一种可承载高强度拉压弯载荷火工分离机构及分离方法技术

一种可承载高强度拉压弯载荷火工分离机构及分离方法，主要包括点火组件、压紧组件、解锁组件、承载组件、端盖和剪切销。点火组件主要用于装填主装药，主装药点火后，输出高压气体驱动机构运动；压紧组件主要用于锁紧上连接座和下连接座，实现分离机构轴向高强度承载；承载组件主要用于上连接座、下连接座和外筒的套叠安装，实现分离机构径向高强度承载；解锁组件主要用于解除楔块和螺栓的径向约束，从而实现上连接座和下连接座的解锁分离。分离机构基于分离螺母原理进行设计，工作过程中分离冲击低，峰值冲击仅1000g，且工作后可主动产生2.5mm分离面，从而实现卫星和有效载荷的完全分离，便于后续姿态调整动作的实施。

【技术实现步骤摘要】
一种可承载高强度拉压弯载荷火工分离机构及分离方法
本专利技术属于火工装置领域，涉及一种能够承载高强度轴向拉压力和径向弯矩载荷的火工分离机构及分离方法。
技术介绍
目前常用的火工分离装置主要有爆炸螺栓、解锁螺栓和分离螺母等产品。爆炸螺栓是利用炸药爆炸产生的拉伸、剪切力学效应，使指定的部位断裂来完成解锁功能。爆炸螺栓在分离机构中的安装比较简单，通过拧紧螺母或螺栓体将两个分离体连为一体，爆炸螺栓爆炸分离后需借助外力实现分离体的分离。解锁螺栓是由爆炸螺栓演变而来，结构较爆炸螺栓稍复杂，其连接功能的实现与爆炸螺栓一样。与爆炸螺栓的不同之处在于解锁螺栓的解锁分离是通过释放钢球或楔块来实现。爆炸螺栓和解锁螺栓的轴向承载能力较强，径向承载能力稍差，在分离时产生的冲击较大。分离螺母是20世纪中后期发展起来的火工分离装置，其作用原理是在火药燃气驱动下，分离瓣沿轴向移动一定行程后解除径向约束，从而分离瓣沿径向往外移动与螺栓的螺纹脱离，释放螺栓。分离螺母轴向连接承载能力大，分离冲击较小，但其径向抗弯矩能力相对较弱，且分离后需借助外力实现分离体的分离。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题为：克服现有技术不足，提供一种可承载高强度拉压弯载荷火工分离机构及分离方法，提供一种火工分离机构，其具备承载高强度轴向拉压力和径向弯矩的能力，并且分离过程冲击响应低，能够主动产生分离面,从而全面解决了高强度承载和低冲击自主分离的技术难题，可以广泛用于实现遥感相机、陀螺仪等精密有效载荷与卫星的连接与分离功能。本专利技术解决的技术方案为：一种可承载高强度拉压弯载荷火工分离机构，包括：点火组件、压紧组件、解锁组件、承载组件、端盖(1)、剪切销(6)；点火组件固定在承载组件上，解锁组件通过剪切销(6)与承载组件固定，压紧组件将承载组件压紧，端盖(1)安装在承载组件上；点火组件接收到点火信号后发火，产生气体推动解锁组件剪断剪切销(6)，剪断剪切销(6)后，解锁组件开始向点火组件运动，运动一段距离后，压紧组件径向约束解除，压紧组件接触压紧；解锁组件向点火组件运动一段距离后，带动承载组件内部分离，分离机构工作完成。点火组件，包括：点火器(7)，药壳(8)，点火器(7)螺接在药壳(8)上，药壳(8)通过螺钉螺接在承载组件上。承载组件，包括：上连接座(2)，外筒(3)、楔块(4)、下连接座(11)，外筒(3)和下连接座(11)通过楔块(4)连接，上连接座(2)通过压紧组件压紧在外筒(3)上，下连接座(11)通过螺钉与点火组件连接，下连接座(11)过剪切销与解锁组件连接。解锁组件，包括：内筒(12)和拉杆(13)，内筒(12)设有内螺纹，拉杆(13)设有外螺纹，内筒(12)与拉杆(13)之间为螺纹连接，内筒(12)通过剪切销与承载组件连接。压紧组件，包括：助推块(5)、螺栓(9)，分离瓣(10)，助推块(5)和分离瓣(10)安装在内筒(12)内，上连接座(2)中心设有通孔，螺栓(9)穿过上连接座(2)的中心孔与分离瓣(10)螺纹连接。上连接座(2)上设有多个螺钉孔，上连接座(2)通过多个螺钉孔与遥感相机相连，下连接座(11)上设有多个螺钉孔，下连接座(11)通过多个螺钉孔与卫星星体相连。分离瓣(10)为三等分的螺纹瓣，组合以后为一个内螺纹套筒。端盖(1)安装在上连接座(2)设有的螺纹孔内；下连接座(11)上开有多个方孔和多个椭圆形孔，楔块(4)安装在方孔中，楔块(4)底部压紧在内筒(12)上，楔块(4)顶部卡紧在外筒(3)的楔块槽中，外筒(3)为两端开口的空心圆柱，外筒(3)的内壁上设有安装楔块的槽，外筒(3)的一端用于支撑上连接座(2)，靠近外筒(3)的另一端的筒壁上设有椭圆形孔，内筒(12)上安装有多个拉杆(13)，拉杆(13)穿过下连接座(11)的椭圆形孔后，嵌入外筒(3)的椭圆形孔中。药壳(8)上有两个螺纹孔用于安装两个点火器(7)，两个点火器(7)相对于药壳(8)对称安装。通过楔块(4)实现下连接座(11)与外筒(3)锁定，通过螺栓(9)实现上连接座(2)与外筒(3)锁定，从而实现上连接座(2)与下连接座(11)的高强度轴向拉力和压力承载能力。一种可承载高强度拉压弯载荷火工分离机构的分离方法，步骤如下：(1)点火组件接收到点火信号后发火，(2)发火产生气体推动解锁组件剪断剪切销(6)，(3)步骤(2)剪断剪切销(6)后，解锁组件开始向点火组件运动，(4)步骤(3)运动一段距离后，压紧组件径向约束解除，压紧组件接触压紧；(5)解锁组件向点火组件运动一段距离后，带动承载组件内部分离，分离机构工作完成。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术基于分离螺母和解锁螺栓工作原理，采用组合锁定结构，由楔块结构承受轴向压力载荷，通过螺栓和分离瓣作用承受轴向拉力载荷，从而实现分离机构的轴向高强度拉压载荷承载；(2)本专利技术通过上连接座、外筒和下连接座的套叠结构，使分离机构能够承受较大的径向弯矩作用，从而实现分离机构的径向高强度承载。(3)本专利技术基于分离螺母工作原理，通过分离瓣张开释放螺栓，实现上、下连接座分离，该分离方式产生分离冲击低，分离总冲小。(4)本专利技术通过拉杆钩挂外筒向下运动，并且螺栓从分离瓣中弹出，从而在分离机构工作后能够产生2.5mm的分离面，保证两个分离体后续动作无相互干扰。(5)本专利技术的分离机构具备高强度轴向拉压力和径向弯矩承载能力，工作时分离冲击低，且工作后可主动产生分离面，分离可靠。本专利技术可用于大型有效载荷与卫星的连接与分离。附图说明图1是可承载高强度拉压弯载荷火工分离机构工作示意图；图2是可承载高强度拉压弯载荷火工分离机构工作前状态图；图3是可承载高强度拉压弯载荷火工分离机构工作后状态图；图4是本专利技术的上连接座结构示意图；图5是本专利技术的下连接座结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细描述。本专利技术一种可承载高强度拉压弯载荷火工分离机构，主要包括点火组件、压紧组件、解锁组件、承载组件、端盖和剪切销。点火组件主要用于装填主装药，主装药点火后，输出高压气体机构运动；压紧组件主要用于锁紧上连接座和下连接座，实现分离机构轴向高强度承载；承载组件主要用于上连接座、下连接座和外筒的套叠安装，实现分离机构径向高强度承载；解锁组件主要用于解除楔块和螺栓的径向约束，从而实现上连接座和下连接座的解锁分离。分离机构基于分离螺母原理进行设计，工作过程中分离冲击低，峰值冲击仅1000g，且工作后可主动产生2.5mm分离面，从而实现卫星和有效载荷的完全分离，便于后续姿态调整动作的实施。火工分离机构，包括：点火组件、压紧组件、解锁组件、承载组件、端盖1、剪切销6组成，如图1所示。点火组件固定在承载组件上，解锁组件通过剪切销6与承载组件固定，压紧组件将承载组件压紧，端盖1安装在承载组件上；点火组件接收到点火信号后发火，产生气体推动解锁组件剪断剪切销6，剪断剪切销6后，解锁组件开始向点火组件运动，运动一段距离后，压紧组件径向约束解除，压紧组件接触压紧；解锁组件向点火组件运动一段距离后，带动承载组件内部分离，分离机构工作完成。点火组件，包括：点火器7，药壳8，点火器7螺接在药壳8上，药壳8通过螺钉螺接在承载组件上；承载组件，包括：上连接座2，外筒3、楔块4、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可承载高强度拉压弯载荷火工分离机构，其特征在于包括：点火组件、压紧组件、解锁组件、承载组件、端盖(1)、剪切销(6)；点火组件固定在承载组件上，解锁组件通过剪切销(6)与承载组件固定，压紧组件将承载组件压紧，端盖(1)安装在承载组件上；点火组件接收到点火信号后发火，产生气体推动解锁组件剪断剪切销(6)，剪断剪切销(6)后，解锁组件开始向点火组件运动，运动一段距离后，压紧组件径向约束解除，压紧组件接触压紧；解锁组件向点火组件运动一段距离后，带动承载组件内部分离，分离机构工作完成。

【技术特征摘要】
1.一种可承载高强度拉压弯载荷火工分离机构，其特征在于包括：点火组件、压紧组件、解锁组件、承载组件、端盖(1)、剪切销(6)；点火组件固定在承载组件上，解锁组件通过剪切销(6)与承载组件固定，压紧组件将承载组件压紧，端盖(1)安装在承载组件上；点火组件接收到点火信号后发火，产生气体推动解锁组件剪断剪切销(6)，剪断剪切销(6)后，解锁组件开始向点火组件运动，运动一段距离后，压紧组件径向约束解除，压紧组件接触压紧；解锁组件向点火组件运动一段距离后，带动承载组件内部分离，分离机构工作完成。2.根据权利要求1所述的一种可承载高强度拉压弯载荷火工分离机构，其特征在于：点火组件，包括：点火器(7)，药壳(8)，点火器(7)螺接在药壳(8)上，药壳(8)通过螺钉螺接在承载组件上。3.根据权利要求1所述的一种可承载高强度拉压弯载荷火工分离机构，其特征在于：承载组件，包括：上连接座(2)，外筒(3)、楔块(4)、下连接座(11)，外筒(3)和下连接座(11)通过楔块(4)连接，上连接座(2)通过压紧组件压紧在外筒(3)上，下连接座(11)通过螺钉与点火组件连接，下连接座(11)过剪切销与解锁组件连接。4.根据权利要求1所述的一种可承载高强度拉压弯载荷火工分离机构，其特征在于：解锁组件，包括：内筒(12)和拉杆(13)，内筒(12)设有内螺纹，拉杆(13)设有外螺纹，内筒(12)与拉杆(13)之间为螺纹连接，内筒(12)通过剪切销与承载组件连接。5.根据权利要求1所述的一种可承载高强度拉压弯载荷火工分离机构，其特征在于：压紧组件，包括：助推块(5)、螺栓(9)，分离瓣(10)，助推块(5)和分离瓣(10)安装在内筒(12)内，上连接座(2)中心设有通孔，螺栓(9)穿过上连接座(2)的中心孔与分离瓣(10)螺纹连接。6.根据权利要求1所述的一种可承载高强度拉压弯载荷火工分离机构，其特征在于：上连接座(2)上设有...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘群，张文峰，王文涛，郝芳，陈劲，
申请(专利权)人：北京空间机电研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11