CN111721159A - 一种重载并联式状态转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重载并联式状态转换装置，其包括环形油缸，所述环形油缸的缸体内安装有环形活塞，所述环形油缸的中间位置设有支座，所述支座上固定设有螺母，所述螺母内螺纹连接有螺杆，所述螺杆转动安装于支座上，所述螺杆与驱动装置连接，所述驱动装置驱动螺杆转动。其目的是为了提供一种结构紧凑，能够满足重型承载需求的重载并联式状态转换装置。

Description

一种重载并联式状态转换装置

技术领域

本发明涉及火箭发射领域，特别是涉及一种用于火箭发射平台的状态转换装置。

背景技术

重载并联式状态转换装置用于实现重型运载火箭发射平台行走状态和发射状态之间的转换，当活动发射平台从技术工位转运至发射工位时，转换装置升高将发射平台顶升至一定高度，使行走机构离地，完成行走状态至发射状态的转换；待火箭发射后，转换装置收回，行走机构触地承载，完成发射状态至行走状态的转换。目前各型号运载火箭发射平台状态转换装置的结构形式无法满足重型承载需求，并且体积较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构紧凑，能够满足重型承载需求的重载并联式状态转换装置。

本发明重载并联式状态转换装置，包括环形油缸，所述环形油缸的缸体内安装有环形活塞，所述环形油缸的中间位置设有支座，所述支座上固定设有螺母，所述螺母内螺纹连接有螺杆，所述螺杆转动安装于支座上，所述螺杆与驱动装置连接，所述驱动装置驱动螺杆转动。

本发明重载并联式状态转换装置，其中所述支座呈圆筒状，所述支座的筒腔内固定设有所述螺母，所述螺杆位于支座的筒腔内。

本发明重载并联式状态转换装置，其中所述螺杆转动安装于支座上的具体方式为：所述支座的下端固定设有下盖，所述下盖呈桶状，所述螺杆的下端固定设有花键轴，所述花键轴上套装有花键套，所述花键套通过轴承转动安装于下盖上。

本发明重载并联式状态转换装置，其中所述驱动装置包括蜗轮、蜗杆和动力机构，所述蜗轮固定套设于花键套的外侧壁上，所述蜗杆与蜗轮啮合，所述蜗杆与动力机构连接，所述动力机构驱动蜗杆转动。

本发明重载并联式状态转换装置，其中所述花键轴的上端设有沿径向布置的上挡板，所述花键轴的下端设有沿径向布置的下挡板。

本发明重载并联式状态转换装置，其中所述环形活塞的顶端设有第一橡胶缓冲垫，所述第一橡胶缓冲垫呈环形。

本发明重载并联式状态转换装置，其中所述螺杆的顶端设有第二橡胶缓冲垫，所述第二橡胶缓冲垫呈圆形。

本发明重载并联式状态转换装置，其中所述支座的外侧壁与环形油缸之间设有环形垫片。

本发明重载并联式状态转换装置，其中所述环形油缸设于一环形支撑座上，所述支座的上端位于环形油缸的中间位置，所述支座的下端延伸至环形支撑座内。

本发明重载并联式状态转换装置，其中所述螺杆与花键轴为一体成型结构。

本发明重载并联式状态转换装置与现有技术不同之处在于本发明采用了两套并联布置的顶升机构，一套为环形油缸，另一套为设于环形油缸中间位置的螺杆。在火箭发射平台转运至发射工位后，向环形油缸的缸体内输入液压油，使环形活塞向上伸出，同时驱动螺杆转动，使螺杆也向上伸出并与环形活塞保持随动，向上伸出的环形活塞顶升发射平台，直至发射平台升到要求高度(此时，发射平台处于发射状态)，之后使环形油缸的缸体内的液压油泄压，环形活塞向下缩回，此时螺杆顶住发射平台，待火箭完成发射后，驱动螺杆反向转动，使螺杆向下缩回，直至发射平台与地面接触，重新恢复至行走状态。由此可见，本发明结构紧凑，能够满足重型承载需求。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明重载并联式状态转换装置的待机状态示意图；

图2为本发明重载并联式状态转换装置向上顶升的状态示意图(只有环形活塞向上伸出)；

图3为本发明重载并联式状态转换装置向上顶升的状态示意图(环形活塞和螺杆均向上伸出)。

具体实施方式

如图1所示，并结合图2、3所示，本发明重载并联式状态转换装置包括环形油缸1，所述环形油缸1的缸体内安装有环形活塞2，环形活塞2可在环形油缸1的缸体内沿中心轴线上下滑动。所述环形油缸1的中间位置设有支座5，所述支座5上固定设有螺母6，所述螺母6内螺纹连接有螺杆7，所述螺杆7转动安装于支座5上，所述螺杆7与驱动装置连接，所述驱动装置驱动螺杆7转动。由于螺杆7与螺母6螺旋配合，并且螺母6与支座5固定连接，所以螺杆7在转动时可以沿螺母6的中心轴线移动，即向上伸出或向下缩回。

本发明重载并联式状态转换装置，其中所述支座5呈圆筒状，所述支座5的筒腔内固定设有所述螺母6，螺母6固定设在支座5上端的筒腔内，所述螺杆7位于支座5的筒腔内。

本发明重载并联式状态转换装置，其中所述螺杆7转动安装于支座5上的具体方式为：所述支座5的下端固定设有下盖14，所述下盖14呈桶状，所述螺杆7的下端固定设有花键轴9，螺杆7与花键轴9为一体成型结构，花键轴9上套装有花键套12，所述花键套12通过轴承13转动安装于下盖14上。如图1、2、3所示，由于螺杆7位于支座5的筒腔内，因此，轴承13的外圈固定设在下盖14的内桶壁上，花键套12固定设在轴承13的内圈上。

如图1所示，并结合图2、3所示，驱动装置包括蜗轮15、蜗杆16和动力机构(如电机，图中未示出)，所述蜗轮15固定套设于花键套12的外侧壁上，所述蜗杆16与蜗轮15啮合，所述蜗杆16与动力机构连接，所述动力机构驱动蜗杆16转动。动力机构与蜗杆16的连接方式为现有技术，动力机构驱动蜗杆16转动，蜗杆16带动蜗轮15转动，由于蜗轮15与花键套12相互固定，所以蜗轮15带动花键套12转动，花键套12再带动花键轴9转动，于是螺杆7也发生转动。由于螺母6固定设在支座5上，因此在螺杆7转动的过程中，螺杆7会向上伸出或向下缩回。

如图1所示，并结合图2、3所示，支座5的筒壁上设有供蜗杆16穿出的开口，位于支座5外的蜗杆16一端与动力机构连接，动力机构驱动蜗杆16转动。

花键轴9的上端设有沿径向布置的上挡板10，如图1所示，本发明在处于待机状态时，即初始状态时，上挡板10抵在花键套12上，花键套12通过轴承13安装于下盖14上，下盖14固定在支座5的下端，下盖14位于发射工位的地基上。因此，花键套12能够通过上挡板10对螺杆7进行支撑。

花键轴9的下端设有沿径向布置的下挡板11，如图3所示，当螺杆7旋转上升时，下挡板11会被花键套12阻挡，使螺杆7不能再继续向上伸出，此时螺杆7上升至最大高度。

本发明重载并联式状态转换装置，其中所述环形活塞2的顶端设有第一橡胶缓冲垫3，所述第一橡胶缓冲垫3呈环形，第一橡胶缓冲垫3的形状与环形活塞2的环形顶面相匹配。螺杆7的顶端设有第二橡胶缓冲垫8，所述第二橡胶缓冲垫8呈圆形，第二橡胶缓冲垫8还可以为椭圆形、方形等形状。

本发明重载并联式状态转换装置，其中所述支座5的外侧壁与环形油缸1之间设有环形垫片4，在环形垫片4的作用下，支座5与环形油缸1之间的位置相对固定。

本发明重载并联式状态转换装置，其中所述环形油缸1设于一环形支撑座17上，所述支座5的上端位于环形油缸1的中间位置，所述支座5的下端延伸至环形支撑座17内。环形支撑座17采用水泥制成，环形支撑座17固定设置于发射工位的地基上。环形油缸1与环形支撑座17固定连接。

本发明采用了两套并联布置的顶升机构，一套为环形油缸1，另一套为设于环形油缸1中间位置的螺杆7。在火箭发射平台转运至发射工位后，向环形油缸1的缸体内输入液压油，使环形活塞2向上伸出，同时驱动螺杆7转动，使螺杆7也向上伸出并与环形活塞2保持随动，向上伸出的环形活塞2顶升发射平台，直至发射平台升到要求高度(此时，发射平台处于发射状态)，之后使环形油缸1的缸体内的液压油泄压，环形活塞2向下缩回，此时螺杆7顶住发射平台，待火箭完成发射后，驱动螺杆7反向转动，使螺杆7向下缩回，直至发射平台与地面接触，重新恢复至行走状态。由此可见，本发明结构紧凑，能够满足重型承载需求。

本发明重载并联式状态转换装置工作过程有三个状态：待机状态，升降状态，锁紧状态。

待机状态时，如图1所示，环形活塞2和螺杆7均位于最底端，环形油缸1的缸体内无压力，位于上端的第一橡胶缓冲垫3和第二橡胶缓冲垫8位于发射平台台体下面但与台体不接触。

当发射平台移动到发射工位后，本发明进入升降状态。向环形油缸1缸体内充入高压液压油，环形活塞2向上伸出，顶起发射平台，如图2所示，此时传力路线为：第一橡胶缓冲垫3-环形活塞2-液压油-环形油缸1缸体-环形支撑座17-发射工位地基。在环形活塞2向上伸出时，同时通过动力机构(如电机)驱动蜗杆16转动，蜗杆16驱动蜗轮15和花键套12一起转动，由于花键套12与螺杆7下部的花键轴9配合，所以花键套12带动螺杆7转动。由于螺母6固定在支座5上，所以螺杆7能够转动升起并与向上伸出的环形活塞2保持随动。在环形活塞2将发射平台顶升至要求高度后(此时发射平台处于发射状态)，再将环形油缸1缸体内的液压油泄压，环形活塞2向下缩回，同时螺杆7顶端的第二橡胶缓冲垫8与发射平台接触，依靠螺母6和螺杆7的自锁结构支承发射平台，如图3所示，此时本发明进入锁紧状态。锁紧状态下的传力路线为：第二橡胶缓冲垫8-螺杆7-螺母6-支座5-下盖14-发射工位地基。

本发明在使用的时候，发射平台下方布置有多个本发明重载并联式状态转换装置，多个状态转换装置沿周向均匀布置于发射平台的下方。在使用环形活塞2将发射平台顶起的过程中，环形油缸1的调整精度高，故障率低。在发射平台到达发射状态位置后，调整各个状态转换装置中的环形活塞2的伸缩量，使发射平台的位置符合要求。由于环形油缸1不适于承载下的长时间自锁，因此，在发射平台处于发射状态位置后，环形油缸1泄压(环形活塞2缩回)，同时螺杆7承载发射平台，由于螺杆7与螺母6的自锁性可保持长时间承载。

本发明结合螺旋传动机构(即螺杆7和螺母6)承载下长时间自锁以及环形油缸1大载荷起升的功能特点(调整精度高、故障率低)，通过环形油缸1实现大载荷下的升降，螺旋传动机构保持随动；待发射平台到达发射状态后，环形油缸1卸载，螺旋传动机构承受载荷。

本发明选用大载荷环形空心油缸，螺旋传动机构安装在油缸中间位置。带载升降过程中，油缸承受动载荷，螺旋传动机构在动力机构带动下，以低载荷保持随动，在油缸发生紧急故障停机时，随时承受载荷；在静载状态下，油缸泄压，不承受载荷，此时由螺旋传动机构承受静载荷，由于螺旋传动机构的自锁性可保持长时间承载。

本发明中，动态升降载荷1400t，静态承载载荷1800t；升降行程500㎜，定位精度1㎜，行程内任意位置可实现自锁；总体尺寸为直径φ2260㎜×宽2260㎜×高(2151-2651)㎜。

本发明的有益效果如下：

⑴实现承载发射平台及火箭加注前后的全部重量，同时考虑发射平台和火箭产生的不均匀载荷、风载荷等；

⑵实现高度升降动作，升降动作过程中，承受发射平台自重和箭体载荷；

⑶升降行程内任意高度可实现自锁；

⑷行程设计满足收回时不影响发射平台行走，不与其他设备干涉；升高后应保证行走机构彻底离地。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种重载并联式状态转换装置，其特征在于：包括环形油缸，所述环形油缸的缸体内安装有环形活塞，所述环形油缸的中间位置设有支座，所述支座上固定设有螺母，所述螺母内螺纹连接有螺杆，所述螺杆转动安装于支座上，所述螺杆与驱动装置连接，所述驱动装置驱动螺杆转动。

2.根据权利要求1所述的重载并联式状态转换装置，其特征在于：所述支座呈圆筒状，所述支座的筒腔内固定设有所述螺母，所述螺杆位于支座的筒腔内。

3.根据权利要求2所述的重载并联式状态转换装置，其特征在于，所述螺杆转动安装于支座上的具体方式为：所述支座的下端固定设有下盖，所述下盖呈桶状，所述螺杆的下端固定设有花键轴，所述花键轴上套装有花键套，所述花键套通过轴承转动安装于下盖上。

4.根据权利要求3所述的重载并联式状态转换装置，其特征在于：所述驱动装置包括蜗轮、蜗杆和动力机构，所述蜗轮固定套设于花键套的外侧壁上，所述蜗杆与蜗轮啮合，所述蜗杆与动力机构连接，所述动力机构驱动蜗杆转动。

5.根据权利要求4所述的重载并联式状态转换装置，其特征在于：所述花键轴的上端设有沿径向布置的上挡板，所述花键轴的下端设有沿径向布置的下挡板。

6.根据权利要求5所述的重载并联式状态转换装置，其特征在于：所述环形活塞的顶端设有第一橡胶缓冲垫，所述第一橡胶缓冲垫呈环形。

7.根据权利要求6所述的重载并联式状态转换装置，其特征在于：所述螺杆的顶端设有第二橡胶缓冲垫，所述第二橡胶缓冲垫呈圆形。

8.根据权利要求7所述的重载并联式状态转换装置，其特征在于：所述支座的外侧壁与环形油缸之间设有环形垫片。

9.根据权利要求8所述的重载并联式状态转换装置，其特征在于：所述环形油缸设于一环形支撑座上，所述支座的上端位于环形油缸的中间位置，所述支座的下端延伸至环形支撑座内。

10.根据权利要求9所述的重载并联式状态转换装置，其特征在于：所述螺杆与花键轴为一体成型结构。

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