CN107763020B - 一种基于预紧力缓释的低冲击分离螺母 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于预紧力缓释的低冲击分离螺母，其特征在于，该分离螺母包括：盖(2)和壳体(7)；所述壳体(7)的下表面设有向内凸起的中空圆柱体；所述盖(2)与壳体(7)匹配固定，盖(2)与壳体(7)中间形成空腔结构；所述空腔结构内部设有：螺栓(1)、挡块(3)、缓释环(4)、分瓣螺母(5)、箍套(6)、活塞(8)、活塞盘(9)和挡圈(10)；本发明的低冲击分离螺母通过增加缓释环，延长了螺栓预紧力的释放时间，降低了分离螺母相邻安装结构上的冲击响应；因此本发明通过缓释环的应用，在不改变高可靠、快响应、高同步等特点的前提下，克服了传统分离螺母冲击响应大的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及低冲击分离螺母领域，具体地涉及一种基于预紧力缓释的低冲击分离螺母。
背景技术
分离螺母在许多领域有广泛应用，尤其是航天领域。在航天领域的早期，分离的可靠性是第一目标，如果分离螺母解锁失败，整个任务也面临失败。随着分离螺母的改进，可靠性问题逐步得到解决，关注点也转移到了降低分离时周围结构的冲击响应上。
分离螺母连接两物体时，通常是被固定或压在某一物体上，其中的螺栓穿过两物体后旋入螺母并拧紧。产生的轴向预紧力储存在分离螺母中。预紧力所储存的能量在分离时突然释放，会导致一个轴向方向的冲击。同时另一个冲击源来自分离螺母内部的结构撞击，通常分瓣螺母内部有螺纹，外部被可移动的箍套限位。当解锁时，在活塞的带动下箍套从分瓣螺母上移走，分瓣螺母释放螺杆。活塞、箍套、分瓣螺母、螺杆的快速移动会导致分离螺母内部的结构撞击并产生相应的冲击。还有一个冲击来源是分离螺母的驱动器，最常用的驱动器是火工起爆器，很显然它的爆炸会产生冲击。研究表明，预紧力释放产生的冲击在整个冲击源中占比达到40％以上。
为了降低冲击做过很多尝试，如使用记忆合金驱动。它确实能起到降低冲击的目标，但需要大量的电流和时间，在一些电流资源紧张、要求快响应和高同步性的任务中是不允许的。
因此，需要提供一种高可靠、快响应、高同步和低冲击的分离螺母，解决以往分离螺母产生大冲击的问题。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种基于预紧力缓释的低冲击分离螺母。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种基于预紧力缓释的低冲击分离螺母，该分离螺母包括：盖和壳体；所述壳体的下表面设有向内凸起的中空圆柱体；
所述盖与壳体匹配固定，盖与壳体中间形成空腔结构；
所述空腔结构内部设有：螺栓、挡块、缓释环、分瓣螺母、箍套、活塞、活塞盘和挡圈；
所述盖的中心设有圆孔，螺栓穿过盖中心的圆孔与分瓣螺母匹配固定；
所述挡块位于盖的下表面和分瓣螺母的上表面之间；
所述分瓣螺母的上表面中部设有凹槽，所述缓释环嵌设在分瓣螺母的凹槽内；
所述活塞盘位于分瓣螺母的下方；
所述活塞盘和壳体向内凸起的中空圆柱体的四周套设有活塞；
所述分瓣螺母和活塞的四周套设有箍套；
所述箍套的内侧壁下端与活塞的外侧壁上端匹配固定；
所述箍套的下表面与壳体的内侧壁之间安装有挡圈。
进一步，所述缓释环是中空的柱状结构，缓释环的顶面是斜面；所述挡块是锲形块状，顶面是平面，底面是斜面；所述挡块的底面与缓释环的顶面配合固定。
进一步，所述缓释环为纯铝或有较大塑性的铝合金材料。
进一步，所述盖的下端设有突起，突起的外侧壁设有外螺纹；所述壳体是圆柱形的中空结构，壳体的内侧壁上端设有内螺纹；所述壳体的内螺纹与盖下端突起的外螺纹匹配固定。
进一步，所述箍套的内侧壁下端设有螺纹；所述活塞的外侧壁上端设有螺纹；所述箍套内侧壁下端的螺纹与活塞外侧壁上端的螺纹匹配固定。
进一步，所述箍套的内侧壁开设有凹槽；所述分瓣螺母外侧壁开设有凹槽；所述箍套内侧壁的凹槽与分瓣螺母外侧壁的凹槽配合组成空腔，用来约束分瓣螺母的贴合与打开。
进一步，所述活塞盘的上表面呈锥形结构，下表面设有凹槽。
进一步，所述壳体下表面的向内凸起的中空圆柱体位于活塞盘下表面的凹槽内。
进一步，所述分瓣螺母内侧壁上设有内螺纹；所述螺栓的外侧壁设有外螺纹；所述分瓣螺母的内螺纹与螺栓的外螺纹匹配固定。
锁紧状态时，所述缓释环嵌设在分瓣螺母的凹槽内，箍套从周向约束分瓣螺母，分瓣螺母的内螺纹与螺栓的外螺纹匹配固定；
解锁状态时，起爆器起爆，并在活塞盘与活塞间建压，箍套被活塞拉动并解除对分瓣螺母的约束，分瓣螺母在轴向力的作用下沿挡块的斜面向外运动，并拉断缓释环，从而解除分瓣螺母对螺栓的约束，实现解锁。
本发明的有益效果如下：
本发明的低冲击分离螺母通过增加缓释环，延长了螺栓预紧力的释放时间，降低了分离螺母相邻安装结构上的冲击响应；因此本发明通过缓释环的应用，在不改变高可靠、快响应、高同步等特点的前提下，克服了传统分离螺母冲击响应大的缺点。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出了本发明的基于预紧力缓释的低冲击分离螺母示意图；
其中，1.螺栓 2.盖 3.挡块 4.缓释环 5.分瓣螺母 6.箍套 7.壳体 8.活塞 9.活塞盘 10.挡圈。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1
一种基于预紧力缓释的低冲击分离螺母，该分离螺母包括：盖2和壳体7；所述壳体7的下表面设有向内凸起的中空圆柱体；
所述盖2与壳体7匹配固定，盖2与壳体7中间形成空腔结构；
所述空腔结构内部设有：螺栓1、挡块3、缓释环4、分瓣螺母5、箍套6、活塞8、活塞盘9和挡圈10；
所述盖2的中心设有圆孔，螺栓1穿过盖2中心的圆孔与分瓣螺母5匹配固定；
所述挡块3位于盖2的下表面和分瓣螺母5的上表面之间；
所述分瓣螺母5的上表面中部设有凹槽，所述缓释环4嵌设在分瓣螺母5的凹槽内；
所述活塞盘9位于分瓣螺母5的下方；
所述活塞盘9和壳体7向内凸起的中空圆柱体的四周套设有活塞8；
所述分瓣螺母5和活塞8的四周套设有箍套6；
所述箍套6的内侧壁下端与活塞8的外侧壁上端匹配固定；
所述箍套6的下表面与壳体7的内侧壁之间安装有挡圈10。
所述缓释环4是中空的柱状结构，缓释环4的顶面是斜面；所述挡块3是锲形块状，顶面是平面，底面是斜面；所述挡块3的底面与缓释环4的顶面配合固定。
所述缓释环4为纯铝或有较大塑性的铝合金材料。
所述盖2的下端设有突起，突起的外侧壁设有外螺纹；所述壳体7是圆柱形的中空结构，壳体7的内侧壁上端设有内螺纹；所述壳体的内螺纹与盖2下端突起的外螺纹匹配固定。
所述箍套6的内侧壁下端设有螺纹；所述活塞8的外侧壁上端设有螺纹；所述箍套6内侧壁下端的螺纹与活塞8外侧壁上端的螺纹匹配固定。
所述箍套6的内侧壁开设有凹槽；所述分瓣螺母5外侧壁开设有凹槽；所述箍套6内侧壁的凹槽与分瓣螺母5外侧壁的凹槽配合组成空腔。
所述活塞盘9的上表面呈锥形结构，下表面设有凹槽。
所述壳体7下表面的向内凸起的中空圆柱体位于活塞盘9下表面的凹槽内。
所述分瓣螺母5内侧壁上设有内螺纹；所述螺栓1的外侧壁设有外螺纹；
所述分瓣螺母5的内螺纹与螺栓1的外螺纹匹配固定。
锁紧状态时，缓释环4嵌设在分瓣螺母5内，箍套6从周向约束分瓣螺母5，分瓣螺母5的内螺纹与螺栓1的外螺纹匹配固定；
解锁状态时，起爆器起爆并在活塞盘9与活塞8间建压，箍套6被活塞8拉动并解除对分瓣螺母5的约束，分瓣螺母5在螺栓1的预紧力和活塞盘9的推动作用下沿挡块3的斜面向外运动，并拉断缓释环4，从而解除分瓣螺母5对螺栓1的约束，实现解锁。
本发明增加的缓释环4延长了螺栓1预紧力的释放时间，降低了相邻结构上的冲击响应。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (9)
1.一种基于预紧力缓释的低冲击分离螺母，其特征在于，该分离螺母包括：盖(2)和壳体(7)；所述壳体(7)的下表面设有向内凸起的中空圆柱体；
所述盖(2)与壳体(7)匹配固定，盖(2)与壳体(7)中间形成空腔结构；
所述空腔结构内部设有：螺栓(1)、挡块(3)、缓释环(4)、分瓣螺母(5)、箍套(6)、活塞(8)、活塞盘(9)和挡圈(10)；
所述盖(2)的中心设有圆孔，螺栓(1)穿过盖(2)中心的圆孔与分瓣螺母(5)匹配固定；
所述挡块(3)位于盖(2)的下表面和分瓣螺母(5)的上表面之间；
所述分瓣螺母(5)的上表面中部设有凹槽，所述缓释环(4)嵌设在分瓣螺母(5)的凹槽内；
所述活塞盘(9)位于分瓣螺母(5)的下方；
所述活塞盘(9)和壳体(7)向内凸起的中空圆柱体的四周套设有活塞(8)；
所述分瓣螺母(5)和活塞(8)的四周套设有箍套(6)；
所述箍套(6)的内侧壁下端与活塞(8)的外侧壁上端匹配固定；
所述箍套(6)的下表面与壳体(7)的内侧壁之间安装有挡圈(10)。
2.根据权利要求1所述的低冲击分离螺母，其特征在于，所述缓释环(4)是中空的柱状结构，嵌设在分瓣螺母(5)的凹槽内；
所述挡块(3)是楔 形块状，顶面是平面，底面是斜面；
所述挡块(3)的底面与缓释环(4)的顶面配合固定。
3.根据权利要求1或2所述的低冲击分离螺母，其特征在于，所述缓释环(4)为纯铝或有较大塑性的铝合金材料。
4.根据权利要求1所述的低冲击分离螺母，其特征在于，所述盖(2)的下端设有突起，突起的外侧壁设有外螺纹；
所述壳体(7)是圆柱形的中空结构，壳体(7)的内侧壁上端设有内螺纹；
所述壳体的内螺纹与盖(2)下端突起的外螺纹匹配固定。
5.根据权利要求1所述的低冲击分离螺母，其特征在于，所述箍套(6)的内侧壁下端设有螺纹；
所述活塞(8)的外侧壁上端设有螺纹；
所述箍套(6)内侧壁下端的螺纹与活塞(8)外侧壁上端的螺纹匹配固定。
6.根据权利要求1所述的低冲击分离螺母，其特征在于，所述箍套(6)的内侧壁开设有凹槽；
所述分瓣螺母(5)外侧壁开设有凹槽；
所述箍套(6)内侧壁的凹槽与分瓣螺母(5)外侧壁的凹槽配合组成空腔。
7.根据权利要求1所述的低冲击分离螺母，其特征在于，所述活塞盘(9)的上表面呈锥形结构，下表面设有凹槽。
8.根据权利要求1所述的低冲击分离螺母，其特征在于，所述壳体(7)下表面的向内凸起的中空圆柱体位于活塞盘(9)下表面的凹槽内。
9.根据权利要求1所述的低冲击分离螺母，其特征在于，所述分瓣螺母(5)内侧壁上设有内螺纹；所述螺栓(1)的外侧壁设有外螺纹；
所述分瓣螺母(5)的内螺纹与螺栓(1)的外螺纹匹配固定。
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