一種爆炸螺栓捕獲器的製作方法
2023-10-11 23:10:59
本發明涉及彈體結構設計技術領域，尤其涉及一種爆炸螺栓捕獲器。
背景技術：
目前飛彈級間分離是飛行過程中的必要環節，彈體級間分離分為點式分離、線式分離等。爆炸螺栓是應用最廣、技術較為成熟的點式分離裝置，是實現飛彈級間分離的關鍵部件。爆炸螺栓飛行過程中首先實現前後艙段的可靠連接，在特定時刻發生爆炸斷裂，從而實現兩個被連接艙段的可靠分離。爆炸後螺栓分為兩個部分，通常稱為螺栓頭、螺杆。爆炸分離過程中，會形成高速爆炸衝擊，螺栓頭與螺杆產生較大衝量，需對其進行捕獲收集，否則衝擊作用下螺栓頭或螺杆可能飛嚮導彈內部儀器，影響儀器正常工作。
對爆炸螺栓的捕獲收集一般是通過艙段內部的捕獲結構實現的。目前國內常見的捕獲結構稱為爆炸螺栓盒。盒體主結構包括一個能夠容納爆炸螺栓的相對封閉空腔或半封閉凹槽，以及緩衝結構。空腔或凹槽往往與艙段結構一體製造，為了防止螺杆或螺母飛出，空腔需要在對接安裝爆炸螺栓後安裝封閉蓋板。目前的緩衝結構常用的有緩衝橡膠墊、彈簧、紙蜂窩等結構。
然而對於目前常用的空腔或凹槽結構的爆炸螺栓盒結構，存在一些缺點，包括：(1)每個型號甚至每個艙段的爆炸螺栓盒都需要結合爆炸螺栓結構、衝擊載荷、艙段結構等因素獨立設計，設計過程需要開展複雜的分析與試驗，爆炸螺栓盒通用性差；(2)盒體結構在艙段殼體加工時一體製造，加工工藝複雜，材料利用率低；(3)在艙段對接安裝爆炸螺栓後，通過操作窗口安裝盒體蓋板，安裝螺釘較多，操作便捷性差。
技術實現要素：
(一)要解決的技術問題
本發明要解決的技術問題是解決現有的爆炸螺栓捕獲結構通用性差、加工工藝複雜、安裝操作不便捷的問題。
(二)技術方案
為了解決上述技術問題，本發明提供了一種爆炸螺栓捕獲器，包括支架和安裝螺栓，所述支架為倒「幾」字型，包括底板和兩個分別與所述底板兩端一體成型的側板，所述側板的上端向外側延伸出端沿，所述端沿上設有安裝孔，所述安裝螺栓穿過所述安裝孔與殼體端框連接，以將所述支架固定於所述殼體端框的下表面，所述底板上設有緩衝孔，爆炸螺栓的螺栓頭位於兩個所述側板之間並嵌入所述緩衝孔中。
其中，所述安裝螺栓包括螺紋段和光滑段，所述螺紋段位於所述端沿上方，所述光滑段位於所述端沿下方。
其中，還包括鋼套，所述鋼套與所述殼體端框連接，且所述螺紋段旋入所述鋼套內。
其中，所述側板上設有支耳，所述支耳與所述端沿同向延伸設置，且與所述側板一體成型，所述支耳上設有定位孔，所述螺紋段依次穿過所述定位孔和所述安裝孔與所述殼體端框連接。
其中，所述安裝螺栓還包括軸肩，所述軸肩設置於所述螺紋段與所述光滑段之間，且所述軸肩的上表面與所述端沿的下表面接觸。
其中，所述軸肩的外圓周面上設有螺紋，所述定位孔為與所述軸肩配合的螺紋孔。
其中，所述鋼套由鋼棒製成。
其中，所述鋼套的上表面低於或齊平於所述殼體端框的上表面。
其中，所述緩衝孔與所述爆炸螺栓的螺栓頭接觸處設有緩衝墊圈。
其中，所述緩衝墊圈與所述緩衝孔通過航空橡膠液粘接。
(三)有益效果
本發明的上述技術方案具有如下優點：本發明爆炸螺栓捕獲器適用於採用爆炸螺栓分離的戰略戰術飛彈用爆炸螺栓的分離捕獲，適用於彈徑750mm～1400mm的飛彈端框，能夠實現衝擊載荷不大於600N·m的不同規格的爆炸螺栓的螺栓頭捕獲，具有對於不同艙段結構通用化的特點。本發明通過支架、安裝螺栓等零件獨立加工，通過少量安裝螺栓的擰緊即可實現捕獲器在殼體上的安裝，保證抗衝擊性能，並且具有易於加工、輕質化的特點。支架底板與側板形成開放式倒「幾」字型結構便於機械加工，端沿的安裝孔為通孔，安裝螺栓穿過安裝孔用於將支架與殼體端框連接，安裝螺栓的總長與支架高度、殼體端框厚度相協調，飛行過程中，爆炸螺栓產生爆炸斷裂，由於捕獲器的支架結構參數與爆炸螺栓協調且有一定預壓縮，爆炸螺栓的螺栓頭部分將被支架的緩衝孔捕獲，避免其飛出，並隨該艙段分離。捕獲器可以抵抗爆炸產生的衝擊載荷而不發生破壞，因此整個捕獲過程不產生多餘物，對艙內儀器產生保護作用。與傳統爆炸螺栓盒的捕獲結構相比，安裝便捷，降低設計、分析、試驗成本，實現彈體結構設計快速響應與成本降低，選材與加工可脫離彈體整艙的選材與加工，機加難度降低，可選材料多，生產效率提高，利於產品化，大批量生產效率更高。
除了上面所描述的本發明解決的技術問題、構成的技術方案的技術特徵以及有這些技術方案的技術特徵所帶來的優點之外，本發明的其他技術特徵及這些技術特徵帶來的優點，將結合附圖作出進一步說明。
附圖說明
圖1是本發明實施例爆炸螺栓捕獲器的結構示意圖；
圖2是本發明實施例爆炸螺栓捕獲器與殼體端框的安裝結構示意圖；
圖3是本發明實施例爆炸螺栓捕獲器的支架的結構示意圖；
圖4是本發明實施例爆炸螺栓捕獲器的安裝螺栓的結構示意圖。
圖中：1：支架；2：安裝螺栓；3：鋼套；4：殼體端框；5：爆炸螺栓；6：緩衝墊圈；11：底板；12：側板；21：螺紋段；22：光滑段；23：軸肩；110：緩衝孔；121：端沿；122：支耳；1210：安裝孔；1220：定位孔。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
此外，在本發明的描述中，除非另有說明，「多個」、「多根」、「多組」的含義是兩個或兩個以上，「若干個」、「若干根」、「若干組」的含義是一個或一個以上。
如圖1、圖2和圖3所示，本發明實施例提供的爆炸螺栓捕獲器，包括支架1和安裝螺栓2，支架1為倒「幾」字型，包括底板11和兩個分別與底板11兩端一體成型的側板12，側板12的上端向外側延伸出端沿121，端沿121上設有安裝孔1210，安裝螺栓2穿過安裝孔1210與殼體端框4連接，以將支架11固定於殼體端框4的下表面，底板11上設有緩衝孔110，爆炸螺栓5的螺栓頭位於兩個側板12之間並嵌入緩衝孔110中。
本發明爆炸螺栓捕獲器適用於採用爆炸螺栓分離的戰略戰術飛彈用爆炸螺栓的分離捕獲，適用於彈徑750mm～1400mm的飛彈端框，能夠實現衝擊載荷不大於600N·m的不同規格的爆炸螺栓的螺栓頭捕獲，具有對於不同艙段結構通用化的特點。本發明通過支架、安裝螺栓等零件獨立加工，通過少量安裝螺栓的擰緊即可實現捕獲器在殼體上的安裝，保證抗衝擊性能，並且具有易於加工、輕質化的特點。支架底板與側板形成開放式倒「幾」字型結構便於機械加工，端沿的安裝孔為通孔，安裝螺栓穿過安裝孔用於將支架與殼體端框連接，安裝螺栓的總長與支架高度、殼體端框厚度相協調，飛行過程中，爆炸螺栓產生爆炸斷裂，由於捕獲器的支架結構參數與爆炸螺栓協調且有一定預壓縮，爆炸螺栓的螺栓頭部分將被支架的緩衝孔捕獲，避免其飛出，並隨該艙段分離。捕獲器可以抵抗爆炸產生的衝擊載荷而不發生破壞，因此整個捕獲過程不產生多餘物，對艙內儀器產生保護作用。與傳統爆炸螺栓盒的捕獲結構相比，安裝便捷，降低設計、分析、試驗成本，實現彈體結構設計快速響應與成本降低，選材與加工可脫離彈體整艙的選材與加工，機加難度降低，可選材料多，生產效率提高，利於產品化，大批量生產效率更高。
其中，如圖4所示，安裝螺栓2包括螺紋段21和光滑段22，螺紋段21位於端沿121上方，光滑段22位於端沿121下方。螺紋段的長度與殼體端框厚度協調，本實施例的安裝螺栓的端頭為外六角結構，同時制一字槽，光滑段提供開敞空間與一字槽配合便於力矩施加，使用便捷，在對接時通過的安裝螺栓的擰緊即可實現捕獲器安裝。
具體的，本發明爆炸螺栓捕捉器還包括鋼套3，鋼套3與殼體端框4連接，且螺紋段21旋入鋼套3內。在艙段殼體端框上制鋼套孔，安裝鋼套，彈體使用中，鋼套與端框連接，爆炸螺栓擰入後，通過安裝螺栓將支架與端框連接，並使支架的緩衝孔壓緊爆炸螺栓的螺栓頭，提高了爆炸螺栓在艙段對接時的拆裝便捷性，增強了飛彈武器的實戰性。
其中，如圖3所示，側板12上設有支耳122，支耳122與端沿121同向延伸設置，且支耳122與側板12垂直連接，支耳122上設有定位孔1220，螺紋段21依次穿過定位孔1220和安裝孔1210與殼體端框4連接。支耳上開定位孔，安裝螺栓安裝時依次穿過支耳的定位孔與端沿的安裝孔，便於爆炸螺栓拆裝時盲操作。本實施例中支耳的厚度為5mm，以保證其有足夠的強度和剛度。
進一步的，如圖4所示，安裝螺栓2還包括軸肩23，軸肩23設置於螺紋段21與光滑段22之間，且軸肩23的上表面與端沿121的下表面接觸。安裝螺栓的螺紋段與光滑段之間設有軸肩，軸肩以上的螺紋段穿過端沿的安裝孔，可定位安裝螺栓在鋼套上的擰入深度。
其中，軸肩23的外圓周面上設有螺紋，定位孔1220為與軸肩23配合的螺紋孔。設計帶有螺紋的軸肩與定位孔配合，可使彈體對接時通過操作窗口實現盲操作，定位孔設有與軸肩螺紋配合的內螺紋，在安裝時，安裝螺栓的軸肩旋過定位孔，在拆卸時，安裝螺栓的螺紋段由鋼套中旋出，軸肩向下移動與定位孔接觸，防止捕獲器組件在盲操作時的分解。本實施例中選擇寬度為5mm和M14的軸肩，通過軸肩螺紋與支耳的定位孔，實現安裝螺栓拆裝時不與支架分離的效果，便於盲操作。
其中，鋼套3由鋼棒製成。為了避免鋼套與安裝螺栓旋擰咬死，鋼套材料選擇為固溶態鋼棒05Cr17Ni4Cu4Nb。
其中，鋼套3的上表面低於或齊平於殼體端框4的上表面。鋼套安裝於殼體端框的沉頭孔中，鋼套上表面的高度與殼體端框一致或低於端框，保證鋼套不凸出端框外表面，從而避免影響兩艙對接以及載荷傳遞。鋼套的外螺紋與端框協調，內螺紋與安裝螺栓螺紋協調。鋼套與殼體、鋼套與安裝螺栓之間採用擰緊力矩防松，鋼套與殼體端框之間還可塗抹鐵錨302膠雙重防松。
另外，如圖1所示，緩衝孔110與爆炸螺栓5的螺栓頭接觸處設有緩衝墊圈6。其中，緩衝墊圈6與緩衝孔110通過航空橡膠液粘接。本實施例中的緩衝墊圈為橡膠墊，將緩衝橡膠墊粘貼在緩衝孔側壁上後，爆炸螺栓的螺栓頭可與緩衝橡膠墊產生少量壓縮，以減小爆炸螺栓產生的衝擊。緩衝橡膠墊與爆炸螺栓存在一定預壓縮量，通過預壓縮以及材料的超彈性，對爆炸螺栓衝擊產生緩衝。緩衝橡膠墊外徑與緩衝孔的內徑協調，內徑保證可穿過爆炸螺栓的螺栓頭連接起爆器部分。
使用時，本發明爆炸螺栓捕獲器的支架材料為30CrMnS iA，達克羅表面處理，考慮捕獲器具有足夠的強度承受衝擊載荷，支架壁厚設計為5mm；捕獲器的螺栓材料為鋼棒30CrMnSiA。艙段對接時，通過操作窗口拆除爆炸螺栓捕獲器組件，安裝爆炸螺栓，再安裝爆炸螺栓捕獲器組件。本發明的爆炸螺栓捕獲器結構簡單，便於盲操作，捕獲器的安裝螺栓與支架之間的彈墊、平墊的材料選擇應具有較高的強度，儘可能避免爆炸螺栓分離對捕獲器安裝螺栓產生衝擊時彈墊、平墊振斷。捕獲器支架高、緩衝孔的直徑以及深度與爆炸螺栓的螺栓頭尺寸相協調，
捕獲器組件交付前，通過捕獲器安裝螺栓將捕獲器支架和捕獲器安裝螺栓上的平墊、彈墊擰入鋼套，組件為交付狀態。在捕獲器組件隨殼體交付狀態時，裝配應先將捕獲器的鋼套通過螺紋固定在殼體端框上，施加擰緊力矩，捕獲器的安裝螺栓擰入鋼套，此處不加擰緊力矩，保持支架的端沿與端框內表面貼合，該狀態下隨殼體交付。前後艙段對接時，將捕獲器安裝螺栓連帶除鋼套以外的零件拆除，拆除時捕獲器安裝螺栓的軸肩螺紋不需擰出捕獲器支架的支耳；通過爆炸螺栓將前後艙段連接，隨後安裝捕獲器支架，再完全擰入捕獲器螺杆至鋼套，並對捕獲器安裝螺栓施加擰緊力矩，之後再安裝爆炸螺栓其餘部件。
綜上所述，本發明爆炸螺栓捕獲器適用於採用爆炸螺栓分離的戰略戰術飛彈用爆炸螺栓的分離捕獲，適用於彈徑750mm～1400mm的飛彈端框，能夠實現衝擊載荷不大於600N·m的不同規格的爆炸螺栓的螺栓頭捕獲，具有對於不同艙段結構通用化的特點。本發明通過支架、安裝螺栓等零件獨立加工，通過少量安裝螺栓的擰緊即可實現捕獲器在殼體上的安裝，保證抗衝擊性能，並且具有易於加工、輕質化的特點。支架底板與側板形成開放式倒「幾」字型結構便於機械加工，端沿的安裝孔為通孔，安裝螺栓穿過安裝孔用於將支架與殼體端框連接，安裝螺栓的總長與支架高度、殼體端框厚度相協調，飛行過程中，爆炸螺栓產生爆炸斷裂，由於捕獲器的支架結構參數與爆炸螺栓協調且有一定預壓縮，爆炸螺栓的螺栓頭部分將被支架的緩衝孔捕獲，避免其飛出，並隨該艙段分離。捕獲器可以抵抗爆炸產生的衝擊載荷而不發生破壞，因此整個捕獲過程不產生多餘物，對艙內儀器產生保護作用。與傳統爆炸螺栓盒的捕獲結構相比，安裝便捷，降低設計、分析、試驗成本，實現彈體結構設計快速響應與成本降低，選材與加工可脫離彈體整艙的選材與加工，機加難度降低，可選材料多，生產效率提高，利於產品化，大批量生產效率更高。
最後應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。