CN108839812A - 一种弹射缓冲装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弹射缓冲装置，当大负载装置高速运行至缓冲装置时，大负载装置携带的撞击块碰撞到梯形铝合金块上，铝合金块在巨大的冲击载荷作用下发生变形至被压溃，依靠铝合金块的压溃变形来耗散一部分冲击能量，并大幅度降低撞击瞬间的最大过载。随后由阻拦臂拉动左右两边对称液压油缸的活塞杆作外行程运动，利用油缸内液压油的阻尼作用进行二次缓冲，快速完成负载装置动能的消耗。本发明提出的“对称布局双液压缓冲阻尼油缸+梯形铝合金块”的组合式缓冲方案，在有限行程内实现大负载运动部件的完全缓冲制动，削减强烈的碰撞，进而保护负载装置不被损坏。

Description

一种弹射缓冲装置

技术领域

本发明属于工程部件领域，具体涉及一种弹射缓冲装置。

背景技术

目前，高速、大负载碰撞缓冲广泛应用于各类弹射试验中，其中某些大负载装置对撞击过程中的最大过载或缓冲制动行程有着严格的要求。缓解冲击载荷的装置一般有空气阻尼式的、弹簧结构的、橡胶的、干摩擦式的，也有液压的，但一般为单级缓冲系统且不能满足高速、大负载情况下的碰撞缓冲要求，存在弹射后负载装置无法停止、或停止后极易损坏负载装置等缺点，而普通的多级缓存系统则占用较大的空间，成本高。

如发明专利201110105902.8 公开了《一种汽车碰撞吸能缓冲装置》，该装置通过液压缸活塞运动挤压工作腔内的液压油液，依靠液压油的阻尼作用对作用在上面的物体进行缓冲至停止，从而对撞击物体起到一定的保护作用。但是碰撞过程中牵引小车的瞬间撞击力是巨大的，仅仅依靠液压阻尼作用很难在瞬间将巨大的撞击能量完全吸收转化，并且会对液压缸本身造成一定的损坏。

如专利CN 203453343 U 公开了一种《高速弹射缓冲装置》，该装置为四级缓冲系统包括橡筋缓冲、海绵缓冲单元、弹簧缓冲单元和液压缓冲单元，通过第一级高硬度海绵分解初撞应力，通过第二级橡筋、第三级弹簧来降低小车速度，通过第四级液压停止缓冲器将剩余的能量吸收使其停止。但是该装置结构过于复杂，不易安装，另外在高速大负载撞击时瞬间冲击力是极大的，可能导致其海绵、橡筋破碎飞溅，弹簧受挤压严重变形，从而无法进行有效缓冲，且飞溅物易对周围环境造成危害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种弹射缓冲装置，解决了现有的缓冲装置不能满足大负载装置在高速运行时于有限行程内进行缓冲的问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种弹射缓冲装置，包括阻拦臂、梯形铝合金块、两个液压油缸、两个前固定法兰、四个后固定筋板和两个耳环压盖，所述弹射缓冲装置设置在导轨平台上，阻拦臂其底部开有用于装配在导轨平台上的导轨的卡槽，其后端面设有矩形凹槽，两侧有伸出连接臂，两个液压油缸对称的设置在阻拦臂两侧，分别与阻拦臂两侧的连接臂固连，连接臂外侧通过耳环压盖压紧限位，所述梯形铝合金块固定在阻拦臂后端面矩形凹槽内，两个前固定法兰分别套在两个液压油缸上，前固定法兰固定导轨平台上，每个液压油缸的油缸底两侧设有两个后固定筋板，通过销轴与液压油缸的支耳缸底连接，并通过销轴套限位，后固定筋板固定导轨平台上。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

（1）提出“对称布局双液压缓冲阻尼油缸+梯形铝合金块”的组合式缓冲方案，在有限行程内实现大负载运动部件的完全缓冲，削减强烈的碰撞。

（2）采用特有的吸能元件梯形铝合金块，利用依次间隔排列的直槽口通孔的易于压溃的吸能特性，改善缓冲系统的吸能效率、提高耐撞性，在保障梯形铝合金块刚度和强度的前提下，通过优化设计提高梯形铝合金块的耐撞性和能量吸收性能，大幅度降低撞击瞬间的最大过载，从而保护大负载装置不被损坏。

（3）结构简单，易于安装操作，两级缓冲可靠度高。

附图说明

图1为本发明弹射缓冲装置的整体结构示意图。

图2为本发明弹射缓冲装置安装在固定导轨平台上的俯视图。

图3为本发明弹射缓冲装置的液压油缸剖面示意图。

图4为本发明弹射缓冲装置的液压油缸中震击管示意图。

图5为本发明弹射缓冲装置的缓冲效果俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

本发明提出了一种弹射缓冲装置，用于弹射试验小车，测试车辆的碰撞性能，也可用于弹射弹体。利用“对称布局双液压缓冲阻尼油缸+梯形铝合金块”的组合式缓冲方案，构成能对制动初速度波动具有自适应能力的缓冲系统，对大负载装置高速运行遭碰撞引发的巨大冲击力进行吸能、耗能，降低最大过载，在短行程内耗散冲击能量，保护运行负载装置在撞击过程中不被损坏。

结合图1至图5，所述一种弹射缓冲装置，包括阻拦臂1、梯形铝合金块2、两个液压油缸3、两个前固定法兰4、四个后固定筋板6和两个耳环压盖5。所述阻拦臂1其底部开有用于安装在导轨13上的卡槽，用于与导轨平台14上的导轨13连接，其后端面开有矩形凹槽，矩形凹槽内设有用于安装铝合金块2的一组螺纹孔，阻拦臂1两侧有伸出连接臂，两个液压油缸4左右对称的安装在阻拦臂两侧，分别与阻拦臂1两侧的连接臂固连，连接臂外侧通过耳环压盖5压紧限位，所述梯形铝合金块2通过螺栓固定安装于阻拦臂1后端面的矩形凹槽内，矩形凹槽宽度大于梯形铝合金块2的下底长度，易于变形压溃后的梯形铝合金块2方便取出。两个前固定法兰4分别套在两个液压油缸3上，前固定法兰4通过螺栓安装在固定导轨平台12上，每个液压油缸3的油缸底两侧设有两个后固定筋板6，通过销轴7与支耳缸底3-10连接，并通过销轴套8限位，后端固定筋板6焊接在固定导轨平台12上，通过固定在导轨平台12上的前固定法兰4和后固定筋板6，使液压油缸3完全固定。

所述梯形铝合金块2的外形为等腰梯形，其梯形面上开有等间距的直槽口通孔，所述直槽口通孔平行于梯形上下底。利用依次间隔排列的直槽口通孔的易于压溃的吸能特性，改善缓冲系统的吸能效率、提高耐撞性，在保障梯形铝合金块2刚度和强度的前提下，通过优化设计提高梯形铝合金块2的耐撞性和能量吸收性能，大幅度降低撞击瞬间的最大过载，从而保护大负载装置不被损坏。

进一步的，所述液压油缸3起缓冲作用，包括外缸筒3-1、震击管3-2、活塞杆3-3、活塞杆耳环3-4、导向套3-5、导向套压盖3-6、活塞杆尾部组件、铜活塞3-7、活塞锁紧螺母3-8、缸底堵盖3-9、支耳缸底3-10和缸底锁紧螺母3-11，震击管3-2设置在外缸筒3-1内，两者之间存在第一环形空腔，导向套3-5设置外缸筒3-1的前端，活塞杆3-3穿过导向套3-5设置在震击管3-2内，其前端伸出导向套3-5并与活塞杆耳环3-4固连，震击管3-2和活塞杆3-3之间存在第二环形空腔，导向套3-5底端伸入第二环形空腔，缸底堵盖3-9位于外缸筒3-1后端，震击管3-2的底端套在缸底堵盖3-9的中段上，活塞杆尾部组件底端抵住缸底堵盖3-9的前端，铜活塞3-7套在活塞杆尾部组件本体的底端，并用活塞锁紧螺母3-8锁紧，支耳缸底3-10套在外缸筒3-1底端与外缸筒3-1固连，并用缸底锁紧螺母3-11锁紧，导向套压盖3-6为环形，套在导向套3-5前端并与外缸筒3-1固连，第一空腔和第二空腔内均充满液压油，活塞杆耳环3-4套在阻拦臂3-1的连接臂上，并与其固连。

所述导向套3-5为圆筒形，在其中段上设有一圈环形凸起，导向套3-5内壁开有两个环形沟槽，从前向后依次用于设置防尘圈、密封圈；所述环形凸起与外缸筒3-1内壁紧密贴合，底端伸入第二环形空腔。

所述震击管3-2上自后向前依次间隔开有四个第一泄压孔3-2-1、十六个第二泄压孔3-2-2和二十五个第三泄压孔3-2-3，其中第一泄压孔3-2-1孔径最大，第三泄压孔3-2-3孔径最小，四个第一泄压孔3-2-1环形分布且靠近震击管3-2底端，十六第二泄压孔3-2-2分为四排，每排环形排布四个，二十五个第三泄压孔3-2-3依次向前排列，孔间距向前端依次减小，最前端的第三泄压孔3-2-3离震击管3-2前端留有距离。

所述活塞杆尾部组件包括尾部本体3-12、单向阀堵3-13、单向阀弹簧3-14、单向阀钢球3-15和圆环堵盖3-16，尾部本体3-12为三阶凸台，首段和尾段为螺纹连接段，中段侧壁上开有两个垂直交叉相通的第一通孔，底端开有一个与第一通孔相通的二阶通孔，上述二阶通孔靠近底端的第一阶孔孔径大，与第一通孔相通的第二阶孔孔径小，单向阀弹簧3-14设置在第二阶孔内，单向阀堵3-13设置在第一阶孔内，钢球3-15在单向阀弹簧3-14和阀堵3-13之间，并用圆环堵盖3-16堵住阀堵3-13。

所述前固定法兰4套在液压油缸外缸筒3-1上，并用螺栓将其与外缸筒3-1固连。

所述液压油缸后端固定筋板8与支耳缸底3-10用销轴7连接，支耳两边放置同等大小的销轴套8，并套在销轴7上，使液压油缸3完全固定，销轴7一端用螺母拧紧。

所述前固定法兰4通过螺栓安装在固定导轨平台12上，后端固定筋板6焊接在固定导轨平台12上。

本发明所述的弹射缓冲装置，其适用于速度高、负载大且缓冲行程短，缓冲工作过程如下：

将所述弹射缓冲装置安装在导轨平台12上，进行弹射试验小车，将试验小车通过推车机构固定在大负载装置10上，当大负载装置10高速运行至所述弹射缓冲装置时，试验小车弹出脱离后，推车机构仍留在大负载装置10上，且具有较高的速度，大负载装置10携带的撞击块9碰撞到梯形铝合金块2上，梯形铝合金块2在巨大的冲击载荷作用下发生变形至被压溃，依靠梯形铝合金块2的压溃变形来耗散一部分冲击能量，并大幅度降低撞击瞬间的最大过载。随后由阻拦臂1拉动左右两边对称液压油缸3的活塞杆耳环3-4作外行程运动，在活塞杆3-3被拉出的过程中，铜活塞3-7挤压活塞杆3-3与震击管3-2之间空腔中的液压油，使液压油通过震击管3-2上的泄压孔排入到震击管3-2与外缸筒3-1之间的空腔中，利用油缸内液压油的阻尼作用进行二次缓冲，快速完成负载装置动能的消耗。

Claims (8)

1.一种弹射缓冲装置，其特征在于：包括阻拦臂（1）、梯形铝合金块（2）、两个液压油缸（3）、两个前固定法兰（4）、四个后固定筋板（6）和两个耳环压盖（5），所述弹射缓冲装置设置在导轨平台（12）上，阻拦臂（1）其底部开有用于装配在导轨平台（12）上的导轨（11）的卡槽，其后端面设有矩形凹槽，两侧有伸出连接臂，两个液压油缸（3）对称的设置在阻拦臂（1）两侧，分别与阻拦臂（1）两侧的连接臂固连，连接臂外侧通过耳环压盖（5）压紧限位，所述梯形铝合金块（2）固定在阻拦臂（1）后端面矩形凹槽内，两个前固定法兰（4）分别套在两个液压油缸（3）上，前固定法兰（4）固定导轨平台（12）上，每个液压油缸（3）的油缸底两侧设有两个后固定筋板（6），通过销轴（7）与液压油缸（3）的支耳缸底（3-10）连接，并通过销轴套（8）限位，后固定筋板（6）固定导轨平台（12）上。

2.根据权利要求1所述的弹射缓冲装置，其特征在于：所述阻拦臂（1）两侧分别伸出连接臂用于连接液压油缸（3），阻拦臂（1）底部的卡槽内镶嵌有铜块，铜块并与导轨（11）配合，起到减磨、导向与承受偏心载荷的多重作用。

3.根据权利要求1所述的弹射缓冲装置，其特征在于：所述液压油缸（3）包括外缸筒（3-1）、震击管（3-2）、活塞杆（3-3）、活塞杆耳环（3-4）、导向套（3-5）、导向套压盖（3-6）、活塞杆尾部组件、铜活塞（3-7）、活塞锁紧螺母（3-8）、缸底堵盖（3-9）、支耳缸底（3-10）和缸底锁紧螺母（3-11），震击管（3-2）设置在外缸筒（3-1）内，两者之间存在第一环形空腔，导向套（3-5）设置外缸筒（3-1）的前端，活塞杆（3-3）穿过导向套（3-5）设置在震击管（3-2）内，其前端伸出导向套（3-5）并与活塞杆耳环（3-4）固连，震击管（3-2）和活塞杆（3-3）之间存在第二环形空腔，导向套（3-5）底端伸入第二环形空腔，缸底堵盖（3-9）位于外缸筒（3-1）后端，震击管（3-2）的底端套在缸底堵盖（3-9）的中段上，活塞杆尾部组件底端抵住缸底堵盖（3-9）的前端，铜活塞（3-7）套在活塞杆尾部组件本体的底端，并用活塞锁紧螺母（3-8）锁紧，支耳缸底（3-10）套在外缸筒（3-1）底端与外缸筒（3-1）固连，并用缸底锁紧螺母（3-11）锁紧，导向套压盖（3-6）为环形，套在导向套（3-5）前端并与外缸筒（3-1）固连，第一空腔和第二空腔内均充满液压油，活塞杆耳环（3-4）套在阻拦臂（3-1）的连接臂上，并与其固连。

4.根据权利要求3所述的弹射缓冲装置，其特征在于：所述导向套（3-5）为圆筒形，在其中段上设有一圈环形凸起，导向套（3-5）内壁开有两个环形沟槽，从前向后依次用于设置防尘圈、密封圈；所述环形凸起与外缸筒（3-1）内壁紧密贴合，底端伸入第二环形空腔。

5.根据权利要求3所述的弹射缓冲装置，其特征在于：所述震击管（3-2）上自后向前依次间隔开有四个第一泄压孔（3-2-1）、十六个第二泄压孔（3-2-2）和二十五个第三泄压孔（3-2-3），其中第一泄压孔（3-2-1）孔径最大，第三泄压孔（3-2-3）孔径最小，四个第一泄压孔（3-2-1）环形分布且靠近震击管（3-2）底端，十六第二泄压孔（3-2-2）分为四排，每排环形排布四个，二十五个第三泄压孔（3-2-3）依次向前排列，孔间距向前端依次减小，最前端的第三泄压孔（3-2-3）离震击管（3-2）前端留有距离。

6.根据权利要求3所述的弹射缓冲装置，其特征在于：所述活塞杆尾部组件包括尾部本体（3-12）、单向阀堵（3-13）、单向阀弹簧（3-14）、单向阀钢球（3-15）和圆环堵盖（3-16），尾部本体（3-12）为三阶凸台，首段和尾段为螺纹连接段，中段侧壁上开有两个垂直交叉相通的第一通孔，底端开有一个与第一通孔相通的二阶通孔，上述二阶通孔靠近底端的第一阶孔孔径大，与第一通孔相通的第二阶孔孔径小，单向阀弹簧（3-14）设置在第二阶孔内，单向阀堵（3-13）设置在第一阶孔内，钢球（3-15）在单向阀弹簧（3-14）和阀堵（3-13）之间，并用圆环堵盖（3-16）堵住阀堵（3-13）。

7.根据权利要求1所述的弹射缓冲装置，其特征在于：所述梯形铝合金块（2）的外形为等腰梯形，其梯形面上开有等间距的直槽口通孔，所述直槽口通孔平行于梯形上下底。

8.根据权利要求1所述的弹射缓冲装置，其特征在于：所述梯形铝合金块（2）通过螺栓固定于阻拦臂（1）后端面的矩形凹槽内，矩形凹槽宽度大于梯形铝合金块（2）的下底长度。