一种低冲击高承载火工解锁螺栓制造技术

一种低冲击高承载火工解锁螺栓，包括内筒(3)等；内筒(3)一端穿过蜂窝部件(4)，蜂窝部件(4)安装在外部分离体底部，内筒(3)另一端为圆筒形，安装在外筒(8)内；滑杆(6)安装在内筒(3)圆筒端内部，一端通过沿径向插入的剪切销(5)与内筒(3)侧壁固定连接；楔块(7)穿过内筒(3)侧壁插入外筒(8)内壁，位于滑杆(6)和外筒(8)之间；活塞(9)安装在外筒(8)内，药壳(14)安装在外筒(8)未与内筒(3)连接的一端，与外筒(8)连接的端口内安装档药板(12)，药盒(11)安装在药壳(14)内，点火器(15)安装药壳(14)上。本发明专利技术具有高承载低冲击的特定，同时工作过程中无污染、无多余物产生。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种解锁螺栓。
技术介绍
火工解锁螺栓在卫星飞船以及导弹武器上是一种常用的火工装置，随着技术的进步，精密仪器的应用越来越广泛，对火工解锁螺栓的低冲击要求越来越高。2006年，张枫等人在《一种低冲击分离螺栓的设计》（张枫,杨树彬,杨安民,吴瑞德.一种低冲击分离螺栓的设计[J].火工品,2006,(3):14～22.）中提出了一种低冲击解锁螺栓的设计，该解锁螺栓采用普通钢球式的结构，能够达到41.16kN的承载力，与爆炸产生爆轰波实现分离的爆炸螺栓比较而言属于低冲击解锁螺栓，本身并没有进行低冲击设计。2011年，叶耀坤等人在《降低火工解锁螺栓分离冲击的技术研究》（叶耀坤,严楠.降低火工解锁螺栓分离冲击的技术研究[J].火工品,2011(1):13～16.）一文中提出减小内筒质量和装药量来降低解锁螺栓冲击，该解锁螺栓能够达到19.6kN的轴向承载能力。目前现有的解锁螺栓在轴向承载力达到40kN以上，并没有进行降冲措施，仅与传统的爆炸螺栓相比，冲击水平较低；承载能力较小的解锁螺栓，承载能力在20kN以内，仅通过减小内筒质量和降低装药的措施来降低冲击，在高承载解锁螺栓上无法通过该项措施实现低冲击。内筒质量受制于连接力的强弱，在连接力较小的情况下，可以减小内筒质量，连接力大的情况下无法实现。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种低冲击高承载火工解锁螺栓，具有高承载低冲击的特定，同时工作过程中无污染、无多余物产生。本专利技术所采用的技术方案是：一种低冲击高承载火工解锁螺栓，包括内筒、蜂窝部件、剪切销、滑杆、楔块、外筒、活塞、药盒、挡药板、药壳、点火器；内筒一端为圆柱，穿过蜂窝部件，蜂窝部件安装在外部分离体底部，内筒另一端为圆筒形，安装在外筒内；滑杆安装在内筒圆筒端内部，一端通过沿径向插入的剪切销与内筒侧壁固定连接；楔块穿过内筒侧壁插入外筒内壁，位于滑杆和外筒之间，用于将外筒和内筒连接；活塞安装在外筒内，药壳安装在外筒未与内筒连接的一端，与外筒连接的端口内安装档药板，药盒安装在药壳内，点火器安装药壳上，用于引燃药盒内火药；外筒安装在外部被分离体上。所述滑杆为两段直径不同的圆柱体组成的一体化结构，大端端面边缘有圆环形凸起结构，小端端面与活塞一端接触。所述活塞一端与滑杆接触，另一端与外筒之间安装道O形橡胶密封圈。所述楔块为块状，有个，沿内筒周向均匀分布，楔块与滑杆接触的一面为圆弧形，楔块与内筒接触的端面边缘有用于将楔块卡在内筒内的圆弧形凸起结构。所述档药板通过螺纹与药壳连接，挡药板上有用于燃气节流的通孔，直径为1mm～2.5mm。所述外筒的内壁设有用于防止活塞飞出的台阶结构。还包括铝垫圈，安装在外筒端部且位于外筒和药壳之间，用于药壳与外筒之间的密封，材料为纯铝。所述内筒的圆柱端端部通过螺母、垫片固定在外部分离体上，材料为钛合金。所述外筒材料为不锈钢。所述楔块的材料为轴承钢。本专利技术与现有技术相比的优点在于：（1）本专利技术的解锁螺栓通过4个高强度楔块和大尺寸的内筒、外筒实现轴向的高承载性能，并通过活塞前面增加O形橡胶圈、内筒材料选用钛合金和铝合金蜂窝缓冲部件，极大降低了解锁螺栓的火工冲击，实现解锁螺栓在高承载下，低冲击的性能。（2）本专利技术的解锁螺栓通过药壳与外筒之间铝垫圈密封，活塞上通过O形橡胶圈密封，通过外筒对活塞的限位，保证解锁螺栓工作过程无烟气泄漏，实现密封。（3）本专利技术的滑杆上薄壁凸起通过撞击内筒变形，对滑杆进行限位，楔块上端面上圆环形凸起结构对楔块进行限位，实现解锁螺栓工作过程无多余物飞出，有效提高分离的可靠性。附图说明图1为本专利技术解锁螺栓剖视图。图2为本专利技术楔块尾部圆环展示。图3为本专利技术滑杆尾部薄壁凸起。具体实施方式如图1所示，一种低冲击高承载火工解锁螺栓，由螺母1、垫片2、内筒3、蜂窝部件4、剪切销5、滑杆6、楔块7、外筒8、活塞9、O形橡胶圈10、药盒11、挡药板12、铝垫圈13、药壳14、点火器15组成。内筒3一端为圆柱，穿过蜂窝部件4，蜂窝部件4安装在外部分离体底部，内筒3另一端为圆筒形，安装在外筒8内；滑杆6安装在内筒3圆筒端内部，一端通过沿径向插入的剪切销5与内筒3侧壁固定连接；楔块7穿过内筒3侧壁插入外筒8内壁，位于滑杆6和外筒8之间，用于将外筒8和内筒3连接；活塞9安装在外筒8内，药壳14安装在外筒8未与内筒3连接的一端，与外筒8连接的端口内安装档药板12，药盒11安装在药壳14内，点火器15安装药壳14上，用于引燃药盒11内火药；外筒8安装在外部被分离体上。螺母1、垫片2和内筒3与分离体连接，其中内筒3材料为钛合金材料，有效降低内筒3分离时对被分离体的撞击，从而降低冲击，其抗拉强度与不锈钢材料接近，因此承载能力不受影响。蜂窝部件4为通过计算与试验选用合适的铝箔蜂窝，铝箔蜂窝吸收能量的估算方法：W=PSΔL式中：P：蜂窝材料的压缩强度；S：蜂窝材料的料的压缩面积；△L：蜂窝材料的压缩长度。通过估算解锁螺栓需要蜂窝吸收的能量，并通过设计合适的蜂窝尺寸，就可计算蜂窝的压缩强度，通过蜂窝压缩强度选用合适的蜂窝，即蜂窝铝箔的厚度与蜂窝的尺寸，粘贴在分离体的底部，两边粘有垫片，保证内筒3撞击蜂窝部件4的均匀性。蜂窝部件4通过预压破坏蜂窝强度，采用蜂窝压缩平缓段进行缓冲，从而降低冲击。如图2所示，外筒8通过螺纹与被分离体连接，外筒8与内筒3之间通过楔块7连接，楔块7材料为轴承钢，采用4个楔块7，楔块7与内筒3、外筒8之间为面接触，保证解锁螺栓的高承载性能，楔块7为块状，沿内筒3周向均匀分布，楔块7与滑杆6接触的一面为适应滑杆6表面弧度的圆弧形。楔块7与内筒3接触的端面边缘有圆弧形凸起结构，用于内筒3、外筒8分离后将楔块7卡在内筒3，保证不形成多余物。如图3所示，滑杆6与内筒3、楔块7为孔轴配合，滑杆6通过剪切销5与内筒3固定，用于保证4个楔块7的装配位置，滑杆6为两段直径不同的圆柱体组成的一体化结构，大端端面边缘有0.5mm厚的圆环形薄壁凸起结构，小端端面与活塞9一端接触。当滑杆6撞击内筒3，薄壁凸起变形，将滑杆6固定在内筒3上，保证内筒3与外筒8分离后，滑杆5不会形成多余物，对内筒3剪切销孔位进行收口，保证剪切销5不会滑出。活塞9与外筒8为孔轴配合，安装2个O形橡胶密封圈10，前面O形橡胶密封圈10用于缓冲活塞9对外筒8的撞击，后面O形橡胶密封圈10用于密封，防止火药燃气泄露，外筒8内部设有台阶，防止活塞9飞出造成燃气泄露与多余物。药盒11为含有双粒-17的赛璐珞药盒，按照内弹道计算以及发火试验测试冲击的方法确定双粒-17的装药量，在保证可靠解锁的前提下，减小装药量从而降低冲击。铝垫圈13为纯铝材料，用于药壳14与外筒8之间的密封。挡药板12通过螺纹与药壳14连接，挡药板12上开Φ2孔，用于火药燃气的节流，从而降低火药燃气的冲击。点火器15采用两个，互为冗余，保证解锁的可靠性。本专利技术的工作原理是：工作前通过外筒8螺纹、内筒3螺纹和螺母1垫片2进行承载。工作时，点火器15接到电信号发火，点火器15工作，将药盒11中的双粒-17点燃，燃烧产生高温高压燃气，通过挡药板12上节流孔的节流作用，推动活塞9、滑杆6剪断剪切销5，继续向前运动，楔块7被释放，内筒3与外筒8之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低冲击高承载火工解锁螺栓，其特征在于：包括内筒(3)、蜂窝部件(4)、剪切销(5)、滑杆(6)、楔块(7)、外筒(8)、活塞(9)、药盒(11)、挡药板(12)、药壳(14)、点火器(15)；内筒(3)一端为圆柱，穿过蜂窝部件(4)，蜂窝部件(4)安装在外部分离体底部，内筒(3)另一端为圆筒形，安装在外筒(8)内；滑杆(6)安装在内筒(3)圆筒端内部，一端通过沿径向插入的剪切销(5)与内筒(3)侧壁固定连接；楔块(7)穿过内筒(3)侧壁插入外筒(8)内壁，位于滑杆(6)和外筒(8)之间，用于将外筒(8)和内筒(3)连接；活塞(9)安装在外筒(8)内，药壳(14)安装在外筒(8)未与内筒(3)连接的一端，与外筒(8)连接的端口内安装档药板(12)，药盒(11)安装在药壳(14)内，点火器(15)安装药壳(14)上，用于引燃药盒(11)内火药；外筒(8)安装在外部被分离体上。

【技术特征摘要】
1.一种低冲击高承载火工解锁螺栓，其特征在于：包括内筒(3)、蜂窝部件(4)、剪切销(5)、滑杆(6)、楔块(7)、外筒(8)、活塞(9)、药盒(11)、挡药板(12)、药壳(14)、点火器(15)；内筒(3)一端为圆柱，穿过蜂窝部件(4)，蜂窝部件(4)安装在外部分离体底部，内筒(3)另一端为圆筒形，安装在外筒(8)内；滑杆(6)安装在内筒(3)圆筒端内部，一端通过沿径向插入的剪切销(5)与内筒(3)侧壁固定连接；楔块(7)穿过内筒(3)侧壁插入外筒(8)内壁，位于滑杆(6)和外筒(8)之间，用于将外筒(8)和内筒(3)连接；活塞(9)安装在外筒(8)内，药壳(14)安装在外筒(8)未与内筒(3)连接的一端，与外筒(8)连接的端口内安装档药板(12)，药盒(11)安装在药壳(14)内，点火器(15)安装药壳(14)上，用于引燃药盒(11)内火药；外筒(8)安装在外部被分离体上。2.根据权利要求1所述的一种低冲击高承载火工解锁螺栓，其特征在于：所述滑杆(6)为两段直径不同的圆柱体组成的一体化结构，大端端面边缘有圆环形凸起结构，小端端面与活塞(9)一端接触。3.根据权利要求1或2所述的一种低冲击高承载火工解锁螺栓，其特征在于：所述活塞(9)一端与滑杆(6)接触，另一端与外筒(8)之间安装2道O形橡胶密封圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文涛，刘世毅，景莉，郝芳，蔡文健，张丽梅，刘群，宋婧，
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