CN110966331B - 一种用于高速重载弹射器的复合材料冲击吸能结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高速重载弹射器的复合材料冲击吸能结构，包括材料容纳结构、侧方活动门、轨道、缓冲材料柱和弹射器的冲击头；所述材料容纳结构为两个，且相互平行设置；所述材料容纳结构外侧设有可开合的侧方活动门；所述两个材料容纳结构之间设有轨道，轨道滑动方向与两个材料容纳结构的长度方向平行；所述冲击头与轨道配合，可沿轨道往复直线运动；所述冲击头两侧均设有压板；两个压板分别位于两侧的材料容纳结构内；所述两个材料容纳结构内均设有缓冲材料柱，冲用于吸收冲击头的冲击；本发明提高了高速重载弹射器的的冲击吸能能力。

Description

一种用于高速重载弹射器的复合材料冲击吸能结构

技术领域

本发明属于重载弹射器吸能缓冲领域，特别是一种用于高速重载弹射器的复合材料冲击吸能结构。

背景技术

无杆式气动弹射器是一种结构特殊的动力装置，以压缩空气等气体作为工质推动活塞再带动物体运动，由于其没有常规气缸中的活塞杆，可以进行全行程作动，因此常用于驱动大载荷进行高速直线运动。完成弹射后其缓冲结构将活塞减速至零，防止对弹射器结构造成损伤以及方便活塞复位。当前这类弹射器的主要缓冲形式为水槽缓冲或者阻尼缸缓冲，水槽缓冲占地面积大，活塞复位较复杂；阻尼缸缓冲减速过载不均匀，而且需要经常维护。

如中国专利CN201810821260.3公开了一种适用于瞬时高速大负载缓冲的液压油缸，利用油缸内液压油的阻尼作用并采用拉式缓冲的方式对高速运动部件进行缓冲制动，但是该装置的液压油缸工作时会带出大量的液压油，可知需要经常补充液压油；而且装置重量较大，不符合轻量化的原则。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于高速重载弹射器的复合材料冲击吸能结构，以提高高速重载弹射器的的冲击吸能能力。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种用于高速重载弹射器的复合材料冲击吸能结构，包括材料容纳结构、侧方活动门、轨道、缓冲材料柱和弹射器的冲击头；

所述材料容纳结构为两个，且相互平行设置；所述材料容纳结构外侧设有可开合的侧方活动门；所述两个材料容纳结构之间设有轨道，轨道滑动方向与两个材料容纳结构的长度方向平行；所述冲击头与轨道配合，可沿轨道往复直线运动；所述冲击头两侧均设有压板；两个压板分别位于两侧的材料容纳结构内；所述两个材料容纳结构内均设有缓冲材料柱，冲用于吸收冲击头的冲击。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

(1)本发明的缓冲吸能基于复合材料碳纤维管的拉伸、压缩、撕裂等变形模式以及泡沫铝的压溃吸收能量，碳纤维管限制了易碎的泡沫铝使其承担单向载荷，泡沫铝填充了碳纤维管防止其中段产生断裂，大大提高了单位质量的吸能能力。

(2)本发明中的吸收能量的材料柱成本较低，且每次缓冲过后可以方便的通过侧方活动门进行更换，产生的材料碎屑会被限制在下底座、上挡板和侧方活动门形成的正方形空间内，方便清理。

(3)本发明的复合材料冲击吸能结构，结构简单，适用于多种负载大，动能高的作动装置。

附图说明

图1为本发明冲击吸能结构的结构等轴测示意图。

图2为本发明冲击吸能结构的结构俯视示意图。

图3为本发明冲击吸能结构后端的细节图。

图4为本发明冲击吸能结构前端的细节图。

图5为本发明冲击吸能结构侧方活动门示意图。

图6为本发明冲击吸能结构冲击头示意图。

图7为本发明冲击吸能结构材料柱的安装图。

图8为本发明冲击吸能结构材料柱示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。

结合图1，2，本发明的一种用于高速重载弹射器的复合材料冲击吸能结构，包括材料容纳结构1、侧方活动门2、固定插销3、轨道4、冲击头5和缓冲材料柱6。

进一步的，结合图3，4，所述材料容纳结构1包括延伸段11、加强筋12、下底板13、上挡板14、竖直挡板15。所述下底板13与上挡板14前端均切有倒角，下底板13倒角处有四个螺孔用于整个吸能结构的固定。所述上挡板14与下底板13前端通过竖直挡板15固连，所述上挡板14、下底板13与竖直挡板15为焊接连接。所述上挡板14与下底板13后端通过支撑柱16相连，支撑柱16防止上挡板14自重引起装置变形。所述延伸段11位于下底板13后方，延伸段11上有四个螺孔，所述加强筋12连接竖直挡板15与延伸段11，用于延伸段11的加强固定。所述延伸段11位于装置后方，延伸段11上有四个螺孔，用于整个吸能结构的固定。所述上挡板上表面有加高凸台17，凸台上有通孔，所述固定插销3插在凸台的通孔中，用于固定侧方活动门2。

进一步的，结合图5，所述侧方活动门2与材料容纳结构1的下底板13通过转轴21连接，所述竖直挡板15内侧、支撑柱16上均设有支撑条22，侧方活动门两端设有定位槽23，定位槽23与限位条22配合，用于对侧方活动门2的安装进行定位。由于侧方活动门2不是主要承力部分，因此只需采取简单固定即可。

进一步的，结合图6，所述冲击头5沿所述轨道4做直线运动，两侧压板51沿缓冲材料柱6轴向冲击缓冲材料柱6，压板51边缘切割有圆角，压板51与冲击头5主体连接处正反面均设有加强筋52。压板51后端(冲击方向)与冲击头5主体之间后端之间还设有容纳碎屑的台阶面，即压板51后端面与冲击头5主体后端面非平齐结构，可容纳挤压过程产生的少量碎屑。

进一步的，结合图7、图8，所述缓冲材料柱6为泡沫铝材料填充碳纤维管结构，泡沫铝柱61比碳纤维管62略短，碳纤维管62前端切割有45度倒角63来消除降低冲击瞬间峰值力。所述材料容纳结构1、侧方活动门2、固定插销3、缓冲材料柱6均为对称安装。

本发明的工作过程为：

在弹射前，拔出固定插销3，打开侧方活动门2将缓冲材料柱6安装至材料容纳结构1内，确保缓冲材料柱6底面与竖直挡板15贴紧后，关闭侧方活动门2，插入固定插销3使活动门固定。弹射过程中，冲击头5沿轨道4滑动，压板51冲击在缓冲材料柱6，碳纤维管62前端倒角63可消除降低冲击瞬间峰值力，通过缓冲材料柱6发挥吸能作用。弹射后拔出固定插销3，打开侧方活动门2清理剩余缓冲材料柱6并清理碎屑即可。本吸能结构可以有效缓冲高速、重载的无杆式弹射器，成本较低，占用空间小，维护、清理方便，能够有效保护弹射器，增加使用寿命。

Claims (9)

1.一种用于高速重载弹射器的复合材料冲击吸能结构，其特征在于，包括材料容纳结构(1)、侧方活动门(2)、轨道(4)、缓冲材料柱(6)和弹射器的冲击头(5)；

所述材料容纳结构(1)为两个，且相互平行设置；所述材料容纳结构(1)外侧设有可开合的侧方活动门(2)；所述两个材料容纳结构(1)之间设有轨道(4)，轨道(4)滑动方向与两个材料容纳结构(1)的长度方向平行；所述冲击头(5)与轨道(4)配合，可沿轨道(4)往复直线运动；所述冲击头(5)两侧均设有压板(51)；两个压板(51)分别位于两侧的材料容纳结构(1)内；所述两个材料容纳结构(1)内均设有缓冲材料柱(6)，用于吸收冲击头(5)的冲击。

2.根据权利要求1所述的吸能结构，其特征在于，所述缓冲材料柱(6)为泡沫铝材料填充于碳纤维管结构。

3.根据权利要求2所述的吸能结构，其特征在于，所述缓冲材料柱(6)包括碳纤维管(62)，填充在碳纤维管(62)内的泡沫铝柱(61)，所述泡沫铝柱(61)比碳纤维管(62)略短。

4.根据权利要求3所述的吸能结构，其特征在于，所述碳纤维管前端设有倒角(63)。

5.根据权利要求4所述的吸能结构，其特征在于，所述倒角(63)为45度。

6.根据权利要求1所述的吸能结构，其特征在于，所述材料容纳结构(1)包括下底板(13)、上挡板(14)、竖直挡板(15)、支撑柱(16)；所述上挡板(14)与下底板(13)前端通过竖直挡板(15)固连，后端通过支撑柱(16)相连；所述侧方活动门(2)下端通过转轴(21)与下底板(13)铰接；所述竖直挡板(15)内侧、支撑柱(16)上均设有支撑条(22)，用于对侧方活动门(2)的安装进行定位。

7.根据权利要求6所述的吸能结构，其特征在于，所述上挡板(14)上方设有凸台(17)，所述凸台(17)上设有插销(3)；所述侧方活动门(2)通过插销与上挡板(14)相连。

8.根据权利要求1所述的吸能结构，其特征在于，所述压板(51)与冲击头(5)主体之间后端之间还设有容纳碎屑的台阶面。

9.根据权利要求1所述的吸能结构，其特征在于，所述压板(51)与冲击头(5)主体之间设有加强筋(52)。

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