CN114679861A - 高抗振快锁底座 - Google Patents

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陈建超
赵艳凤
吕云朋
杨成博
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范云飞
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Abstract

本发明涉及一种高抗振快锁底座，包括尾部挡圈、外圈弹簧、内圈弹簧、锁紧底座、叉形件、销轴、开口挡圈；外圈弹簧套在内圈弹簧外组成弹性机构装入锁紧底座中，叉形件的轴部从锁紧底座一端的防转腰形孔Ⅰ插入内圈弹簧中并与安装在锁紧底座另一端的尾部挡圈1螺纹连接，叉形件与锁紧底座及尾部挡圈相互配合实现对安装在锁紧底座内的外圈弹簧和内圈弹簧的压缩，提供锁紧时的预紧力；销轴安装在叉形件座部用于同设备把手端的锁紧钩配合锁紧。本发明可以实现对设备的快速锁紧和解锁，对设备具有可靠的锁紧力，具有自动补偿效应，可以满足设备在高振动量级、长时间振动环境下的固定安装需求，同时可满足不同公差等级和尺寸设备的固定安装。

Description

高抗振快锁底座
技术领域
本发明涉及连接锁紧技术领域，具体是一种高抗振快锁底座。
背景技术
机载电子设备固定方式有螺栓安装固定、快卸安装固定两种固定安装方式。螺栓安装的优点为安装牢固可靠、抗振性能好，缺点为拆装麻烦、费时费力、维修性差。快卸安装的优点为拆装简单、维修性好，缺点为抗振性能差，在高振动量级环境下锁紧结构易出现磨损、断裂等现象，且锁紧结构的减振缓冲效果也不好，影响电子设备的可靠固定及信号传输。
随着我国航空事业的发展，对机载电子设备的抗振量级要求越来越高，对抗振时长的要求也越来越长。传统的快卸式安装固定结构已经不能满足高量级长时间的振动需求，急需开发一种高抗振快速拆装锁紧结构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高抗振快锁底座，可以实现对设备的快速锁紧和解锁，对设备具有可靠的锁紧力，具有自动补偿效应，可以满足电子设备在高振动量级、长时间振动环境下的固定安装需求，同时可以满足不同公差等级和尺寸设备的固定安装。
本发明具体是通过以下技术方案来实现的，依据本发明提出的一种高抗振快锁底座，包括尾部挡圈、外圈弹簧、内圈弹簧、锁紧底座、叉形件、销轴、开口挡圈；其中，外圈弹簧套在内圈弹簧外组成弹性机构装入锁紧底座中，锁紧底座一端设置有防转腰形孔Ⅰ；叉形件包括轴部和与轴部连接固定的座部，叉形件的轴部从防转腰形孔Ⅰ插入装配在锁紧底座的内圈弹簧中并与安装在锁紧底座另一端的尾部挡圈螺纹连接，叉形件与锁紧底座及尾部挡圈相互配合实现对安装在锁紧底座内的外圈弹簧和内圈弹簧的压缩，提供锁紧时的预紧力；销轴安装在叉形件座部用于同设备把手端的锁紧钩配合锁紧。采用以上方案可以实现对电子设备的快速锁紧和解锁，具有可靠的锁紧力，弹簧机构具有自动补偿效应，可以满足电子设备在高振动量级、长时间振动环境下的固定安装需求。
进一步地，在上述高抗振快锁底座中，叉形件的座部包括底座和与底座连接的第一连接件及第二连接件，第一连接件和第二连接件上分别设置有第一安装孔和第二安装孔；销轴一端设置有挡止部，另一端设置有挡止件安装槽；销轴从第一连接件向第二连接件插入使挡止件安装槽依次穿过第一安装孔和第二安装孔，挡止件安装在挡止件安装槽中与挡止部配合实现对销轴的限位固定。
在一种实施例中，第一安装孔和第二安装孔分别为防转腰形孔Ⅱ和圆孔，对应地，销轴上设置有防转扁圆结构用于和防转腰形孔Ⅱ配合起到防转作用，销轴轴部为圆形用于和圆孔适配，此时，挡止件采用开口挡圈，挡止件安装槽采用挡圈安装槽用于安装开口挡圈。销轴安装在叉形件的防转腰形孔Ⅱ1和圆孔中通过开口挡圈和挡止部实现对销轴的限位固定。通过以上技术方案使销轴固定在叉形件座部并实现防转功能，用于和设备锁紧钩配合锁紧。
在一种实施例中，叉形件的轴部为扁圆杆用于和锁紧底座的防转腰形孔Ⅰ配合起到防转作用。扁圆杆还可以设置减轻槽用于减轻重量。
进一步地，锁紧底座上还设置有安装孔用于将快锁底座整体安装固定到托架上。该安装孔内还可以镶嵌锁紧型钢丝螺套，锁紧型钢丝螺套具有自锁防松性能，用于满足高量级振动防松需求。
进一步地，尾部挡圈内部的内螺纹和叉形件轴部的外螺纹可以采用MJ螺纹，防止振动过程中出现裂纹，提升快锁底座的承载性能。内螺纹与外螺纹适配螺纹连接后与叉形件座部及锁紧底座配合实现对安装在锁紧底座内的内圈弹簧和外圈弹簧的压缩，提供锁紧时的预紧力。
以上快锁底座一种应用例是用于设备与托架之间的锁紧，此时，设备固定在托架上，快锁底座通过锁紧底座上的安装孔整体安装固定在托架上，设备上锁紧把手上的锁紧钩钩在快锁底座上的销轴上，实现设备的锁紧，此时锁紧钩将快锁底座上的叉形件拉出一定距离L，快锁底座给设备施加的锁紧力包括锁紧底座的预紧力和内外圈弹簧的新增变形，从而保证对设备具有可靠的锁紧力。锁紧底座内壁还设置有限位台阶用于对尾部挡圈限位，防止锁紧状态下，在高量级振动、冲击、加速度条件下内圈弹簧和外圈弹簧被过度压缩，导致电子设备振动位移过大。解锁时，扳动锁紧把手使锁紧钩与销轴分离实现解锁。
本发明的有益技术效果：
(1)本发明的快锁底座采用大规格MJ7螺纹连接，可以增强快锁底座的抗振性能和抗疲劳性能；内部设置弹簧机构，一方面对设备的外形尺寸有较大的的容差能力，可以满足不同公差等级和尺寸的电子设备固定安装；另一方面使快锁底座具备缓冲隔振效果，可衰减一部分外界传递给电子设备的振动激励，对电子设备及其内部元器件具有保护作用，同步提升电子设备的抗振性能。
(2)本发明与托架安装固定后可以实现电子设备的快速锁紧和解锁；锁紧后，设备的锁紧钩将叉形件拉出一定距离L，此时，快锁底座给设备施加的锁紧力包括锁紧底座的预紧力和内外圈弹簧的新增变形，从而保证较大的锁紧力。锁紧底座内壁的限位台阶可以对尾部挡圈限位，防止锁紧状态下，在高量级振动、冲击、加速度条件下内圈弹簧和外圈弹簧被过度压缩，导致电子设备振动位移过大。
(3)本发明可以通过调整锁紧底座的预紧力和选择合适的拉出长度L，实现电子设备的可靠锁紧，满足高量级振动需求。锁紧底座的预紧力可以通过尾部挡圈与叉形件螺纹连接的位置调整，拉出长度L可以通过快锁底座在托架上的安装位置调整。
(4)现有的刚性锁紧一旦产生磨损效应，由于没有自补偿效应，磨损会急剧加速并导致设备损坏。而在本发明中，当高量级振动过程中产生磨损导致拉出长度L产生变化时，快锁底座内部的内圈弹簧和外圈弹簧具备自动补偿效应，仍然可以实现可靠锁紧。
附图说明
图1是现有常见快卸安装固定方式示意图；
图2是本发明高抗振快锁底座的分解图；
图3是图2组装后的剖视图；
图4是尾部挡圈的主视图和其A-A向剖视图；
图5是锁紧底座的结构示意图，(a)是锁紧底座的侧视图，(b)是(a)的A-A向剖视图，(c)是(a)的仰视图；
图6是叉形件的结构示意图；
图7是销轴的结构示意图；
图8是开口挡圈的结构示意图；
图9是本发明的快锁底座与机箱和托架的安装锁紧示意图。
1-尾部挡圈，2-外圈弹簧，3-内圈弹簧，4-锁紧底座，5-叉形件，6-销轴，7-开口挡圈，8-限位台阶，9-防转腰形孔Ⅰ，10-外螺纹，11-内螺纹11，12-底座，13-第一连接件，14-第二连接件，15-防转腰形孔Ⅱ，16-圆孔，17-挡止部，18-防转扁圆结构，19-挡圈安装槽，20-安装孔，21-减轻槽，22-中心孔，23-开口，24-设备，25-托架，26-锁紧把手，27-锁紧钩，28-扁圆杆。
具体实施方式
为了更好地理解本发明的内容，下面将结合具体实施例和附图来进一步阐述本发明。以下实施例以本发明的技术为基础实施，给出了详细的实施方式和操作步骤，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
如图2所示，本发明所提供的一种高抗振快锁底座具体包括：尾部挡圈1、外圈弹簧2、内圈弹簧3、锁紧底座4、叉形件5、销轴6、开口挡圈7。其中，外圈弹簧2套在内圈弹簧3外组成弹性机构装入锁紧底座4中，锁紧底座4的一端开口用于装配尾部挡圈1，该开口内壁还设置有限位台阶8，锁紧底座另一端设置有防转腰形孔Ⅰ9，如图5所示。叉形件5包括轴部和座部，其轴部一端与座部连接固定，轴部另一端设置有外螺纹10，尾部挡圈1中心设置有内螺纹11。叉形件的轴部从防转腰形孔Ⅰ插入装配在锁紧底座4中的弹性机构的内圈弹簧3中，并与尾部挡圈1螺纹连接。锁紧底座一端与叉形件的座部相互配合进行挡止限位，尾部挡圈安装在锁紧底座另一端与叉形件轴部螺纹拧紧，叉形件与锁紧底座及尾部挡圈相互配合实现对安装在锁紧底座内的外圈弹簧2和内圈弹簧3的压缩，提供锁紧时的预紧力。叉形件在锁紧底座中装配好之后，外圈弹簧2和内圈弹簧3处于压缩状态。
叉形件的轴部为扁圆杆用于和锁紧底座的防转腰形孔Ⅰ配合起到防转作用，防止电子设备在侧向振动时引起倾覆。叉形件的座部包括底座12和与底座连接的第一连接件13及第二连接件14，该第一连接件、第二连接件及底座形成U型座部，如图6所示。第一连接件和第二连接件上分别设置有防转腰形孔Ⅱ15和圆孔16。销轴6安装在叉形件的座部用于同电子设备把手端的锁紧钩配合锁紧。销轴一端设置有挡止部17和防转扁圆结构18，另一端设置有挡圈安装槽19。销轴轴部为圆形用于和第二连接件上的圆孔配合，防转腰形孔Ⅱ的最小孔径略大于销轴轴部的直径。销轴轴部从第一连接件向第二连接件插入使挡圈安装槽依次穿过防转腰形孔Ⅱ和圆孔，最终，销轴上的防转扁圆结构装配在防转腰形孔Ⅱ中，两者配合起到防转作用，增强抗振性能。开口挡圈7安装在挡圈安装槽中，通过开口挡圈和销轴上的挡止部实现对销轴的限位固定。
进一步地，锁紧底座4上还设置有安装孔20用于将快锁底座整体安装固定到托架上。安装孔内镶嵌锁紧型钢丝螺套，具有自锁防松性能，可满足高量级振动防松需求。
为了提高螺纹连接处的抗疲劳性能，尾部挡圈1的内螺纹和叉形件轴部的外螺纹均采用MJ螺纹，在一种实施例中，内螺纹和外螺纹均为MJ7螺纹。大规格的MJ7螺纹可防止振动过程中出现裂纹，能进一步提升承载性能。
叉形件的轴部上还设置有减轻槽21用于减轻重量。开口挡圈至少包括开口、中心孔22，在外力作用下开口角度会增大，从而卡在挡圈安装槽上，实现对销轴的固定。中心孔上还可以连接至少一个开口23用于增加挡圈的变形量。如图8所示。
本发明与设备和托架装配锁紧的原理为：设备24固定在托架25上，快锁底座通过锁紧底座上的安装孔整体安装固定在托架上，设备上的锁紧把手26尾部设置有锁紧钩27，锁紧把手与设备支架铰接，可绕支架上的轴转动，且转动时把手转动方向与锁紧钩转动方向相反。如图9所示，向设备方向推动把手，锁紧钩反向移动钩在快锁底座的销轴上，通过扳机固定把手位置，实现锁紧，此时，锁紧钩将快锁底座上的叉形件拉出一定距离L，此时，快锁底座给设备施加的锁紧力包括锁紧底座的预紧力和内外圈弹簧的新增变形：
F锁紧＝F预紧力+K·L
K:内外圈弹簧总刚度；L:锁紧后叉形件的拉出长度。
锁紧底座内壁的限位台阶用于对尾部挡圈限位，防止锁紧状态下，在高量级振动、冲击、加速度条件下弹簧被过度压缩，导致电子设备振动位移过大。
解锁时，向远离设备的方向扳动把手，锁紧钩反向移动，使锁紧钩与销轴之间分离，实现解锁。
本发明可以通过调整锁紧底座的预紧力和选择合适的拉出长度L，实现电子设备的可靠锁紧，满足高量级振动需求。锁紧底座的预紧力可以通过尾部挡圈与叉形件螺纹连接的位置调整，拉出长度L可以通过快锁底座在托架上的安装位置调整，以图9为例，如果快锁底座整体安装位置向图9的左边移动，则拉出长度L会变大，弹簧变形量也会变大，锁紧力会增加。
本发明的快锁底座一方面可以实现设备的快速锁紧和解锁，另一方面，采用大规格MJ7螺纹连接，增强了抗振性能和抗疲劳性能；内部设置弹簧机构，对设备的外形尺寸有较大的的容差能力，可以满足不同公差等级和尺寸的电子设备固定安装。另外，现有的刚性锁紧一旦产生磨损效应，由于没有自补偿效应，磨损会急剧加速并导致设备损坏。而在本发明中，当高量级振动过程中产生磨损导致拉出长度L产生变化时，快锁底座在弹簧力作用下具备自动补偿效应，仍然可以实现可靠锁紧。
以上所述仅是本发明的实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，本发明还可以根据以上结构和功能具有其它形式的实施例，不再一一列举。因此，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，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、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.高抗振快锁底座，其特征在于包括尾部挡圈(1)、外圈弹簧(2)、内圈弹簧(3)、锁紧底座(4)、叉形件(5)、销轴(6)、开口挡圈(7)；其中，外圈弹簧(2)套在内圈弹簧(3)外组成弹性机构装入锁紧底座(4)中，锁紧底座(4)一端设置有防转腰形孔Ⅰ；叉形件(5)包括轴部和与轴部连接固定的座部，叉形件的轴部从防转腰形孔Ⅰ插入装配在锁紧底座(4)的内圈弹簧(3)中并与安装在锁紧底座另一端的尾部挡圈(1)螺纹连接，叉形件与锁紧底座及尾部挡圈相互配合实现对安装在锁紧底座内的外圈弹簧(2)和内圈弹簧(3)的压缩，提供锁紧时的预紧力；销轴安装在叉形件座部用于同设备把手端的锁紧钩配合锁紧。
2.如权利要求1所述的高抗振快锁底座，其特征在于叉形件的座部包括底座(12)和与底座连接的第一连接件(13)及第二连接件(14)，第一连接件和第二连接件上分别设置有第一安装孔和第二安装孔；销轴一端设置有挡止部(17)，另一端设置有挡止件安装槽；销轴从第一连接件向第二连接件插入使挡止件安装槽依次穿过第一安装孔和第二安装孔，挡止件安装在挡止件安装槽中与挡止部(17)配合实现对销轴的限位固定。
3.如权利要求2所述的高抗振快锁底座，其特征在于第一安装孔和第二安装孔分别为防转腰形孔Ⅱ(15)和圆孔(16)，销轴上还设置有防转扁圆结构(18)用于和防转腰形孔Ⅱ(15)配合起到防转作用，销轴轴部为圆形用于和圆孔(16)适配，所述的挡止件采用开口挡圈，挡止件安装槽为挡圈安装槽。
4.如权利要求1所述的高抗振快锁底座，其特征在于叉形件的轴部为扁圆杆(28)用于和锁紧底座的防转腰形孔Ⅰ配合起到防转作用。
5.如权利要求1所述的高抗振快锁底座，其特征在于叉形件的轴部设置有减轻槽(21)。
6.如权利要求1所述的高抗振快锁底座，其特征在于锁紧底座(4)上还设置有安装孔(20)用于固定快锁底座。
7.如权利要求6所述的高抗振快锁底座，其特征在于安装孔内镶嵌有锁紧型钢丝螺套，具有自锁防松性能，可满足高量级振动防松需求。
8.如权利要求1-7任一所述的高抗振快锁底座，其特征在于尾部挡圈(1)的中心孔内设置有内螺纹(11)，叉形件轴部设置有外螺纹(10)，两者适配螺纹连接后与叉形件座部及锁紧底座配合实现对安装在锁紧底座内的内圈弹簧和外圈弹簧的压缩，提供锁紧时的预紧力，所述的外螺纹(10)和内螺纹(11)均采用MJ螺纹，可防止振动过程中出现裂纹，进一步提升承载性能。
9.如权利要求1所述的高抗振快锁底座，其特征在于用于设备与托架之间锁紧时，设备固定在托架上，快锁底座通过锁紧底座上的安装孔(20)整体安装固定在托架上，设备上锁紧把手上的锁紧钩钩在快锁底座上的销轴上，实现锁紧，此时锁紧钩将快锁底座上的叉形件拉出一定距离L；解锁时，扳动锁紧把手使锁紧钩与销轴分离实现解锁。
10.如权利要求1或9所述的高抗振快锁底座，其特征在于锁紧底座内壁还设置有限位台阶(8)用于对尾部挡圈进行限位，防止内圈弹簧和外圈弹簧被过度压缩。
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