锁定装置，包括：螺帽，螺套，弹簧，锁定销钉，第一卡接支口，第二卡接支口；第一卡接支口为端盖外层圆筒的内表面沿周向分布的凸起结构，每个凸起结构上设置有安装孔，安装孔从端盖的外表面贯穿凸起结构；第二卡接支口为壳体一端的外表面沿周向分布的凸起结构，第二卡接支口卡在端盖上对应的第一卡接支口和端盖的端面之间，在壳体上每个第二卡接支口后部表面设置有锁定盲孔；锁定销钉包括三段圆柱体，一端通过螺帽中心的安装孔与螺帽固定连接，另一端穿过端盖的安装孔插入壳体上的锁定盲孔中，锁定销钉与螺帽连接的一段圆柱体直径小于另两段圆柱体直径，锁定销钉与锁定盲孔连接的一段圆柱体直径大于另两段圆柱体直径；螺套包括两段直径不同的圆柱体，螺套通过中心的通孔套在锁定销钉上，螺套直径小的一段安装在端盖的安装孔内，螺套直径较大的一段圆柱体卡在螺帽和端盖之间；弹簧套在锁定销钉中段圆柱体外，一端连接螺套，另一端与锁定销钉插入锁定盲孔的一端相连，锁定销钉通过拔出螺帽回缩进入端盖的安装孔并压缩弹簧，通过弹簧反弹进入锁定盲孔。

所述锁定销钉插入锁定盲孔一端的圆柱体的两侧有被关于锁定销钉对称轴平行的两个平面切出的平面。

所述端盖由两个同轴的圆筒组成，两个圆筒的一端与端盖的圆形端面连接。

所述第一卡接支口沿端盖外层圆筒的内表面周向等夹角分布，与端面之间形成卡槽。

所述第二卡接支口沿壳体一端的外表面周向等夹角分布，数量与第一卡接支口一致。

所述壳体为圆筒形。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明与现有技术中采用常规的螺钉固定相比，本发明的卡接锁定装置预装在端盖上，通过弹簧、锁定销钉及卡接支口的配合，在操作空间狭小无法使用常规紧固件及工装工具的条件下，能够实现两个耦合机械零件的快速卡接安装、锁定与拆卸。

(2)本发明利用锁定销钉和锁定盲孔的相互配合，提高了端盖和壳体上卡接支口的卡紧定位精度，保证了壳体、端盖连接时具有较高的同心度，防止壳体、端盖的周向转动，限制了壳体、端盖的轴向位置，提高了两个相互耦合的设备的轴向承载能力，从而保证了连接的高精度和高可靠性。

(3)本发明与现有技术相比，能够实现反复拆装，实现了装置的重复利用，在操作时无需多次进行繁琐的装配，操作简单，节约了装配时间，提高了装配效率。

附图说明

图1为本发明的安装示意图；

图2为本发明安装示意图的局部放大图；

图3为本发明在端盖和壳体上的安装及使用示意图；

图4为本发明的螺帽结构示意图；

图5为本发明的锁紧销钉结构示意图；

图6为本发明的螺套结构示意图；

图7为本发明的螺套剖视图；

图8为壳体结构示意图；

图9为端盖结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种快速卡接锁定装置，包括：螺帽1，螺套2，弹簧3，锁定销钉4，第一卡接支口61，第二卡接支口51。如图4所示，螺帽1为圆柱形，圆柱形中心有安装孔；如图5所示，锁定销钉4包括三段圆柱体，一端的圆柱体表面加工有螺纹，另一端圆柱体两侧被关于锁定销钉4对称轴平行的两个平面切出两个对称平面，三段圆柱体的直接从加工有螺纹的一端起依次增大；如图6、图7所示，螺套2包括两段直径不同的圆柱体，直径较小的一段圆柱体外表面加工有螺纹，螺套2中心有通孔，沿螺套2的对称轴贯穿两段相连的圆柱体中心。如图2所示，螺帽1与锁定销钉4的一端通过螺纹连接，无相对运动；螺套2套在锁定销钉4上，螺套2加工有螺纹的一端通过螺纹安装在端盖6的安装孔内，无相对运动，螺套2直径较大的一段圆柱体卡在螺帽1和端盖6之间，锁定销钉4穿过端盖6的安装孔；弹簧3套在锁定销钉4中段圆柱体外，一端连接螺套2，另一端与锁定销钉4未与螺帽1相连的一端连接。如图9所示，本发明的卡接锁定装置预先安装在端盖6上，端盖6由两个同轴的圆筒组成，两个圆筒的一端与端盖6的圆形端面连接，端盖6外层圆筒的内表面分布有多个凸起结构，为第一卡接支口61，每个凸起结构对应一个安装孔，安装孔从端盖6的外表面开始贯穿第一卡接支口61；如图8所示，壳体5为圆筒形结构，圆筒形一端的外表面分布有多个凸起结构，为第二卡接支口51，第二卡接支口51卡在端盖6上对应的第一卡接支口61和端盖6的端面之间，在壳体5上每个第二卡接支口51后部表面设置有锁定盲孔52，锁定销钉4穿过端盖6的安装孔后卡接在锁定盲孔52中，依靠锁定销钉4与锁定盲孔52的作用防止壳体5周向转动，实现壳体5与端盖6之间的卡接锁定、可反复拆装使用的可靠连接。

如图1，图3(a)、(b)所示，安装时，向端盖6外侧拔起螺帽1，锁定销钉4回缩，压缩弹簧3，当锁定销钉4下端完全缩回至端盖6的安装孔里时，第二卡接支口51插入端盖6的两个第一卡接支口61之间，旋转后，第二卡接支口51与第一卡接支口61重合，第二卡接支口51卡在对应的第一卡接支口61和端盖6的圆形平板盖之间，锁定销钉4的下端与锁定盲孔52对应后，松开螺帽1使得锁定销钉4在弹簧3作用下进入锁定盲孔，在弹簧3的弹力作用下，锁定销钉4带动螺帽1反方向运动，直至螺帽1与螺套2相贴，实现卡接锁定装置的安装及锁定。拆卸时，向端盖6外侧拔起螺帽1，锁定销钉4回缩，压缩弹簧3，当销钉下端完全缩回至端盖6的安装孔里时，旋转壳体5、端盖6，第二卡接支口51和第一卡接支口61错开后进行拆卸，拆卸完成后，松开螺帽1使得锁定销钉4在弹簧3的作用下复位，实现拆卸。

螺帽1、螺套2、弹簧3和锁定销钉4与端盖6初次装配好之后，在端盖6与壳体5的安装与拆卸过程中，本发明的卡接锁定装置于端盖6均为一体的组合式结构，初次装配好之后在使用过程不用再次对其重新装配。壳体5与端盖6除采用各自的凸起结构连接外，锁定销钉4与壳体5上的锁定盲孔的配合使卡接锁定更可靠。

本发明适用于狭小空间，不需要使用扳手、螺丝刀等工具，仅靠简单手动操作就可完成安装与拆卸。同时，也适用于其它机械零件之间的连接。

本发明的快速卡接锁定装置可以应用在航天氢气气动机的壳体5和端盖6的安装和拆卸过程中。

本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知技术。

Claims (6)

1.一种快速卡接锁定装置，其特征在于，包括：螺帽(1)，螺套(2)，弹簧(3)，锁定销钉(4)，第一卡接支口(61)，第二卡接支口(51)；第一卡接支口(61)为端盖(6)外层圆筒的内表面沿周向分布的凸起结构，每个凸起结构上设置有安装孔，安装孔从端盖(6)的外表面贯穿凸起结构；第二卡接支口(51)为壳体(5)一端的外表面沿周向分布的凸起结构，第二卡接支口(51)卡在端盖(6)上对应的第一卡接支口(61)和端盖(6)的端面之间，在壳体(5)上每个第二卡接支口(51)后部表面设置有锁定盲孔(52)；锁定销钉(4)包括三段圆柱体，锁定销钉(4)一端通过螺帽(1)中心的安装孔与螺帽(1)固定连接，另一端穿过端盖(6)的安装孔插入壳体(5)上的锁定盲孔(52)中，锁定销钉(4)与螺帽(1)连接的一段圆柱体直径小于另两段圆柱体直径，锁定销钉(4)与锁定盲孔(52)连接的一段圆柱体直径大于另两段圆柱体直径；螺套(2)包括两段直径不同的圆柱体，螺套(2)通过中心的通孔套在锁定销钉(4)上，螺套(2)直径小的一段安装在端盖(6)的安装孔内，螺套(2)直径较大的一段圆柱体卡在螺帽(1)和端盖(6)之间；弹簧(3)套在锁定销钉(4)中段圆柱体外，一端连接螺套(2)，另一端与锁定销钉(4)插入锁定盲孔(52)的一端相连，锁定销钉(4)通过拔出螺帽(1)回缩进入端盖(6)的安装孔并压缩弹簧(3)，通过弹簧(3)反弹进入锁定盲孔(52)。

2.根据权利要求1所述的一种快速卡接锁定装置，其特征在于：所述锁定销钉(4)插入锁定盲孔(52)一端的圆柱体的两侧有被关于锁定销钉(4)对称轴平行的两个平面切出的平面。

3.根据权利要求1或2所述的一种快速卡接锁定装置，其特征在于：所述端盖(6)由两个同轴的圆筒、圆形端面组成，两个圆筒的一端与端盖(6)的圆形端面连接。

4.根据权利要求3所述的一种快速卡接锁定装置，其特征在于：所述 第一卡接支口(61)沿端盖(6)外层圆筒的内表面周向等夹角分布，与端盖(6)之间形成卡槽。

5.根据权利要求4所述的一种快速卡接锁定装置，其特征在于：所述第二卡接支口(51)沿壳体(5)一端的外表面周向等夹角分布，数量与第一卡接支口(61)一致。

6.根据权利要求1或2所述的一种快速卡接锁定装置，其特征在于：所述壳体(5)为圆筒形。