CN110617745A - 一种剪切螺钉式舱段套接分离机构 - Google Patents

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王蓉晖
刘琨
边园园
孙海文
卢山
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    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B15/00—Self-propelled projectiles or missiles, e.g. rockets; Guided missiles
    • F42B15/36—Means for interconnecting rocket-motor and body section; Multi-stage connectors; Disconnecting means

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Abstract

本发明公开了一种剪切螺钉式舱段套接分离机构，用于对通过连接段连接的前舱体和后舱体进行套接和分离，其中，前舱体与连接段固接，后舱体前端与连接段之间通过剪切螺钉A连接，后舱段后端与设置在后舱段内部的活塞通过剪切螺钉B连接；后舱体内部设点火药盒，其产生高压冲击波驱动活塞向前；还包括：一个以上斜形挡块，连接段后端和后舱体中部相接处周向开设一个以上开口朝向径向内侧的斜形安装槽，斜形挡块的斜面朝向套接舱段前端，斜形挡块安装在斜形安装槽内将连接段和后舱体卡接；活塞的外周上设置一个以上与斜形挡块一一对应的凹槽，作为斜形挡块运动的让位空间，当斜形挡块从后舱体的斜形安装槽部分中脱出时，连接段后端和后舱段解锁。

Description

一种剪切螺钉式舱段套接分离机构
技术领域
本发明涉及中小型多级导弹(火箭)的舱段套接与分离技术领域，具体涉及一种剪切螺钉式舱段套接分离机构。
背景技术
剪切螺钉式分离是导弹(火箭)广泛使用的套接式结构分离连接装置，具有机构简单、可靠、舱内空间利用率高等优点。该种机构通过剪切螺钉将相邻舱段进行可靠连接，当分离力作用到剪切螺钉后，该剪切螺钉剪断，相邻舱段解锁，通过相邻舱段之间的相对运动实现相邻舱段的分离。剪切螺钉剪断的动力一般依靠导弹(火箭)发射的惯性力、舱体内部活塞的推力等。
现有技术中的剪切螺钉式分离机构中剪切螺钉的尺寸决定了分离机构的连接力和分离力。剪切螺钉设计的强度高时，分离机构的连接力高，连接强度好，但是分离时分离机构剪断剪切螺钉所需的分离力也相应较大。反之，剪切螺钉设计的强度低时，连接力和分离力都较小，而连接力较小时，分离装置承载能力差，可能导致运输、吊装等载荷情况下失效风险增大。分离力较大时，分离装置的分离冲击和质量也相应较大。
而目前没有一种既能提供较大的连接力，又能实现在较小的分离力的作用下使相邻舱段快速分离的舱段套接分离机构。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种剪切螺钉式舱段套接分离机构，能够提高套接舱段的连接强度并降低分离时需要的分离力。
本发明的技术方案为：一种剪切螺钉式舱段套接分离机构，用于对前舱体和后舱体进行套接和分离，所述前舱体和后舱体之间通过连接段连接为套接舱段，其中，前舱体与连接段固接，后舱体前端与连接段之间通过剪切螺钉A连接，后舱段后端与设置在后舱段内部的活塞通过剪切螺钉B连接；后舱体内部设置点火药盒，用于产生高压冲击波驱动活塞向前运动；
还包括：一个以上斜形挡块，所述连接段后端和后舱体中部相接处周向开设一个以上开口朝向径向内侧的斜形安装槽，斜形挡块和斜形安装槽的斜面一致且均朝向套接舱段前端，所述斜形挡块安装在所述斜形安装槽内将连接段和后舱体卡接；
所述活塞的外周上设置一个以上与斜形挡块一一对应的凹槽，作为斜形挡块运动的让位空间，当斜形挡块从后舱体上的斜形安装槽部分中脱出时，所述连接段后端和后舱段解除连接。
作为一种优选方案，所述斜形安装槽包括连接段后端开设的径向通孔和后舱体中部开设的径向盲孔，径向盲孔的形状与斜形挡块的斜面端一致；
所述斜形挡块穿过连接段上对应的径向通孔，其斜面端设置在后舱体上对应的径向盲孔内。
作为一种优选方案，所述斜形挡块为楔块。
有益效果：
(1)本发明采用剪切螺钉式连接机构，在后舱体和连接体之间增设斜形挡块，斜形挡块可以增强后舱体和连接体之间的连接强度和连接可靠性，可以减小剪切螺钉的强度，从而降低切断剪切螺钉的分离力。
附图说明
图1为本发明剪切螺钉式舱段套接分离机构的结构示意图。
图2为本发明中活塞动作剪断剪切螺钉B并解锁斜形挡块的示意图。
图3为本发明中楔块与舱段B分离的示意图。
图4为本发明中套接舱段分离完成示意图。
其中，1-舱A，2-连接螺钉，3-舱B，4-剪切螺钉A，5-楔块，6-剪切螺钉B，7-活塞，71-活塞底部，72-活塞顶部，8-连接段
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：
本实施例提供了一种剪切螺钉式舱段套接分离机构，能够提高套接舱段的连接强度并降低分离时需要的分离力。
如图1所示，该剪切螺钉式舱段套接分离机构用于对舱A1和舱B3进行套接和分离，令舱A1为前舱体，舱B3为后舱体，前舱体和后舱体之间通过连接段8连接为套接舱段，其中，前舱体与连接段8之间通过连接螺钉2连接，后舱体前端与连接段8之间通过剪切螺钉A4连接，后舱体后端与设置在后舱体内部的活塞7通过剪切螺钉B6连接；后舱体后端内部设置点火药盒，点火药盒用于点火产生高压冲击波驱动活塞7向前运动，其中，活塞7包括相互对接的活塞底部71和活塞顶部72。
该剪切螺钉式舱段套接分离机构还包括：一个以上斜形挡块，该斜形挡块为一个端面为斜面的块状结构，连接段8后端沿套接舱段周向开设一个以上径向通孔，后舱体沿周向开设一个以上与连接段8后端的通孔一一对应的径向盲孔，径向盲孔的形状与斜形挡块斜面端形状一致且其开口朝向套接舱段的中心，一个以上斜形挡块穿过连接段8上对应的通孔，其斜面端伸入后舱体上对应的径向盲孔内，斜形挡块朝向套接舱段的前端，活塞7的外周上设置一个以上与斜形挡块一一对应的凹槽，用于为斜形挡块从后舱体的径向盲孔中脱出预留让位空间。
具体地：如图2-4所示，当进行舱段套接安装时，首先将活塞7的活塞底部71抵触安装在舱B3内部的台阶处，采用剪切螺钉B6将舱B3和活塞7的活塞底部71固定连接；其次将连接段8通过剪切螺钉A4安装在舱B3内壁面上；然后，将斜形挡块从连接段8末端的径向通孔内穿入舱B3上的径向盲孔中；再次，将活塞7的活塞顶部72与活塞底部71螺纹连接，使活塞7的活塞顶部72的外周抵触压住斜形挡块；最后，将舱A1通过安装螺钉2固定安装在连接段8的前端。
后舱体上设置控制单元，其与外部控制系统连接，当外部控制系统向后舱体上的控制单元发出套接舱段分离控制指令时，控制单元控制后舱体内部的药盒点火，产生高压气体冲击波，高压气体冲击波推动活塞7向套接舱段前端运动，高压气体冲击波产生的冲击力首先剪断剪切螺钉B6，然后活塞7继续向前运动直至其上的凹槽运动到斜形挡块下方，此时，活塞底部71的前端恰好与连接段8的后端抵触，活塞底部71上向前的冲击力作用于连接段8的后端，因为此时连接段8和后舱体通过斜形挡块连接为一体，根据力的传递关系，斜形挡块受到向前的作用力，该向前的作用力分解为一个垂直于斜形挡块的斜面的分力和一个沿斜形挡块的斜面向下的分力，其中，沿斜形挡块的斜面向下的分力的沿套接舱段径向的分力使斜形挡块从后舱段的盲孔中脱出，直至连接段8的后端和后舱段解锁；
在高压气体冲击波产生的冲击力的作用下，活塞7继续向前运动，剪断剪切螺钉A4，之后高压气体冲击波的冲击力将活塞7、舱A1与连接段8一起推出舱B3，最终实现套接舱段的前舱体和后舱体之间的分离。
实施例2：
在实施例1的基础上，斜形挡块采用楔块5，楔块5的斜面与后舱体上的径向盲孔的斜面端对应一致，楔块5同时卡住连接段8和舱B3，增强楔块5的强度、减小剪切螺钉A4和剪切螺钉B6的强度，可以增加连接段8和舱B3之间的连接强度同时能够减小套接舱段的分离力。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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。

Claims (3)

1.一种剪切螺钉式舱段套接分离机构，用于对前舱体和后舱体进行套接和分离，所述前舱体和后舱体之间通过连接段(8)连接为套接舱段，其中，前舱体与连接段(8)固接，后舱体前端与连接段(8)之间通过剪切螺钉A(4)连接，后舱段后端与设置在后舱段内部的活塞(7)通过剪切螺钉B(6)连接；后舱体内部设置点火药盒，用于产生高压冲击波驱动活塞(7)向前运动；
其特征在于，还包括：一个以上斜形挡块，所述连接段(8)后端和后舱体中部相接处周向开设一个以上开口朝向径向内侧的斜形安装槽，斜形挡块和斜形安装槽的斜面一致且均朝向套接舱段前端，所述斜形挡块安装在所述斜形安装槽内将连接段(8)和后舱体卡接；
所述活塞(7)的外周上设置一个以上与斜形挡块一一对应的凹槽，作为斜形挡块运动的让位空间，当斜形挡块从后舱体上的斜形安装槽部分中脱出时，所述连接段(8)后端和后舱段解除连接。
2.如权利要求1所述的剪切螺钉式舱段套接分离机构，其特征在于，所述斜形安装槽包括连接段(8)后端开设的径向通孔和后舱体中部开设的径向盲孔，径向盲孔的形状与斜形挡块的斜面端一致；
所述斜形挡块穿过连接段(8)上对应的径向通孔，其斜面端设置在后舱体上对应的径向盲孔内。
3.如权利要求1所述的剪切螺钉式舱段套接分离机构，其特征在于，所述斜形挡块为楔块(5)。
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