CN110160409B

CN110160409B - 一种异形截面弹体对接结构

Info

Publication number: CN110160409B
Application number: CN201910136661.XA
Authority: CN
Inventors: 魏毅寅; 刘乐华; 范景峰; 刘丹; 邓彦晨; 金亮
Original assignee: Beijing Electromechanical Engineering Research Institute
Current assignee: Beijing Electromechanical Engineering Research Institute
Priority date: 2019-02-25
Filing date: 2019-02-25
Publication date: 2022-02-08
Anticipated expiration: 2039-02-25
Also published as: CN110160409A

Abstract

本发明提供了一种异形截面弹体对接结构，该结构包括多段卡环，其通过上下和左右关键规则部位设置卡环、大曲率或异形边角部位铰接及面接触拟形配合、对接面材料匹配设计和卡环周向限位弹体对接结构，解决了现有技术存在的安装到位和拆卸困难、对卡环及弹体对应部位加工精度要求极高等问题，实现了异形截面弹体结构的高精度可靠对接，连接刚度高，安装和拆卸方便，对加工精度要求相对较低，通用性好，在导弹异形截面弹体对接方面具有广阔的应用前景。

Description

一种异形截面弹体对接结构

技术领域

本发明属于飞航导弹机械技术领域，特别是涉及一种异形截面弹体对接结构。

背景技术

飞航导弹弹体对接结构主要有螺纹连接、螺钉套接、螺栓盘式连接、楔环连接和卡环连接等五种，其中螺纹连接、楔环连接和卡环连接用于圆形截面对接，螺钉套接、螺栓盘式连接可用于圆形截面和异形截面弹体对接。

随着飞航导弹总体技术的发展，开始大量涌现异形截面弹体布局，对弹体对接刚度、对接和拆卸时间要求较高。而现阶段异形截面弹体对接皆采用螺钉套接和螺栓盘式连接，一般至少需要8个螺栓或螺钉进行连接，特别是在大弯矩或外界条件要求苛刻的情况下，螺栓或螺钉数量将大幅增加，装拆维护相对复杂，现有技术已无法满足技术发展要求。

楔环连接和卡环连接结构，在圆形截面弹体连接刚度和快速装拆方便具有一定优势。但对于异形截面弹体对接，直接套用圆形截面弹体楔环连接的方法无法实现安装，特别是曲率较大部位；若曲率较大部位不布置楔环、整体针对性分成几段楔环，则会大幅增加楔环周向限位结构，在装拆维护便利性方面相对传统螺钉套接、螺栓盘式对接已无优势，甚至还要更复杂。对于异形截面弹体对接，直接套用圆形截面弹体卡环连接方法，卡环斜面加工和安装精度方面的矛盾进一步大幅加剧；考虑到圆形截面卡环连接在加工和安装精度方面存在的问题，异形截面弹体卡环连接实现要求的加工和安装精度难度极大。所以有必要发展一种连接刚度好、装拆快速方便且对加工精度要求相对较低的异形截面弹体对接结构。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种异形截面弹体对接结构，充分利用卡环连接刚度好、装拆快速方便的优点，通过异形截面上下和左右关键规则部位设置卡环、大曲率或异形边角部位铰接及面接触拟形配合、对接面材料匹配设计和卡环周向限位弹体对接结构，解决了现有技术存在的安装到位和拆卸困难、对卡环及弹体对应部位加工精度要求极高等问题，连接刚度高，安装和拆卸方便，通用性好。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案如下：

一种异形截面弹体对接结构，包括至少三段卡环，卡环顺次连接后与异形截面弹体外围贴合，且异形截面交接大曲率处为两段卡环的铰接处，且至少有一对处于平滑处的卡环通过螺栓或者螺栓和螺母连接。

进一步的，所述卡环为五段，包括左卡环、左上卡环、右上卡环、右卡环、下卡环，所述左上卡环与左卡环、左卡环与下卡环、下卡环与右卡环、右卡环与右上卡环之间铰接，左上卡环与右上卡环通过螺栓或者螺栓和螺母连接。

进一步的，所述左上卡环与右上卡环长度相等且沿弹体纵平面对称，且左上卡环和右上卡环长度之和等于对应部位弹体左右铰接点距离的50％至70％；所述左卡环和右卡环长度相等且沿弹体纵平面对称，且左卡环或右卡环长度等于对应部位弹体上下铰接点距离的60％至80％；所述下卡环长度等于对应部位弹体左右铰接点距离的70％至90％。

进一步的，所述铰接配合尺寸为H7/g6,对应部位为面接触拟形配合。

进一步的，紧固卡环用螺栓与左上卡环、右上卡环设置预紧力，预紧力匹配弹体结构对接面处的设计弯矩，为使用弯矩的1.5倍以上。

进一步的，所述左卡环与右卡环中间部位沿航向两侧分别设置定位销，定位销与舱体小间隙配合。

进一步的，所述下卡环分成下左卡环和下右卡环，并通过螺栓紧固。

进一步的，所述卡环与对应弹体对接部位配对材料为两不同牌号合金钢，热处理硬度不低于HRC30，且两者硬度差为8HRC至13HRC，配对材料斜面表面光洁度不低于0.8μm。

进一步的，所述卡环为合金钢，斜面镀MoS2减摩层或类金刚石，镀层厚度为1-2μm；弹体待连接部位配对材料为铝合金，斜面镀MoS2减摩层或类金刚石，镀层厚度为5-8μm。

进一步的，所述卡环内侧两边设置凸槽，弹体对接处两侧各设置凹槽，凸槽与凹槽匹配。

本发明与现有技术相比的有益效果：

本发明通过异形截面上下和左右关键规则部位设置一定长度的卡环，在实现连接刚度的情况下大幅降低了加工精度要求；通过大曲率或异形边角部位铰接及面接触拟形配合，解决了大曲率或异形边角部位布置卡环引起的无法安装到位的难题；通过卡环周向限位弹体对接结构，从根部上避免卡环相对弹体配合面转动；通过对接面材料匹配设计，进一步提高了卡环斜面非均匀接触条件下的贴合程度，降低了材料的咬合和摩擦，更有利于卡环安装和拆卸。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例异形截面弹体对接结构示意图；

图2为本发明实施例异形截面弹体对接结构连接弹体示意图；

图3为本发明实施例左卡环和右卡环示意图；

图4为本发明实施例左上卡环和右上卡环示意图，其中(a)为左上卡环和右上卡环螺栓连接透视图，(b)为左上卡环和右上卡环连接后仰视图；

图5为本发明实施例下卡环示意图；

图6为本发明实施例铰接处示意图；

图7为本发明实施例卡环对应弹体部位示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、左卡环，2、连接销，3左上卡环，4、螺栓，5、右上卡环，6、右卡环，7、下卡环，8、舱体一，9、舱体二。

具体实施方式

本发明提供了一种异形截面弹体对接结构，包括至少三段卡环，卡环顺次连接后与异形截面弹体外围贴合，且异形截面交接大曲率处为两段卡环的铰接处，且至少有一对处于平滑处的卡环通过螺栓连接。

如图1、2所示，为本发明异形截面弹体对接结构的一种具体实施方式，该对接结构用于连接异形截面的舱体一8和舱体二9，包括左卡环1、连接销2、左上卡环3、螺栓4、右上卡环5、右卡环6、下卡环7。

左上卡环3与左卡环1、左卡环1与下卡环7、下卡环7与右卡环6、右卡环6与右上卡环5之间通过连接销2铰接，左上卡环3与右上卡环5通过螺栓固定连接，左卡环1、左上卡环3、右上卡环5、右卡环6、下卡环7分别与舱体一8和舱体二9斜面接触贴合。

左上卡环3与右上卡环5长度相等且沿弹体纵平面对称，在卡环强度满足要求的前提下左上卡环3和右上卡环5长度之和应等于对应部位弹体左右铰接点距离的50％至70％；左卡环1和右卡环6对应卡环长度相等且沿弹体纵平面对称，在卡环强度满足要求的前提下左卡环1或右卡环6长度应等于对应部位弹体上下铰接点距离的60％至80％；下卡环7长度在卡环强度满足要求的前提下应等于对应部位弹体左右铰接点距离的70％至90％。

在异形截面边交接大曲率处设置两卡环与连接销铰接，铰接配合尺寸一般为H7/g6,对应部位为面接触拟形配合。

紧固卡环用螺栓4与左上卡环、右上卡环设置预紧力，预紧力匹配弹体结构对接面处的设计弯矩，为使用弯矩的1.5倍以上，通过全弹静力试验和功能振动试验确定。

左卡环1与右卡环6对应卡环中间部位沿航向两侧分别设置定位销，定位销与舱体小间隙配合。

左上卡环3和右上卡环5通过螺栓固定连接，也可以通过螺栓和螺母固定连接。下卡环7也可以分成下左卡环和下右卡环，并通过螺栓或螺栓和螺母紧固。

另外，卡环与对应舱体一8和舱体二9弹体部位配对材料为两不同牌号合金钢，热处理硬度不低于HRC30，且两者硬度差为8HRC至13HRC，斜面表面光洁度不低于0.8μm，表面镀MoS2减摩层或类金刚石膜。比如：卡环为合金钢，对应斜面镀MoS2减摩层或类金刚石，镀层厚度为1-2μm；舱体一8和舱体二9弹体部位配对材料为铝合金，对应斜面铝合金表面镀MoS2减摩层或类金刚石，镀层厚度为5-8μm。

本发明提供的一种异形截面弹体对接结构的工作原理为：卡环左半部分铰接完成，卡环右半部分铰接完成；卡环左半部分通过定位销与弹体对接，优先保证卡环配合部位；卡环右半部分通过定位销与弹体对接，优先保证卡环配合部位；左右两部分铰接下卡环；最后安装拧紧上部卡环之间螺栓，实现整个卡环紧固。

下面结合具体实施例详细说明卡环的材料选择、结构设计，这里需说明的是弹体为左右对称结构，一般能区分出上下、左右规则部位：

如图3所示，左卡环1卡环部分长度为左侧上下铰接点长度的70％，材料为合金钢40Cr，热处理硬度HRC30-34，斜面光洁度为0.8μm，斜面镀1μm厚度MoS2减摩层；圆弧部位与弹体对应圆弧部分贴合，铰接处孔配合公差为g6。

如图6所示，连接销2材料为30CrMnSiA，热处理硬度HRC35-39，轴直径公差为H7。

如图4所示，左上卡环3卡环部分长度为弹体异形截面上部左右铰接点长度的30％，材料为合金钢40Cr，热处理硬度HRC30-34，斜面光洁度为0.8μm，斜面镀1μm厚度MoS2减摩层；圆弧部位与弹体对应圆弧部分贴合，铰接处孔配合公差为g6。

螺栓4材料为30CrMnSiA。

右上卡环5与左上卡环3关于弹体纵平面对称，其余结构参数同左上卡环3，右上卡环5与左上卡环3之间通过两个螺栓紧固。

右卡环6与左卡环1关于弹体纵平面对称，其余结构参数同左卡环1。

如图5所示，下卡环7卡环部分长度为弹体异形截面下部左右铰接点长度的80％，材料为合金钢40Cr，热处理硬度HRC30-34，斜面光洁度为0.8μm，斜面镀1μm厚度MoS2减摩层；圆弧部位与弹体对应圆弧部分贴合，铰接处孔配合公差为g6。

如图7所示，舱体一8和舱体二9连接处各设置凹槽结构，与卡环内侧的两边的凸槽匹配，便于卡环固定。舱体一8和舱体二9与卡环对应配合部位材料为铝合金7A04，斜面光洁度0.8μm，表面镀6μm类金刚石膜，配合表面涂2号航空润滑脂。

如上针对一种实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，和/或与其它实施例中的特征相结合或替代其它实施例中的特征使用。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤、组件或其组合的存在或附加。

这些实施例的许多特征和优点根据该详细描述是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施例的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施例限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。

Claims

1.一种异形截面弹体对接结构，其特征在于，包括至少三段卡环，卡环顺次连接后与异形截面弹体外围贴合，且异形截面交接大曲率处为两段卡环的铰接处，且至少有一对处于平滑处的卡环通过螺栓或者螺栓和螺母连接；

所述卡环与对应弹体对接部位配对材料为两不同牌号合金钢，热处理硬度不低于HRC30，且两者硬度差为8HRC至13HRC，配对材料斜面表面光洁度不低于0.8μm，斜面镀MoS₂减摩层或类金刚石膜。

2.根据权利要求1所述的异形截面弹体对接结构，其特征在于，所述卡环为五段，包括左卡环、左上卡环、右上卡环、右卡环、下卡环，所述左上卡环与左卡环、左卡环与下卡环、下卡环与右卡环、右卡环与右上卡环之间铰接，左上卡环与右上卡环通过螺栓或者螺栓和螺母连接。

3.根据权利要求2所述的异形截面弹体对接结构，其特征在于，五段卡环内侧分别设置凸起；所述左上卡环与右上卡环长度相等且沿弹体纵平面对称，且左上卡环和右上卡环内侧凸起长度之和等于对应部位弹体左右铰接点距离的50％至70％；所述左卡环和右卡环长度相等且沿弹体纵平面对称，且左卡环或右卡环内侧凸起长度等于对应部位弹体上下铰接点距离的60％至80％；所述下卡环内侧凸起长度等于对应部位弹体左右铰接点距离的70％至90％。

4.根据权利要求2所述的异形截面弹体对接结构，其特征在于，所述铰接配合尺寸为H7/g6,对应部位为面接触拟形配合。

5.根据权利要求2所述的异形截面弹体对接结构，其特征在于，所述螺栓与左上卡环、右上卡环之间设置预紧力，预紧力匹配弹体结构对接面处的设计弯矩，为使用弯矩的1.5倍以上。

6.根据权利要求2所述的异形截面弹体对接结构，其特征在于，所述左卡环与右卡环中间部位沿航向两侧分别设置定位销，定位销与舱体小间隙配合。

7.根据权利要求2所述的异形截面弹体对接结构，其特征在于，所述下卡环分成下左卡环和下右卡环，并通过螺栓紧固。

8.根据权利要求1所述的异形截面弹体对接结构，其特征在于，所述卡环斜面镀MoS₂减摩层或类金刚石膜，镀层厚度为1-2μm；弹体待连接部斜面镀MoS₂减摩层或类金刚石膜，镀层厚度为5-8μm。

9.根据权利要求1所述的异形截面弹体对接结构，其特征在于，所述卡环内侧两边设置凸起，弹体对接处两侧各设置凹槽，凸起与凹槽匹配。