CN116141266B - 一种用于火箭安装的弹簧压缩工装及其参数确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于火箭安装的弹簧压缩工装及其参数确定方法，所述工装包括：弹簧安装筒体；设置在弹簧安装筒体内的弹簧安装柱以及压杆，所述压杆的一端与弹簧安装柱固定连接；与弹簧安装筒体一端固定连接的限位环；套设在限位环和压杆上的手柄旋转装置，手柄旋转装置内设有推力轴承，推力轴承包括推力轴套、推力轴座以及设置在推力轴套与推力轴座之间的滚珠；推力轴套的一边与限位环固定连接，另一边与手柄旋转装置的内壁之间具有第一预设距离；推力轴座的一边与手柄旋转装置的内壁固定连接，另一边与限位环之间具有第二预设距离；手柄旋转装置绕压杆旋转时，通过压杆向弹簧安装柱上的弹簧提供挤压力。本发明的方案提高了弹簧压缩工装的安全性。

Description

一种用于火箭安装的弹簧压缩工装及其参数确定方法

技术领域

本发明涉及工装夹具技术领域，特别是指一种用于火箭安装的弹簧压缩工装及其参数确定方法。

背景技术

现有的弹簧压缩工装主要用于整流罩分离弹簧预压缩，插锁紧销，并具备测量弹簧长度及弹簧压力能力，在对火箭整流罩分离时弹簧进行预压缩过程中，可能会出现以下问题，单人操作困难，两人手工加载不动，使用加长力臂继续加载，加载困难，反向卸载时有异响，卡滞，继续加力，加强杆侧手柄折断，使得现有弹簧压缩工装的使用寿命短且安全性低。

发明内容

本发明提供一种用于火箭安装的弹簧压缩工装及其参数确定方法，解决了现有的弹簧压缩工装经常出现的手柄断裂以及轴承和端盖损坏的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

本发明提供一种用于火箭安装的弹簧压缩工装，包括：

弹簧安装筒体；

设置在所述弹簧安装筒体内的弹簧安装柱；

设置在所述弹簧安装筒体内的压杆，所述压杆的第一端伸出所述弹簧安装筒体，第二端与所述弹簧安装柱固定连接；

与所述弹簧安装筒体的第一端固定连接的限位环；

套设在所述限位环和所述压杆上的手柄旋转装置，所述手柄旋转装置内设有推力轴承，所述推力轴承包括推力轴套、推力轴座和滚珠，所述推力轴套与所述推力轴座形成容置空间，所述滚珠位于所述容置空间中；

所述推力轴套的一边与所述限位环固定连接，另一边与所述手柄旋转装置的内壁之间具有第一预设距离；

所述推力轴座的一边与所述手柄旋转装置的内壁固定连接，另一边与所述限位环之间具有第二预设距离；

所述手柄旋转装置绕所述压杆旋转时，通过所述压杆向弹簧安装柱上的弹簧提供挤压力。

可选的，所述手柄旋转装置包括：

第一压盘；

与所述第一压盘固定连接的圆环挡板，所述圆环挡板和第一压盘直径相同；

所述推力轴套的一边与所述限位环固定连接，另一边与所述圆环挡板的内壁之间具有第一预设距离；

所述推力轴座的一边与所述第一压盘的内壁固定连接，另一边与所述限位环之间具有第二预设距离。

可选的，所述手柄旋转装置还包括：

与所述圆环挡板的外壁固定连接的至少两个手柄，所述至少两个手柄间隔设置。

可选的，所述用于火箭安装的弹簧压缩工装，还包括：

套在所述压杆上的限位套；

所述限位套的第一端设置在所述限位环内，与所述限位环的内壁固定连接；

所述限位套的第二端通过圆盘与所述推力轴套固定连接。

可选的，所述用于火箭安装的弹簧压缩工装，还包括：与所述弹簧安装筒体固定连接的端盖；所述弹簧安装柱与所述端盖接触连接。

可选的，所述端盖为预设厚度的圆环结构，且所述端盖的第一端面上开设有预设深度的环形凹槽；

所述端盖通过所述环形凹槽套设在所述弹簧安装筒体的第二端部，且所述环形凹槽的第一槽壁与所述弹簧安装筒体的第二端部固定连接；

所述环形凹槽的第二槽壁的端面与所述弹簧安装柱的第一端部接触连接。

可选的，所述压杆通过连接环与所述弹簧安装柱的第二端部连接。

本发明还提供一种弹簧压缩工装的参数确定方法，所述弹簧压缩工装为上述所述的弹簧压缩工装，所述参数确定方法包括：

获取安装于弹簧安装柱上的目标弹簧压缩至预压缩量所需的轴载力；

根据所述轴载力，确定所述弹簧压缩工装的滚珠和手柄的参数。

可选的，根据所述轴载力，确定所述弹簧压缩工装的滚珠的参数包括：

确定所述滚珠的直径；

根据所述滚珠的直径，获取单个所述滚珠工作状态下所能承受的承载力；

根据单个所述滚珠的承载力和所述轴载力，确定所述滚珠的数量。

可选的，根据所述轴载力，确定所述手柄的参数，包括：

根据所述轴载力，确定压杆的螺纹力矩和推力轴承的轴承力矩；

根据所述螺纹力矩和轴承力矩，确定总驱动力矩；

根据所述总驱动力矩，确定手柄的直径。

本发明的上述方案至少包括以下有益效果：

本发明所述的用于火箭安装的弹簧压缩工装，通过推力轴承的设计，增大了所述推力轴承工作时的轴向受力，同时减小了所述手柄旋转装置转动时所需的驱动力矩，从而减小了手柄的受力，防止了所述手柄的断裂；所述端盖的设计使得所述弹簧安装柱在对所述端盖进行挤压时，所述端盖的最大应力发生在端面槽壁处，增大了端盖的抗压强度，解决了压缩过程中端盖损坏的问题，提高了弹簧压缩工装的安全性，延长了弹簧压缩工装的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的用于火箭安装的弹簧压缩工装的立体图；

图2是本发明的用于火箭安装的弹簧压缩工装的剖视图；

图3是本发明的用于火箭安装的弹簧压缩工装剖视图的局部放大图；

图4是本发明的用于火箭安装的弹簧压缩工装的端盖立体图。

附图标记说明：

1、弹簧安装筒体；11、限位环；111、螺钉；12、端盖；121、第一槽壁；122、第二槽壁；13、支架；2、压杆；21、第二压盘；31、推力轴套；32、推力轴座；33、滚珠；4、第一压盘；5、圆环挡板；51、手柄；6、连接环；61、限位销；7、弹簧安装柱；71、弹簧；8、限位套；9、传感器。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1至图3所示，本发明的实施例提出一种用于火箭安装的弹簧压缩工装，包括：

弹簧安装筒体1；

设置在所述弹簧安装筒体1内的弹簧安装柱7；

设置在所述弹簧安装筒体1内的压杆2，所述压杆2的第一端伸出所述弹簧安装筒体1，第二端与所述弹簧安装柱7固定连接；

与所述弹簧安装筒体1的第一端固定连接的限位环11；

套设在所述限位环11和所述压杆2上的手柄旋转装置，所述手柄旋转装置内设有推力轴承，所述推力轴承包括推力轴套31、推力轴座32和滚珠33，所述推力轴套31与所述推力轴座32形成容置空间，所述滚珠33位于所述容置空间中；

所述推力轴套31的一边与所述限位环11固定连接，另一边与所述手柄旋转装置的内壁之间具有第一预设距离；

所述推力轴座32的一边与所述手柄旋转装置的内壁固定连接，另一边与所述限位环11之间具有第二预设距离；

所述手柄旋转装置绕所述压杆2旋转时，通过所述压杆2向弹簧安装柱7上的弹簧71提供挤压力。

本实施例中，所述推力轴承的设计增大了所述推力轴承工作时的轴向受力，同时使得所述手柄旋转装置与所述弹簧安装筒体1保持相对转动时不会产生直接的摩擦，只能通过推力轴承产生滚动摩擦，大大的减小了所述手柄旋转装置转动时所需的驱动力；所述手柄旋转装置与所述压杆2旋合连接；所述弹簧压缩工装在使用时，通过转动所述手柄旋转装置，使所述压杆2向着所述弹簧安装柱7的方向运动，从而使得所述压杆2挤压所述弹簧安装柱7，并通过所述弹簧安装柱7将所述弹簧71压缩至预设压缩量。

本发明的一个可选的实施例中，所述手柄旋转装置包括：

第一压盘4；

与所述第一压盘4固定连接的圆环挡板5，所述圆环挡板5和第一压盘4直径相同；

所述推力轴套31的一边与所述限位环11固定连接，另一边与所述圆环挡板5的内壁之间具有第一预设距离；

所述推力轴座32的一边与所述第一压盘4的内壁固定连接，另一边与所述限位环11之间具有第二预设距离。

所述手柄旋转装置还包括：

与所述圆环挡板5的外壁固定连接的至少两个手柄51，所述至少两个手柄51间隔设置，所述手柄51用于旋转所述圆环挡板5。

本实施例中，所述圆环挡板5上设置有多个螺纹孔，所述手柄51的一端设置有外螺纹，所述手柄51通过外螺纹旋入所述圆环挡板5的螺纹孔内，与所述圆环挡板5固定连接；一种优选的实施例中，所述两个手柄51对称设置在圆环挡板5上；所述压杆2上设置有外螺纹；所述圆环挡板5上设置有与所述圆环挡板5一体成型的套筒，且所述套筒内设置有内螺纹；所述圆环挡板5通过所述套筒套设在所述压杆2上，且与所述压杆2旋合连接；所述压杆2与所述圆环挡板5的旋合连接的设计，使得当所述圆环挡板5转动时，所述压杆2可通过内外螺纹的旋合，实现沿弹簧安装筒体1的轴线方向上进行移动，从而实现对弹簧安装柱7的挤压。

该实施例中，所述推力轴套31与所述圆环挡板5的内壁之间的第一预设距离的设计使得所述圆环挡板5在通过所述滚珠33与所述推力轴套31产生相对运动的过程中，减小与所述推力轴套31之间的摩擦，从而减小所述手柄51转动圆环挡板5时所需的驱动力；所述推力轴座32与所述限位环11之间的第二预设距离的设计使得所述圆环挡板5在带动所述推力轴座32运动过程中，减小所述推力轴座32与所述限位环11之间的摩擦，进一步的减小所述手柄51转动圆环挡板5时所需的驱动力，从而能够有效的防止所述手柄51出现断裂的情况，同时还解决了单人操作困难，两人手工加载不动等问题。

本发明的一个可选的实施例中，所述用于火箭安装的弹簧压缩工装，还包括：

套在所述压杆2上的限位套8；

所述限位套8的第一端设置在所述限位环11内，与所述限位环11的内壁固定连接；

所述限位套8的第二端通过圆盘与所述推力轴套31固定连接。

本实施例中，所述限位套8用于对所述推力轴承进行限位固定；一种优选的实施例中，所述限位套8上设置有外螺纹，所述限位环11上设置内螺纹，所述限位套8与所述限位环11通过内外螺纹旋合连接；

所述限位套8上还设置有螺孔，所述限位套8与所述限位环11通过内外螺纹旋合连接后，通过螺钉111穿过所述螺孔对所述限位套8与所述限位环11进行固定，所述限位套8和所述限位环11的旋合连接设计可方便对推力轴承进行维护和更换。

如图4所示，本发明的一个可选的实施例中，所述用于火箭安装的弹簧压缩工装，还包括：与所述弹簧安装筒体1固定连接的端盖12；所述弹簧安装柱7与所述端盖12接触连接。

本发明的一个可选的实施例中，所述端盖12为预设厚度的圆环结构，且所述端盖12的第一端面上开设有预设深度的环形凹槽；

所述端盖12通过所述环形凹槽套设在所述弹簧安装筒体1的第二端部，且所述环形凹槽的第一槽壁121与所述弹簧安装筒体1的第二端部固定连接；

所述环形凹槽的第二槽壁122的端面与所述弹簧安装柱7的第一端部接触连接。

本实施例中，所述端盖12的设计使得所述弹簧安装柱7在对所述端盖12进行挤压时，所述端盖12的最大应力发生在端面槽壁处，增大了端盖12的抗压强度，提高了装置的安全性；一种优选的实施例中，所述端盖12的第一槽壁121的侧壁上设置有内螺纹，所述弹簧安装筒体1的第二端部设置有外螺纹，所述端盖12与所述弹簧安装筒体1通过内外螺纹旋合固定连接。

本发明的一个可选的实施例中，所述压杆2通过连接环6与所述弹簧安装柱7的第二端部连接。

本发明的一个可选的实施例中，所述的用于火箭安装的弹簧压缩工装，还包括：

设置在所述压杆2和所述连接环6之间的传感器9，所述传感器9用于压缩过程中对所述弹簧71的压力进行实时监测；

所述传感器9的第一端面与所述压杆2固定连接，所述传感器9的第二端面与所述连接环6固定连接。

所述传感器9为中空回转体结构；

所述压杆2的第一端部设置有与所述压杆2一体成型的第二压盘21，所述压杆2通过所述第二压盘21与所述传感器9固定连接。

本发明的一个可选的实施例中，所述弹簧安装筒体1上还设置有至少一个限位槽，所述连接环6上设置有限位销61，所述限位销61在所述限位槽内滑动，传感器9的电缆线通过所述限位槽与外部计算机设备连接。

本发明的一个可选的实施例中，所述限位槽的一侧设置有沿所述限位槽长度方向的测量刻度，可用于实时观察所述弹簧71的压缩量。

本发明的一个可选的实施例中，所述的用于火箭安装的弹簧压缩工装，还包括：与所述弹簧安装筒体1固定连接的至少两个支架13，所述支架13用于支撑所述弹簧安装筒体1。

本发明所述的用于火箭安装的弹簧压缩工装，通过推力轴承的设计，增大了所述推力轴承工作时的轴向受力，同时减小了所述手柄旋转装置转动时所需的驱动力矩，从而减小了手柄51的受力，防止了所述手柄51的断裂；所述端盖12的设计使得所述弹簧安装柱7在对所述端盖12进行挤压时，所述端盖12的最大应力发生在端面槽壁处，增大了端盖12的抗压强度，解决了压缩过程中端盖12损坏的问题，提高了弹簧压缩工装的安全性，延长了弹簧压缩工装的使用寿命。

本发明的实施例还提出一种弹簧压缩工装的参数确定方法，所述弹簧压缩工装为上述实施例所述的弹簧压缩工装，所述参数确定方法包括：

步骤11，获取安装于弹簧安装柱7上的目标弹簧压缩至预压缩量所需的轴载力；

步骤12，根据所述轴载力，确定所述弹簧压缩工装的滚珠33和手柄51的参数。

本发明的该实施例，通过根据所述轴载力，确定所述弹簧压缩工装的滚珠33和手柄51的参数，可以获取符合目标弹簧的弹簧压缩工装，防止了弹簧压缩过程中，手柄断裂和轴承损坏等问题的出现。

本发明的一个可选的实施例中，根据所述轴载力，确定所述弹簧压缩工装的滚珠33的参数包括：

步骤13，确定所述滚珠33的直径；

步骤14，根据所述滚珠33的直径，获取单个所述滚珠33工作状态下所能承受的承载力；

步骤15，根据单个所述滚珠33的承载力和所述轴载力，确定所述滚珠33的数量。

本实施例中，所述滚珠33的直径可根据需求以及装置的整体大小进行选取，然后获取确定直径下的单个滚珠33所能承受的承载力，然后用所述轴载力除以单个滚珠33的承载力来获取滚珠33的最小数量值，并对所述滚珠33的最小数量值进行取正，获取所述滚珠33的确定数量。

本发明的一个可选的实施例中，根据所述轴载力，确定所述手柄51的参数，包括：

步骤16，根据所述轴载力，确定压杆2的螺纹力矩和推力轴承的轴承力矩；

步骤17，根据所述螺纹力矩和轴承力矩，确定总驱动力矩；

步骤18，根据所述总驱动力矩，确定手柄51的直径。

本实施例中，根据所述轴载力，确定压杆2的螺纹力矩和推力轴承的轴承力矩的具体获取方式为：

通过

获取螺纹力矩；

其中，

为螺纹力矩，F为轴载，/>

为螺纹中径；/>

为螺纹升角，

；/>

为当量摩擦角，/>

，其中，/>

为当量摩擦系数取0.11-0.17，α取30°；

通过

获取轴承力矩；

其中，

为轴承力矩，F为轴载，R为推力轴承的直径，δ为滚动摩擦系数，取0.02；

根据所述螺纹力矩和轴承力矩，确定总驱动力矩为：

；其中，T为总的驱动力矩，/>

；为螺纹力矩，/>

为轴承力矩；

根据所述总驱动力矩，确定手柄51的直径的具体过程为：

步骤181，根据所述弹簧压缩工装的尺寸确定所述手柄51的材料、总长度

以及所述手柄51通过端部的外螺纹与所述圆环挡板5装配后的剩余长度/>

；

步骤182，根据所选材料获取材料的屈服极限

；

步骤183，根据

获取手柄51的螺纹根部在总驱动力矩下所需要承受的最小弯矩M；

步骤184，根据

，/>

获取手柄51的直径D；

所述直径D为手柄51螺纹端直径的最小理论值，选取时应当大于此值。

本发明所述的弹簧压缩工装的参数确定方法，实现了根据目标弹簧的预压缩量来获取符合所述目标弹簧的压缩工装，解决了弹簧压缩工装在压缩弹簧过程中经常出现手柄断裂和轴承损坏的问题。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于火箭安装的弹簧压缩工装，包括弹簧安装筒体（1），其特征在于，还包括：

设置在所述弹簧安装筒体（1）内的弹簧安装柱（7）；

设置在所述弹簧安装筒体（1）内的压杆（2），所述压杆（2）的第一端伸出所述弹簧安装筒体（1），第二端与所述弹簧安装柱（7）固定连接；

与所述弹簧安装筒体（1）的靠近压杆（2）的一端固定连接的限位环（11）；

套设在所述限位环（11）和所述压杆（2）上的手柄旋转装置；

所述手柄旋转装置内设有推力轴承，所述推力轴承包括推力轴套（31）、推力轴座（32）和滚珠（33），所述推力轴套（31）与所述推力轴座（32）形成容置空间，所述滚珠（33）位于所述容置空间中；

所述推力轴套（31）的一边与所述限位环（11）固定连接，另一边与所述手柄旋转装置的内壁之间具有第一预设距离；

所述推力轴座（32）的一边与所述手柄旋转装置的内壁固定连接，另一边与所述限位环（11）之间具有第二预设距离；

所述手柄旋转装置绕所述压杆（2）旋转时，通过所述压杆（2）向弹簧安装柱（7）上的弹簧（71）提供挤压力。

2.根据权利要求1所述的用于火箭安装的弹簧压缩工装，其特征在于，所述手柄旋转装置包括：

第一压盘（4）；

与所述第一压盘（4）固定连接的圆环挡板（5），所述圆环挡板（5）和第一压盘（4）直径相同；

所述推力轴套（31）的一边与所述限位环（11）固定连接，另一边与所述圆环挡板（5）的内壁之间具有第一预设距离；

所述推力轴座（32）的一边与所述第一压盘（4）的内壁固定连接，另一边与所述限位环（11）之间具有第二预设距离。

3.根据权利要求2所述的用于火箭安装的弹簧压缩工装，其特征在于，所述手柄旋转装置还包括：与所述圆环挡板（5）的外壁固定连接的至少两个手柄（51），所述至少两个手柄（51）间隔设置。

4.根据权利要求1所述的用于火箭安装的弹簧压缩工装，其特征在于，还包括：

套在所述压杆（2）上的限位套（8）；

所述限位套（8）的第一端设置在所述限位环（11）内，与所述限位环（11）的内壁固定连接；

所述限位套（8）的第二端通过圆盘与所述推力轴套（31）固定连接。

5.根据权利要求1至4任一项所述的用于火箭安装的弹簧压缩工装，其特征在于，还包括：与所述弹簧安装筒体（1）固定连接的端盖（12）；所述弹簧安装柱（7）与所述端盖（12）接触连接。

6.根据权利要求5所述的用于火箭安装的弹簧压缩工装，其特征在于，所述端盖（12）为圆环结构，且所述端盖（12）的第一端面上开设有环形凹槽；

所述端盖（12）通过所述环形凹槽套设在所述弹簧安装筒体（1）的靠近弹簧安装柱（7）的一端，且所述环形凹槽的第一槽壁（121）与所述弹簧安装筒体（1）的靠近弹簧安装柱（7）的一端固定连接；

所述环形凹槽的第二槽壁（122）的端面与所述弹簧安装柱（7）的第一端部接触连接。

7.根据权利要求1所述的用于火箭安装的弹簧压缩工装，其特征在于，所述压杆（2）通过连接环（6）与所述弹簧安装柱（7）的第二端部连接。

8.一种如权利要求1至7任一项所述的弹簧压缩工装的参数确定方法，其特征在于，所述参数确定方法包括：

获取安装于弹簧安装柱（7）上的目标弹簧压缩至预压缩量所需的轴载力；

根据所述轴载力，确定所述弹簧压缩工装的滚珠（33）和手柄的参数。

9.根据权利要求8所述的弹簧压缩工装的参数确定方法，其特征在于，根据所述轴载力，确定所述弹簧压缩工装的滚珠（33）的参数包括：

确定所述滚珠（33）的直径；

根据所述滚珠（33）的直径，获取单个所述滚珠（33）工作状态下所能承受的承载力；

根据单个所述滚珠（33）的承载力和所述轴载力，确定所述滚珠（33）的数量。

10.根据权利要求8所述的弹簧压缩工装的参数确定方法，其特征在于，根据所述轴载力，确定所述手柄的参数，包括：

根据所述轴载力，确定压杆（2）的螺纹力矩和推力轴承的轴承力矩；

根据所述螺纹力矩和轴承力矩，确定总驱动力矩；

根据所述总驱动力矩，确定手柄的直径。

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