CN110834741A - 一种具有内部防转功能的分离螺母 - Google Patents

Abstract

一种具有内部防转功能的分离螺母，包括壳体、活塞、活塞盘、挡圈、箍套、分瓣螺母、挡块、盖，还包括锁定销、锁止销，所述分瓣螺母装入箍套内并压在所述活塞盘的锥面上，其远离活塞盘的一端设置有滑槽；挡块安装在所述分瓣螺母设置滑槽的一端，挡块被盖压紧在分瓣螺母上，挡块与盖间通过锁止销锁止；锁定销穿过挡块伸入所述分瓣螺母的滑槽中防止分瓣螺母转动；挡圈安装在壳体内锥孔内靠近内孔的一端；螺栓与盖通过键连接，且螺栓穿过盖的花键孔与所述分瓣螺母连接，防止螺栓与盖在周向的相对转动，通过锁定销和锁止销实现分离螺母内部分瓣螺母与螺栓连接的锁止。

Description

一种具有内部防转功能的分离螺母

技术领域

本发明涉及航空航天行业技术领域，尤其涉及一种有内部防转功能的分离螺母结构，适用于高承载和强振动环境下的舱体或结构体的连接与解锁。

背景技术

分离螺母作为一种弱解锁、高承载、低冲击的连接分离装置，广泛应用于我国航空航天行业，实现不同结构分离件之间的相互连接与分离。根据使用环境的不同，对分离螺母可实现的功能、承载能力及耐振动等要求也有所不同，分离螺母不仅需要有可靠的分离功能，还要在保持连接时承受不同的振动环境，在振动环境下，分离螺母均应保持可靠的连接而不松动。

“自复位式低冲击分离螺母设计研究”(火工品2009年第2期2009年4月)一文中公开了一种具有分离后自复位功能的分离螺母，自复位结构使用弹簧产生回缩力，并对箍套产生初始锁定力，箍套对分瓣螺母径向限位，使分瓣螺母约束为一完整螺纹，在燃气发生器产生的高压燃气作用下推动箍套克服弹簧抗力回缩，解除对分瓣螺母的径向约束，分瓣螺母径向张开后连接解锁，内部高温燃气冷却后，压强下降，弹簧推动箍套回到初始位置，迫使分瓣螺母合拢复位到安装状态。该分离螺母解决了分瓣螺母自复位技术，工作后可自复位，但是，弹簧的弹性抗力决定了其适应振动环境的能力，在某些严酷的振动环境下，弹簧会回缩导致提前解锁；另外，其内部分瓣螺母圆周方向并无约束，在严酷的振动环境中，分瓣螺母存在相对螺栓自转的可能，分瓣螺母相对螺栓转动后将导致连接螺栓脱出而连接失效。

现有的分离螺母技术由于不能防止其内部的分瓣螺母与螺栓之间相对转动，在严酷的振动环境中，已存在连接失效的风险。在某次分离螺母产品的实际应用中，已出现连接结构在随机振动环境后，螺栓脱出导致连接失效的实例，分离螺母内部连接的防转问题已亟待解决。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够防止内部分瓣螺母与螺栓相对旋转又不影响分离功能的分离螺母。

本发明的技术解决方案是：一种具有内部防转功能的分离螺母，包括：壳体、活塞、活塞盘、挡圈、箍套、分瓣螺母、挡块、盖，还包括锁定销、锁止销，其中：

壳体：其内部空间包括相连通的内孔和内锥孔，内孔的内径小于内锥孔的内径，内孔的一端设置有中心圆柱与活塞盘平面的一端接触，箍套装入壳体的内锥孔中，活塞盘与分瓣螺母在中心圆柱的限制下保持轴向位置不变；

活塞：活塞与箍套采用螺纹连接，活塞的活塞盘安装在活塞内且活塞盘平面的一端朝向活塞的孔底；

分瓣螺母：所述分瓣螺母装入箍套内并压在所述活塞盘的锥面上，其远离活塞盘的一端设置有滑槽；

挡块：安装在所述分瓣螺母设置滑槽的一端，挡块被盖压紧在分瓣螺母上，防止分瓣螺母轴向移动以及周向转动；

锁止销：挡块与盖间通过锁止销锁止，防止挡块与盖在周向的相对转动；

锁定销：穿过挡块伸入所述分瓣螺母的滑槽中防止分瓣螺母转动，防止分瓣螺母的自转，但锁定销不限制分瓣螺母径向移动；

挡圈：安装在壳体内锥孔内靠近内孔的一端，限制箍套轴向移动；

螺栓与盖通过键连接，且螺栓穿过盖的花键孔与所述分瓣螺母连接，防止螺栓与盖在周向的相对转动，进而实现内部分瓣螺母与螺栓连接的锁止。

进一步地，所述分瓣螺母上设置与其大端平行的圆盘，该圆盘与箍套径向约束，未解锁时，防止分瓣螺母径向移动。

进一步地，所述分瓣螺母为四瓣结构，其中一瓣上设置有一条滑槽。

进一步地，所述分瓣螺母的螺纹为梯形螺纹，且其小端压在活塞盘的锥面上，通过螺栓与分瓣螺母的梯形螺纹副保持高承载能力。

进一步地，盖与壳体采用螺纹连接。

进一步地，在所述壳体的径向上设置有螺纹孔，紧定螺钉穿过螺纹孔压紧在盖的螺纹段上，盖与壳体之间通过锁紧螺钉锁止。

进一步地，活塞的环形槽内安装有小密封圈。

进一步地，活塞盘的环形槽内安装有大密封圈。

进一步地，点火器径向安装在壳体上，节省轴向安装空间，同时可根据需要将点火器设计在环向360°任意位置安装。

本发明与现有技术相比有益效果为：

(1)本发明采用锁定销和锁止销结构，使挡块、分瓣螺母、盖、壳体、螺栓相互之间保持锁定，最终达到防止分瓣螺母与螺栓相对转动的目的，使得分离螺母在振动环境中，内部分瓣螺母不会产生自转，螺栓也不会因分瓣螺母转动而在负载拉拽作用下脱出而造成连接失效。

(2)本发明采用在壳体径向安装点火器的方式，安装位置可在径向360°范围任意选择，与现有分离螺母轴向安装点火器相比，可节约不小于分离螺母自身高度1/3的轴向空间。

(3)本发明在安装使用状态上较为灵活，螺栓连接时既可以穿过分离件光孔配合螺母进行连接锁紧，也可直接装入分离件的螺纹孔中实现连接锁紧。两种安装方式均具有可靠的连接性能。

附图说明

图1为本发明分离螺母未解锁时的结构图；

图2为本发明分离螺母解锁后结构图；

图3为本发明分离螺母与分离件的其中一种安装示意图；

图4为本发明分离螺母与分离件的另一种安装示意图。

附图标记：1-壳体，2-活塞，3-活塞盘，4挡圈，5-箍套，6-分瓣螺母，7-挡块，8-紧定螺钉，9-盖，10-锁定销，11-螺栓，12-锁止销，13-大密封圈，14-小密封圈，15-点火器，16-分离件，17-分离件，18-平垫，19-弹垫，20-螺母，21-内孔，22-内锥孔，23-滑槽，24-圆盘。

具体实施方式

分离螺母作为一种弱解锁、高承载、低冲击的连接分离装置，广泛应用于我国航空航天行业，实现不同结构分离件之间的相互连接与分离。在严酷的振动环境下，如果分离螺母内部的分瓣螺母与螺栓之间相对转动，则会导致螺栓脱出分瓣螺母而连接失效，因此，为了保证分离螺母不仅具有可靠的分离功能，还要在振动环境下使用时保持可靠的连接而不松动，怎样防止分瓣螺母与螺栓相对转动是关键因素。

为了解决上述问题，本发明提供一种具有内部防转功能的分离螺母，如图1、2所示，包括：壳体1、活塞2、活塞盘3、挡圈4、箍套5、分瓣螺母6、挡块7、紧定螺钉8、盖9、锁定销10、螺栓11、锁止销12、大密封圈13、小密封圈14和点火器15，其中：

具体的，所述分瓣螺母上设置与其大端平行的圆盘，该圆盘24与箍套径向约束，未解锁时，防止分瓣螺母径向移动。分瓣螺母6为四瓣结构，其中一瓣上设置有一条滑槽23。滑槽23的宽度与锁定销的外径相匹配，保证锁定销伸入滑槽23后能够有效防止分板螺母自转，分瓣螺母6两端均设置有内锥面，分瓣螺母6的螺纹为梯形螺纹，螺梯形纹牙型顺次衔接拼成一个完整的螺纹后安装在箍套5内且其小端压在活塞盘3的锥面上，箍套5对分瓣螺母6径向约束。螺栓11上设置有与分瓣螺母6的螺梯形纹匹配的螺梯形纹。

壳体1的内部空间包括相连通的内孔21和内锥孔22，内孔21的内径小于和内锥孔22的内径，设置内孔21的一端设置有中心圆柱，中心圆柱与活塞盘3平面的一端接触，箍套装入壳体的内锥孔22中，活塞盘3与分瓣螺母6在中心圆柱的限制下保持轴向位置不变。

活塞2与箍套5采用螺纹连接，活塞2的活塞盘3安装在活塞2内且活塞盘3平面的一端朝向活塞的孔底；分瓣螺母6装入箍套5内并压在所述活塞盘的锥面上，其远离活塞盘3的一端设置有滑槽23；挡块7安装在分瓣螺母6设置滑槽23的一端，挡块7被盖9压紧在分瓣螺母6内锥面上，安装时，调节挡块7上靠近中心内孔21处的销孔对正分瓣螺母6上的滑槽23，挡块7与盖9间通过锁止销12锁止，调节盖9与挡块7的相对位置，安装时，对正挡块7的锁止销安装孔与盖9上的锁止销12的锁止孔，装入锁止销12锁止；锁定销10穿过挡块7伸入分瓣螺母6的滑槽23中防止分瓣螺母6转动，分瓣螺母6的滑槽23径向为通槽，所以锁定销10径向不限制分瓣螺母6的移动；挡圈4安装在壳体1内锥孔22内靠近内孔21的一端，限制箍套5轴向移动，挡圈4为开口的圆环，外力作用下可向内收缩，挡圈4收缩后被箍套5压入壳体1的内孔21中，使得分瓣螺母6径向约束解除；盖9与壳体1采用螺纹连接，在壳体1的径向上设置有螺纹孔，紧定螺钉8穿过螺纹孔压紧在盖9的螺纹段上，防止壳体与盖的相对转动；螺栓11与盖9通过键连接，且螺栓11穿过盖9的花键孔与分瓣螺母连接。通过采用锁定销10和锁止销12与挡块7、分瓣螺母6、盖9之间的锁止，使挡块7、分瓣螺母6、盖9、壳体1、螺栓11相互之间保持锁定，最终达到防止分瓣螺母6与螺栓11相对转动的目的。

活塞2的环形槽内安装有小密封圈14，活塞盘3的环形槽内安装有大密封圈13。

点火器15径向安装在壳体1上，这种安装方式安装位置可在径向360°范围任意选择，与现有分离螺母轴向安装点火器相比，可节约不小于分离螺母自身高度1/3的轴向空间。

具体使用时，本发明的分离螺母可根据分离件的安装空间和安装结构，自由选择如图3或图4所示任一安装方式，两种安装方式均具有耐振动内部防转的性能。图3中螺栓11穿过分离件16、分离件17后通过平垫18、弹垫19和螺母20连接紧固；图4中螺栓11通过平垫18、弹垫19直接穿过分离件16后安装在分离件17螺纹孔中紧固。

分离螺母在使用安装状态下，通过伸出的螺栓11保持分离件分离前的可靠连接，内部靠锁定销10和锁止销12的锁止作用，使分瓣螺母6与螺栓11保持相对锁止，在振动环境下不会产生相对转动。解锁时，由点火器15工作提供高压燃气，活塞盘3与活塞2均受到燃气压力作用，该作用力推动活塞2回缩，当回缩力大于挡圈4的保持力时，挡圈4被箍套5压入壳体1内孔21中，活塞2与箍套5整体回缩，而活塞盘3与分瓣螺母6在壳体1的中心圆柱的限制下保持轴向位置不变，当分瓣螺母6上与箍套5径向约束的圆盘24落入箍套5的环形槽中时，则箍套5与分瓣螺母6轴向产生相对位移，分瓣螺母6径向约束解除，同时，活塞盘3在燃气压力作用下推动分瓣螺母6，通过与分瓣螺母6接触的活塞盘3的锥面迫使分瓣螺母6主动径向移动，锁定销10伸入分瓣螺母的滑槽23中限制分瓣螺母6转动，在分瓣螺母6径向移动至其梯形螺纹与螺栓11的梯形螺纹分开后，螺栓11轴向失去连接和约束作用，螺栓11在分离件分离力的拉拔下脱出盖9，实现螺栓11与盖9的分离。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.一种具有内部防转功能的分离螺母，包括：壳体(1)、活塞(2)、活塞盘(3)、挡圈(4)、箍套(5)、分瓣螺母(6)、挡块(7)、盖(9)，其特征在于：还包括锁定销(10)、锁止销(12)，其中：

壳体(1)：其内部空间包括相连通的内孔(21)和内锥孔(22)，内孔(21)的内径小于内锥孔(22)的内径，设置内孔(21)的一端设置有中心圆柱与活塞盘(3)平面的一端接触，箍套(5)装入壳体(1)的内锥孔(22)中；

活塞(2)：活塞(2)与箍套(5)采用螺纹连接，活塞(2)的活塞盘(3)安装在活塞(2)内且活塞盘(3)平面的一端朝向活塞的孔底；

分瓣螺母(6)：所述分瓣螺母(6)装入箍套(5)内并压在所述活塞盘的锥面上，其远离活塞盘(3)的一端设置有滑槽(23)；

挡块(7)：安装在所述分瓣螺母(6)设置滑槽(23)的一端，挡块(7)被盖(9)压紧在分瓣螺母(6)上；

锁止销(12)：挡块(7)与盖(9)间通过锁止销(12)锁止；

锁定销(10)：穿过挡块(7)伸入所述分瓣螺母(6)的滑槽(23)中；

挡圈(4)：安装在壳体(1)内锥孔(22)内靠近内孔(21)的一端；

螺栓(11)与所述盖(9)通过键连接，且螺栓(11)穿过盖(9)的花键孔与所述分瓣螺母(6)连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有内部防转功能的分离螺母，其特征在于：所述分瓣螺母(6)上设置与其大端平行的圆盘(24)，该圆盘与箍套(5)径向约束。

3.根据权利要求1或2所述的一种具有内部防转功能的分离螺母，其特征在于：所述分瓣螺母(6)为四瓣结构，其中一瓣上设置有一条滑槽(23)。

4.根据权利要求3所述的一种具有内部防转功能的分离螺母，其特征在于：所述分瓣螺母(6)的螺纹为梯形螺纹，且其小端压在活塞盘(3)的锥面上。

5.根据权利要求4所述的一种具有内部防转功能的分离螺母，其特征在于：盖(9)与壳体(1)采用螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的一种具有内部防转功能的分离螺母，其特征在于：在所述壳体(1)的径向上设置有螺纹孔，紧定螺钉(8)穿过螺纹孔压紧在盖(9)的螺纹段上。

7.根据权利要求5或6所述的一种具有内部防转功能的分离螺母，其特征在于：活塞(2)的环形槽内安装有小密封圈(14)。

8.根据权利要求7所述的一种具有内部防转功能的分离螺母，其特征在于：活塞盘(3)的环形槽内安装有大密封圈(13)。

9.根据权利要求8所述的一种具有内部防转功能的分离螺母，其特征在于：点火器(15)径向安装在壳体(1)上。

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