CN111288856A - 一种针对高强拖缆的弹载阻尼放线装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种针对高强拖缆的弹载阻尼放线装置，能够满足大威力火箭云爆弹的高强拖缆放线要求，避免高强拖缆的过渡拉伸或断裂问题。该装置包括第一轴承座、第二轴承座、摩擦副、滚筒、转轴、锁紧螺母以及压缩弹簧。在滚筒转动过程中按照设计要求快速释放出拖缆，同时通过摩擦副间的相互摩擦阻尼作用，耗散吸收掉二次弹与母弹之间速度差产生的巨大冲击响应及动能，有效解决了连接二次弹与母弹的拖缆不发生断裂或过度拉伸，保护了拖缆内信号控制线不受损伤，实现了精准二次起爆的引战配合目的。

Description

一种针对高强拖缆的弹载阻尼放线装置
技术领域
本发明涉及弹载装置技术领域，具体涉及一种针对高强拖缆的弹载阻尼放线装置。
背景技术
传统云爆弹一般采用轰炸机挂载投放，其战斗部为一次起爆方式。目前，资料报道的有关二次起爆模式的云爆弹，多采用分离后伞降减速和整体伞降减速方案，通过减速伞顶部安装二次起爆子弹的方式实现二次起爆型云爆弹的引战配合和起爆控制，但该方案使子弹落入云团的时间和位置难以进行准确控制，偏差非常大，精度无法有效保证。而大威力火箭云爆弹则能够实现控制准确度高、偏差小且能保证有效精度的二次起爆。
大威力火箭云爆弹在二次起爆工作模式下，母弹在一定高度上将子弹分离出来并使之减速延缓下落时间，并通过子弹二次起爆装置与母弹之间释放的高强度电缆，因此要实现“子弹下落”与“云团形成”的同步性要求和可靠二次起爆，对于阻尼放线装置提出更高的要求。
具体要求是：
在针对大威力火箭云爆弹的应用场景下，在子弹与母弹分离过程中，高强拖缆先从抛射筒内及二次弹线管上释放完毕，需要按照设计要求以一定的规律从阻尼装置上逐步释放出来。拖缆释放完成后，需要阻尼装置对高强拖缆锁死不再转动，通过高强拖缆牵引拉力作用使子弹与母弹以一定的距离同速运动，实现大威力云爆弹引战配合精准二次起爆的目的。不能满足上述要求的阻尼放线装置，会导致拖缆过度拉伸或断裂的问题。
目前尚未有应用于大威力火箭云爆弹的阻尼放线装置能够满足上述要求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种针对高强拖缆的弹载阻尼放线装置，能够满足大威力火箭云爆弹的高强拖缆放线要求，避免高强拖缆的过渡拉伸或断裂问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案为：一种针对高强拖缆的弹载阻尼放线装置，包括第一轴承座、第二轴承座、摩擦副、滚筒、转轴、锁紧螺母以及压缩弹簧。
滚筒的外圆周面为绕线段。
摩擦副包括摩擦片固定座、定摩擦片以及动摩擦片。
摩擦片固定座上端具备摩擦片安装腔；摩擦片安装腔为圆柱腔体，内圆周面均匀开设轴向导轨槽，腔体两端中央开设通孔。
定摩擦片与动摩擦片间隔设置于摩擦片安装腔内。
定摩擦片为齿状圆盘，即边缘均匀设有锯齿，锯齿与导轨槽相配合，可沿导轨槽做轴向运动；定摩擦片开设中央圆孔。
动摩擦片为中央开设正六边形孔的圆盘，其中正六边形孔尺寸小于定摩擦片上的中央圆孔。
转轴从一端开始顺次为第一轴承座安装段、螺纹段、摩擦副安装段、滚筒配合安装段以及第二轴承座安装段。
其中转轴通过滚筒配合安装段与滚筒配合固定安装，转轴通过第一轴承座安装段与第一轴承座旋转安装，转轴通过第二轴承座安装段与第二轴承座旋转安装，摩擦副安装段截面为正六边形，其尺寸与动摩擦片的正六边形孔尺寸相匹配，用于与动摩擦片卡接，实现转轴与摩擦副的连接。
锁紧螺母与转轴的螺纹段螺纹连接；锁紧螺母位于近第一轴承座的一端，锁紧螺母与摩擦副之间的螺纹段上套接压缩弹簧。
进一步地，滚筒包括滚筒主体、滚筒端板以及内筒，滚筒主体为空心圆筒形结构；滚筒盖板固定连接在滚筒主体的两端面上，滚筒盖板为中央凹陷的圆板状结构，包括中央凹陷部和边缘，滚筒盖板中央凹陷部卡入滚筒主体内，边缘将滚筒盖板限位在滚筒主体端面上；两端的滚筒盖板之间通过内筒固连，内筒的内壁上设有键槽，用于与转轴的滚筒配合安装段通过键固定连接。
进一步地，中央凹陷部和边缘上均布减重孔。
进一步地，装置还包括导向轴，第一轴承座与摩擦副的下端通过导向轴(9)相连；锁紧螺母包括一体化的螺母本体和拨叉；螺母本体与转轴的螺纹段螺纹连接；拨叉由两个拨叉支脚组成；导向轴位于两个拨叉支脚之间。
进一步地，装置还包括弹簧套，弹簧套包括前端盖和后端盖，分别设置于压缩弹簧的两端。
进一步地，1片定摩擦片与2片动摩擦片成组配套使用。
进一步地，压缩弹簧包括外弹簧和内弹簧，内弹簧嵌套在外弹簧的内腔，内弹簧套接在锁紧螺母与摩擦副之间的螺纹段上。
进一步地，装置还包括底板，其中第一轴承座、第二轴承座以及摩擦副片固定座的下端均固定在底板上。
进一步地，转轴的螺纹段的螺纹为左旋螺纹，螺纹牙形为矩形。
有益效果：
本发明提供的一种针对高强拖缆的弹载阻尼放线装置，可应用于大威力火箭云爆弹，该阻尼放线装置可安装于母弹，其上滚筒的绕线段绕制高强拖缆；当二次子弹抛出后，二次子弹线管上缠绕的高强拖缆按照预先设定的顺序，一圈一圈快速地释放出来。二次子弹在气动阻力作用下继续作减速飞行，并逐渐拉开与母弹的距离。当二次子弹线管上的拖缆释放完成后，母弹上安装的该阻尼放线装置上缠绕的高强拖缆开始释放。拖缆上的张力随着放线的长度按照设定规律逐渐增大，并与子弹气动阻力施加在拖缆上的作用力形成一个动态的平衡。当阻尼装置上缠绕的拖缆释放完成后，子弹与母弹的距离达到了设定值。此时，母弹的速度大于子弹，二者速度差产生的冲击响应将施加在高强拖缆上并传递至本阻尼放线装置，通过滚筒转动过程中摩擦副间的相互摩擦耗散吸收掉。由于摩擦阻尼力是从零开始以规定的近似线性方式施加的，因此，可以有效地解决拖缆过渡拉伸或断裂问题。
即本发明提供的针对高强拖缆的弹载阻尼放线装置，在滚筒转动过程中按照设计要求快速释放出拖缆，同时通过摩擦副间的相互摩擦阻尼作用，耗散吸收掉二次弹与母弹之间速度差产生的巨大冲击响应及动能，有效解决了连接二次弹与母弹的拖缆不发生断裂或过度拉伸，保护了拖缆内信号控制线不受损伤，实现了精准二次起爆的引战配合目的。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种针对高强拖缆的弹载阻尼放线装置的左侧视角的三维图；
图2为本发明实施例提供的一种针对高强拖缆的弹载阻尼放线装置的右侧视角的三维图；
图3为本发明实施例提供的滚筒结构图；图3a为滚筒外观图；图3b为内容位置图；
图4为本发明实施例提供的滚筒盖板细节图；
图5为本发明实施例中滚筒盖板上与内筒位置细节图；
图6为本发明实施例提供的摩擦副局部三维剖视图；
图7为本发明实施例提供的转轴示意图；
图8为本发明实施例提供的压缩弹簧示意图；
图9为本发明实施例提供的弹簧套的前端盖和后端盖示意图；
图10为本发明实施例提供的锁紧螺母示意图。
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。
图1和2示出了本发明提供的针对高强拖缆的弹载阻尼放线装置的一种实施例，图1为左侧视角的三维视图，图2为右侧视角的三维视图。
依据图1和2，本发明提供的弹载阻尼放线装置包括：第一轴承座2-1、第二轴承座2-2、摩擦副3、滚筒4、转轴5、锁紧螺母6以及压缩弹簧8。
装置还包括底板1，其中第一轴承座2-1、第二轴承座2-2以及摩擦副片固定座3-1的下端均固定在底板1上。
图3～图5示出了滚筒的组成，滚筒4的外圆周面为绕线段。图3示出了滚筒的一种实施方式，该滚筒包括滚筒主体、滚筒端板以及内筒4-3，滚筒主体为空心圆筒形结构；滚筒盖板固定连接在滚筒主体的两端面上。图4示出了滚筒盖板的一种实施方式，滚筒盖板为中央凹陷的圆板状结构，包括中央凹陷部4-1和边缘4-2，滚筒盖板中央凹陷部4-1卡入滚筒主体内，边缘4-2将滚筒盖板限位在滚筒主体端面上；两端的滚筒盖板之间通过内筒4-3固连，内筒与滚筒盖板的连接关系如图5所示，内筒4-3的内壁上设有键槽，用于与转轴5的滚筒配合安装段通过键固定连接。中央凹陷部4-1和边缘4-2上均布减重孔，例如可以在边缘上开设18个孔径为Ф16mm的均布减重孔。
图6示出了本发明提供的摩擦副的一种实施方式，摩擦副3包括摩擦片固定座3-1、定摩擦片3-2以及动摩擦片3-3。
摩擦片固定座3-1下端具备底板连接部、上端具备摩擦片安装腔；摩擦片安装腔为圆柱腔体，内圆周面均匀开设轴向导轨槽。腔体两端中央开设通孔。底板连接部固定在底板1上。
定摩擦片3-2与动摩擦片3-3间隔设置于摩擦片安装腔内。
定摩擦片3-2为齿状圆盘，即边缘均匀设有锯齿，锯齿与导轨槽相配合，可沿导轨槽做轴向运动；定摩擦片3-2开设中央圆孔。
动摩擦片3-3为中央开设正六边形孔的圆盘，其中正六边形孔尺寸小于定摩擦片3-2上的中央圆孔。
摩擦副是阻尼装置的能量消耗吸收单元，由摩擦片固定座、定摩擦片、动摩擦片等组成，摩擦片固定座外径为Ф106mm，内径为Ф81mm，内腔深度为44mm。沿摩擦片固定座内腔体圆周方向，设计了12道均布梯形截面导轨槽，可以使定摩擦片沿导轨槽作轴向滑移运动，圆周方向限制其转动，从而使动摩擦片与其两个端面充分摩擦，提高摩擦副的摩擦效率。定摩擦片为齿状圆盘，外径Ф81mm，内径Ф40mm，厚度4mm，外圆周方向均布设计有12个梯形截面齿，与摩擦片固定座相配合。动摩擦片形状与定摩擦片类似，但圆周方向没有齿状凸台。动摩擦片外径Ф80mm，厚度5mm，中心设计为正六边形其内切圆直径Ф18mm孔，可以与转轴的相应外六方轴段相配合，连接成一体。动摩擦片两面靠近外圆位置，均匀涂覆厚度0.2mm的圆环带特殊摩擦材料，圆环带外径Ф80mm，内径Ф50mm。转轴可通过腔体中央通孔与动、定摩擦片中央孔穿入，滚筒转动时，转轴的摩擦副安装段与动摩擦片固连，且一起转动，使其硬质摩擦材料与定摩擦片产生摩擦，从而吸收拖缆上的巨大能量，有效解决拖缆过渡拉伸或断裂问题。1片动摩擦片设计与2片定摩擦片成组配套使用，摩擦片固定座空间设计最大安装4组，可以根据实际要求增减。
图7示出了本发明实施例提供的转轴结构示意图；转轴5从一端开始顺次为第一轴承座安装段5-1、螺纹段5-2、摩擦副安装段5-3、滚筒配合安装段5-4以及第二轴承座安装段5-5。
其中转轴5通过滚筒配合安装段与滚筒4配合固定安装，转轴5通过第一轴承座安装段与第一轴承座2-1旋转安装，转轴5通过第二轴承座安装段与第二轴承座2-2旋转安装，摩擦副安装段截面为正六边形，其尺寸与动摩擦片上正六边形孔尺寸相匹配，用于与动摩擦片3-3卡接，实现转轴5与摩擦副3的连接。
锁紧螺母6与转轴5的螺纹段螺纹连接；锁紧螺母6位于近第一轴承座2-1的一端，锁紧螺母6与摩擦副3之间的螺纹段上套接压缩弹簧8。
转轴5的螺纹段的螺纹为左旋螺纹，螺纹牙形为矩形。
本发明实施例中，转轴长度231mm，最大外径Ф40mm。转轴还包括滑环安装段5-6以及定位台阶5-7，其中滑环安装段包括滑环信号线条形孔、滑环安装孔，用于安装滑环以及引出滑环信号线，定位台阶5-7用于与滚筒内筒固定位置固连。转轴材料采用强度及韧性良好的65Mn钢材料，并对其相应部位进行强化和调质处理，使其可以满足高动态条件下的设计要求。
图8示出了弹簧结构，为了实现规定要求的阻尼力加载曲线，压缩弹簧采用自由长度和刚度系数不同的两个模具弹簧组的方案设计，即压缩弹簧8包括外弹簧和内弹簧，内弹簧嵌套在外弹簧的内腔，内弹簧套接在锁紧螺母6与摩擦副3之间的螺纹段上。
内弹簧外径Ф20mm，内径Ф10mm，自由长度40mm，刚度系数4.37kg/mm，可压缩量18mm；外弹簧外径Ф40mm，内径Ф20mm，自由长度60mm，刚度系数3.19kg/mm，可压缩量40mm。内弹簧嵌套在外弹簧内腔，转轴旋转使锁紧螺母沿轴向压缩外弹簧，当外弹簧压缩量大于等于20mm时，内弹簧与外弹簧一起被压缩；当弹簧压缩量为38mm时，两个压簧均达到压并长度，此时压簧不能再被压缩，变成了大小两个“垫片”，转轴被锁死不能再转动，拖缆将按设计要求的5圈安全圈数预留在滚筒上不再释放。此时，二次弹在高强拖缆的牵引作用下与母弹一起同速飞行，实现“子弹下落”与“云团形成”的同步性要求和可靠二次起爆。
图9示出了弹簧套结构，弹簧套7包括前端盖和后端盖，分别设置于压缩弹簧8的两端，成对使用。弹簧套设计成套筒状，外径Ф56mm，内径Ф40mm，中心孔直径Ф10.5mm；摩擦副端弹簧套外径Ф56mm，内径Ф39mm，中心孔直径Ф11.5mm，台阶外径Ф20mm，台阶宽度6mm。弹簧套的主要作用是约束外弹簧横向偏移，保证弹簧承压均匀且沿轴向压缩时与转轴保持同心，传力过程更为平稳。两个弹簧套结构设计上大同小异，区别在于锁紧螺母端弹簧套两端面均为平面结构，而摩擦副端弹簧套内端面为平面结构，而外端面设计为台阶结构，用于外弹簧套与摩擦副端面压盖之间的定位和约束
图10示出了本发明实施例提供的锁紧螺母结构图，其中该阻尼放线装置还包括导向轴9，第一轴承座2-1与摩擦副3的下端通过导向轴9相连。锁紧螺母6包括一体化的螺母本体6-1和拨叉6-2；螺母本体6-1与转轴5的螺纹段螺纹连接；拨叉6-1由两个拨叉支脚组成；导向轴9位于两个拨叉支脚之间。
本发明实施例中，螺母本体为倒“T”形，厚度22mm，宽度56mm，肩部宽度56mm。螺母本体螺纹孔为M10X2螺纹，与转轴螺纹相配合。拨叉外形为“π”形，其高度49mm，肩部宽度56mm，厚度22mm。在螺母本体与拨叉连接面的中部，分别设计成形状为“凹”形开口和“凸”形台阶进行对接和定位。这种嵌套式“榫卯”结构，在转轴旋转的过程中可以可靠地将螺母的周向力传递至拨叉上，利用导轨对拨叉周向自由度的约束，使锁紧螺母不随转轴一起转动，只能沿导轨作轴向位移逐渐压缩弹簧，从而实现阻尼装置阻尼力的加载。
在大威力火箭云爆弹的母弹中采用弹载阻尼放线装置后，在滚筒转动过程中按照设计要求快速释放出拖缆，同时通过摩擦副间的相互摩擦阻尼作用，耗散吸收掉二次弹与母弹之间速度差产生的巨大冲击响应及动能，有效解决了连接二次弹与母弹的拖缆不发生断裂或过度拉伸，保护了拖缆内信号控制线不受损伤，实现了精准二次起爆的引战配合目的。
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 (9)

1.一种针对高强拖缆的弹载阻尼放线装置，其特征在于，包括：第一轴承座(2-1)、第二轴承座(2-2)、摩擦副(3)、滚筒(4)、转轴(5)、锁紧螺母(6)以及压缩弹簧(8)；
所述滚筒(4)的外圆周面为绕线段；
所述摩擦副(3)包括摩擦片固定座(3-1)、定摩擦片(3-2)以及动摩擦片(3-3)；
所述摩擦片固定座(3-1)上端具备摩擦片安装腔；所述摩擦片安装腔为圆柱腔体，内圆周面均匀开设轴向导轨槽，腔体两端中央开设通孔；
所述定摩擦片(3-2)与所述动摩擦片(3-3)间隔设置于所述摩擦片安装腔内；
所述定摩擦片(3-2)为齿状圆盘，即边缘均匀设有锯齿，锯齿与所述导轨槽相配合，可沿导轨槽做轴向运动；所述定摩擦片(3-2)开设中央圆孔；
所述动摩擦片(3-3)为中央开设正六边形孔的圆盘，其中正六边形孔尺寸小于所述定摩擦片(3-2)上的中央圆孔；
所述转轴(5)从一端开始顺次为第一轴承座安装段、螺纹段、摩擦副安装段、滚筒配合安装段以及第二轴承座安装段；
其中转轴(5)通过滚筒配合安装段与所述滚筒(4)配合固定安装，转轴(5)通过第一轴承座安装段与所述第一轴承座(2-1)旋转安装，转轴(5)通过第二轴承座安装段与所述第二轴承座(2-2)旋转安装，所述摩擦副安装段截面为正六边形，其尺寸与所述动摩擦片的正六边形孔尺寸相匹配，用于与所述动摩擦片(3-3)卡接，实现转轴(5)与所述摩擦副(3)的连接；
所述锁紧螺母(6)与转轴(5)的螺纹段螺纹连接；锁紧螺母(6)位于近第一轴承座(2-1)的一端，锁紧螺母(6)与所述摩擦副(3)之间的螺纹段上套接所述压缩弹簧(8)。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述滚筒包括滚筒主体、滚筒端板以及内筒(4-3)，所述滚筒主体为空心圆筒形结构；所述滚筒盖板固定连接在所述滚筒主体的两端面上，滚筒盖板为中央凹陷的圆板状结构，包括中央凹陷部(4-1)和边缘(4-2)，滚筒盖板中央凹陷部(4-1)卡入滚筒主体内，边缘(4-2)将滚筒盖板限位在滚筒主体端面上；两端的滚筒盖板之间通过内筒(4-3)固连，所述内筒(4-3)的内壁上设有键槽，用于与所述转轴(5)的滚筒配合安装段通过键固定连接。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述中央凹陷部(4-1)和边缘(4-2)上均布减重孔。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括导向轴，所述第一轴承座(2-1)与所述摩擦副(3)的下端通过导向轴(9)相连；
所述锁紧螺母(6)包括一体化的螺母本体(6-1)和拨叉(6-2)；所述螺母本体(6-1)与转轴(5)的螺纹段螺纹连接；所述拨叉(6-1)由两个拨叉支脚组成；所述导向轴(9)位于两个拨叉支脚之间。
5.如权利要求1～4任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括弹簧套(7)，弹簧套(7)包括前端盖和后端盖，分别设置于所述压缩弹簧(8)的两端。
6.如权利要求1～4任一项所述的装置，其特征在于，1片所述定摩擦片(3-2)与2片所述动摩擦片(3-3)成组配套使用。
7.如权利要求1～4任一项所述的装置，其特征在于，所述压缩弹簧(8)包括外弹簧和内弹簧，所述内弹簧嵌套在外弹簧的内腔，内弹簧套接在所述锁紧螺母(6)与所述摩擦副(3)之间的螺纹段上。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括底板(1)，其中第一轴承座(2-1)、第二轴承座(2-2)以及摩擦副片固定座(3-1)的下端均固定在所述底板(1)上。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述转轴(5)的螺纹段的螺纹为左旋螺纹，螺纹牙形为矩形。
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