CN112484584B - 一种利用内压解锁的锁紧机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用内压解锁的锁紧机构，属于火箭导弹舱设计领域；包括推力盘、推力杆、限位螺母、套筒、第一滑块、解锁弹簧、第二滑块、调整套、口盖、第二连杆、球锁、第一连杆、锁紧弹簧、调整滑块、调整螺母和球销；本机构能够在舱内无内压状态下可靠地锁紧，并固定在口框上。在内压的作用下，可靠地解锁，并在内压作用下吹离口框；本机构完全使用机构设计，无火工品或结构破坏，因此可以无限次进行非破坏性的锁紧、解锁试验，能够直观地表征整套机构的锁紧、解锁可靠性；本发明可以代替火工分离结构的机构类产品，将不可检、不可测的火工分离结构替换为可多次地面测试、能够量化控制、可产品化的机构。

Description

一种利用内压解锁的锁紧机构

技术领域

本发明属于火箭导弹舱设计领域，涉及一种利用内压解锁的锁紧机构。

背景技术

火箭(导弹)等飞行器由于飞行工况(末修、热分离等功能)的需求，需要在表面开孔，并使用口盖盖住。口盖需要在火箭(导弹)舱内部的压力作用下顺利打开。

目前绝大多数末修口盖的设计方案是在螺栓安装孔处开削弱槽，当舱内压力升高时撕裂削弱槽，口盖结构变形后被内压吹离。绝大多数热分离口盖采用线式火工分离装置，将口盖的安装结构使用火工品炸开后由内压吹离。上述两种方案都有着一定的缺陷：产品的锁紧、解锁性能无法进行无损测试，这意味着设计方案只能通过设计余量、抽检等方式进行旁证，而无法检验真正使用到的产品。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种利用内压解锁的锁紧机构，利用内压进行解锁分离，可以代替火工分离结构的机构类产品，将不可检、不可测的火工分离结构替换为可多次地面测试、能够量化控制、可产品化的机构。

本发明解决技术的方案是：

一种利用内压解锁的锁紧机构，包括推力盘、推力杆、限位螺母、套筒、第一滑块、解锁弹簧、第二滑块、调整套、口盖、第二连杆、球锁、第一连杆、锁紧弹簧、调整滑块、调整螺母和球销；其中，套筒为轴向水平放置的中空筒状结构；第一滑块和第二滑块轴向水平同轴放置；解锁弹簧同轴设置在第一滑块和第二滑块之间；第一滑块、解锁弹簧和第二滑块套装在套筒的外壁；限位螺母设置在套筒的轴向指向舱体内部一端的端面处；推力杆为变径杆状结构；推力杆的大径端沿轴向穿过限位螺母伸入套筒内壁；推力盘同轴固定安装在推力杆的小径端；调整滑块设置在套筒内腔，且位于套筒轴向指向舱体外部的一端；调整滑块与推力杆同轴放置，且锁紧弹簧同轴设置在调整滑块与推力杆之间；套筒的侧壁设置有通孔，球销设置在该通孔中；球销的底部位于推力杆的大径端，通过推力杆大径端的外壁将球销限位在通孔中；第一滑块设置在对应球销位置，且第一滑块的内壁设置有与球销对应的球形凹槽，球销顶部凸起实现对第一滑块的轴向限位；球锁设置在解锁弹簧的上方，且第一滑块的顶部通过第一连杆与球锁旋转连接；第二滑块的顶部通过第二连杆与球锁旋转连接；球锁顶部与舱壁的限位凹槽位置对应；调整套套装在套筒的外壁，且调整套的轴向内端与第二滑块侧壁接触，调整套的轴向外端指向舱体外部；调整螺母套装在套筒的外壁，且调整螺母位于调整套的轴向外端；口盖同轴固定安装在调整套的轴向外端。

在上述的一种利用内压解锁的锁紧机构，所述调整螺母与套筒螺纹配合，通过旋拧调整螺母实现推动调整套沿轴向移动。

在上述的一种利用内压解锁的锁紧机构，所述锁紧机构的锁紧过程为：

旋拧调整螺母，调整套沿轴向向内推动第二滑块，压缩解锁弹簧；第一滑块在球销的限位下不移动；第二滑块与第一滑块的间距变小，第二连杆与第一连杆的夹角变小，球锁竖直上升，直至球锁的顶部伸入舱壁的限位凹槽，实现限位配合，此时口盖在调整套的带动下，嵌入舱体外壁的口盖槽，实现对舱体的密封。

在上述的一种利用内压解锁的锁紧机构，所述锁紧机构的解锁过程为：

当舱体内产生压力，压力推动推力盘和推力杆沿轴向平移压缩锁紧弹簧，直至推力杆的小径端移动至球销位置；推力杆的大径端外壁对球销的限位消失，球销从套筒侧壁的通孔中掉落入套筒内部；球销对第一滑块的限位消失；第一滑块在解锁弹簧复位力的作用下向舱体内部方向移动，第二连杆与第一连杆的夹角变大，球锁下降与舱壁的限位凹槽脱离，实现解锁；在压力的作用下，锁紧机构被推出舱体外部，舱壁打开。

在上述的一种利用内压解锁的锁紧机构，所述锁紧机构还包括调整螺钉；调整螺钉设置在套筒内部，且位于调整滑块的轴向外端，通过设置调整螺钉轴向位置，实现对调整滑块初始状态压缩锁紧弹簧的压缩量进行调整，实现对推力盘在舱体内压力作用下的刚度调整。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明能够在舱内无内压状态下可靠地锁紧，并固定在口框上。在内压的作用下，可靠地解锁，并在内压作用下吹离口框；

(2)本发明完全使用机构设计，无火工品或结构破坏，因此可以无限次进行非破坏性的锁紧、解锁试验，能够直观地表征整套机构的锁紧、解锁可靠性。

附图说明

图1为本发明锁紧机构主视图；

图2为本发明锁紧机构剖视图；

图3为本发明锁紧机构锁紧状态示意图；

图4为本发明锁紧机构解锁状态示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步阐述。

本发明提出一种舱锁紧机构，利用内压进行解锁分离。可应用于憋压分离口盖、小火箭堵盖等结构。是一种可以代替火工分离结构的机构类产品，将不可检、不可测的火工分离结构替换为可多次地面测试、能够量化控制、可产品化的机构。

锁紧机构，如图1、图2所示，具体包括推力盘1、推力杆2、限位螺母3、套筒4、第一滑块5、解锁弹簧6、第二滑块7、调整套8、口盖9、第二连杆11、球锁12、第一连杆13、锁紧弹簧14、调整滑块15、调整螺母17和球销18；其中，套筒4为轴向水平放置的中空筒状结构；第一滑块5和第二滑块7轴向水平同轴放置；解锁弹簧6同轴设置在第一滑块5和第二滑块7之间；第一滑块5、解锁弹簧6和第二滑块7套装在套筒4的外壁；限位螺母3设置在套筒4的轴向指向舱体内部一端的端面处；推力杆2为变径杆状结构；推力杆2的大径端沿轴向穿过限位螺母3伸入套筒4内壁；推力盘1同轴固定安装在推力杆2的小径端；调整滑块15设置在套筒4内腔，且位于套筒4轴向指向舱体外部的一端；调整滑块15与推力杆2同轴放置，且锁紧弹簧14同轴设置在调整滑块15与推力杆2之间；套筒4的侧壁设置有通孔，球销18设置在该通孔中；球销18的底部位于推力杆2的大径端，通过推力杆2大径端的外壁将球销18限位在通孔中；第一滑块5设置在对应球销18位置，且第一滑块5的内壁设置有与球销18对应的球形凹槽，球销18顶部凸起实现对第一滑块5的轴向限位；球锁12设置在解锁弹簧6的上方，且第一滑块5的顶部通过第一连杆13与球锁12旋转连接；第二滑块7的顶部通过第二连杆11与球锁12旋转连接；球锁12顶部与舱壁的限位凹槽位置对应；调整套8套装在套筒4的外壁，且调整套8的轴向内端与第二滑块7侧壁接触，调整套8的轴向外端指向舱体外部；调整螺母17套装在套筒4的外壁，调整螺母17与套筒4螺纹配合，通过旋拧调整螺母17实现推动调整套8沿轴向移动。且调整螺母17位于调整套8的轴向外端；口盖9同轴固定安装在调整套8的轴向外端。锁紧机构还包括调整螺钉16；调整螺钉16设置在套筒4内部，且位于调整滑块15的轴向外端，通过设置调整螺钉16轴向位置，实现对调整滑块15初始状态压缩锁紧弹簧14的压缩量进行调整，实现对推力盘1在舱体内压力作用下的刚度调整。

装配原理

在套筒4大端中依次装入调整滑块15、锁紧弹簧14、推力杆2，并拧紧限位螺母3，在推力杆2端头处安装推力盘1。此时，推动推力盘1，推力杆2可以自由地在套筒4中滑动。

在套筒4小端的内螺纹中拧入调整螺钉16，通过改变调整螺钉16的拧入深度可以改变锁紧弹簧14的压缩量，进而可以调整推力盘1在内压力作用下的刚度。

在套筒4四周的小孔内放入球销18，此时球销18在推力杆2的限位作用下，会有一部分露出套筒4侧壁。向内推动推力杆2，至球销18完全进入套筒4的侧壁但未掉入套筒4内部，此时从套筒4依次套入第一滑块5、解锁弹簧6、第二滑块7、调整套8，并拧入调整螺母17。当第一滑块5位置与球销18对正时，松开推力杆2，此时第一滑块5应在球销18的限位作用下固定不动。此时改变调整螺母17的拧入位置，可以推动改变调整套8和第二滑块7的位置，进而改变解锁弹簧6的压缩量以及第一滑块5、第二滑块7的距离。

在第一滑块5、第二滑块7上，使用第一连杆13、第二连杆11和球锁12。此时当改变调整螺母17的拧入位置时，球锁12能够在第一连杆13、第二连杆11的推动作用下上下移动。

工作状态

锁紧机构有两种工作状态，即锁紧状态与解锁状态；锁紧状态如图3，解锁状态如图4所示。

锁紧机构的锁紧过程为：

旋拧调整螺母17，调整套8沿轴向向内推动第二滑块7，压缩解锁弹簧6；第一滑块5在球销18的限位下不移动；第二滑块7与第一滑块5的间距变小，第二连杆11与第一连杆13的夹角变小，球锁12竖直上升，直至球锁12的顶部伸入舱壁的限位凹槽，实现限位配合，此时口盖9在调整套8的带动下，嵌入舱体外壁的口盖槽，实现对舱体的密封，如图3所示。

锁紧机构的解锁过程为：

当舱体内产生压力，压力推动推力盘1和推力杆2沿轴向平移压缩锁紧弹簧14，直至推力杆2的小径端移动至球销18位置；推力杆2的大径端外壁对球销18的限位消失，球销18从套筒4侧壁的通孔中掉落入套筒4内部；球销18对第一滑块5的限位消失；第一滑块5在解锁弹簧6复位力的作用下向舱体内部方向移动，第二连杆11与第一连杆13的夹角变大，球锁12下降与舱壁的限位凹槽脱离，实现解锁；在压力的作用下，锁紧机构被推出舱体外部，舱壁打开，如图4所示。

本发明的多种实现情况：

1、当口盖9单独与舱壁的口框槽连接时，作为舱口盖使用，可以代替削弱槽撕裂型的口盖，用于覆盖小火箭开口；

2、当不安装口盖9时，成组地用于口盖与口框的固定，代替安装螺栓与线性火工分离装置，用于憋压分离的窗口。

3、上述实施方案中，可以使用摩擦片或其他固定结构代替球锁12，实现各种不同形式的固定。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种利用内压解锁的锁紧机构，其特征在于：包括推力盘(1)、推力杆(2)、限位螺母(3)、套筒(4)、第一滑块(5)、解锁弹簧(6)、第二滑块(7)、调整套(8)、口盖(9)、第二连杆(11)、球锁(12)、第一连杆(13)、锁紧弹簧(14)、调整滑块(15)、调整螺母(17)和球销(18)；其中，套筒(4)为轴向水平放置的中空筒状结构；第一滑块(5)和第二滑块(7)轴向水平同轴放置；解锁弹簧(6)同轴设置在第一滑块(5)和第二滑块(7)之间；第一滑块(5)、解锁弹簧(6)和第二滑块(7)套装在套筒(4)的外壁；限位螺母(3)设置在套筒(4)的轴向指向舱体内部一端的端面处；推力杆(2)为变径杆状结构；推力杆(2)的大径端沿轴向穿过限位螺母(3)伸入套筒(4)内壁；推力盘(1)同轴固定安装在推力杆(2)的小径端；调整滑块(15)设置在套筒(4)内腔，且位于套筒(4)轴向指向舱体外部的一端；调整滑块(15)与推力杆(2)同轴放置，且锁紧弹簧(14)同轴设置在调整滑块(15)与推力杆(2)之间；套筒(4)的侧壁设置有通孔，球销(18)设置在该通孔中；球销(18)的底部位于推力杆(2)的大径端，通过推力杆(2)大径端的外壁将球销(18)限位在通孔中；第一滑块(5)设置在对应球销(18)位置，且第一滑块(5)的内壁设置有与球销(18)对应的球形凹槽，球销(18)顶部凸起实现对第一滑块(5)的轴向限位；球锁(12)设置在解锁弹簧(6)的上方，且第一滑块(5)的顶部通过第一连杆(13)与球锁(12)旋转连接；第二滑块(7)的顶部通过第二连杆(11)与球锁(12)旋转连接；球锁(12)顶部与舱壁的限位凹槽位置对应；调整套(8)套装在套筒(4)的外壁，且调整套(8)的轴向内端与第二滑块(7)侧壁接触，调整套(8)的轴向外端指向舱体外部；调整螺母(17)套装在套筒(4)的外壁，且调整螺母(17)位于调整套(8)的轴向外端；口盖(9)同轴固定安装在调整套(8)的轴向外端。

2.根据权利要求1所述的一种利用内压解锁的锁紧机构，其特征在于：所述调整螺母(17)与套筒(4)螺纹配合，通过旋拧调整螺母(17)实现推动调整套(8)沿轴向移动。

3.根据权利要求2所述的一种利用内压解锁的锁紧机构，其特征在于：所述锁紧机构的锁紧过程为：

旋拧调整螺母(17)，调整套(8)沿轴向向内推动第二滑块(7)，压缩解锁弹簧(6)；第一滑块(5)在球销(18)的限位下不移动；第二滑块(7)与第一滑块(5)的间距变小，第二连杆(11)与第一连杆(13)的夹角变小，球锁(12)竖直上升，直至球锁(12)的顶部伸入舱壁的限位凹槽，实现限位配合，此时口盖(9)在调整套(8)的带动下，嵌入舱体外壁的口盖槽，实现对舱体的密封。

4.根据权利要求3所述的一种利用内压解锁的锁紧机构，其特征在于：所述锁紧机构的解锁过程为：

当舱体内产生压力，压力推动推力盘(1)和推力杆(2)沿轴向平移压缩锁紧弹簧(14)，直至推力杆(2)的小径端移动至球销(18)位置；推力杆(2)的大径端外壁对球销(18)的限位消失，球销(18)从套筒(4)侧壁的通孔中掉落入套筒(4)内部；球销(18)对第一滑块(5)的限位消失；第一滑块(5)在解锁弹簧(6)复位力的作用下向舱体内部方向移动，第二连杆(11)与第一连杆(13)的夹角变大，球锁(12)下降与舱壁的限位凹槽脱离，实现解锁；在压力的作用下，锁紧机构被推出舱体外部，舱壁打开。

5.根据权利要求4所述的一种利用内压解锁的锁紧机构，其特征在于：所述锁紧机构还包括调整螺钉(16)；调整螺钉(16)设置在套筒(4)内部，且位于调整滑块(15)的轴向外端，通过设置调整螺钉(16)轴向位置，实现对调整滑块(15)初始状态压缩锁紧弹簧(14)的压缩量进行调整，实现对推力盘(1)在舱体内压力作用下的刚度调整。

Images