本發(fā)明涉及一種解鎖螺栓。

背景技術(shù)：

火工解鎖螺栓在衛(wèi)星飛船以及導(dǎo)彈武器上是一種常用的火工裝置，隨著技術(shù)的進(jìn)步，精密儀器的應(yīng)用越來越廣泛，對火工解鎖螺栓的低沖擊要求越來越高。2006年，張楓等人在《一種低沖擊分離螺栓的設(shè)計(jì)》（張楓,楊樹彬,楊安民,吳瑞德.一種低沖擊分離螺栓的設(shè)計(jì)[J].火工品,2006,(3):14～22.）中提出了一種低沖擊解鎖螺栓的設(shè)計(jì)，該解鎖螺栓采用普通鋼球式的結(jié)構(gòu)，能夠達(dá)到41.16kN的承載力，與爆炸產(chǎn)生爆轟波實(shí)現(xiàn)分離的爆炸螺栓比較而言屬于低沖擊解鎖螺栓，本身并沒有進(jìn)行低沖擊設(shè)計(jì)。2011年，葉耀坤等人在《降低火工解鎖螺栓分離沖擊的技術(shù)研究》（葉耀坤,嚴(yán)楠.降低火工解鎖螺栓分離沖擊的技術(shù)研究[J].火工品,2011(1):13～16.）一文中提出減小內(nèi)筒質(zhì)量和裝藥量來降低解鎖螺栓沖擊，該解鎖螺栓能夠達(dá)到19.6kN的軸向承載能力。

目前現(xiàn)有的解鎖螺栓在軸向承載力達(dá)到40kN以上，并沒有進(jìn)行降沖措施，僅與傳統(tǒng)的爆炸螺栓相比，沖擊水平較低；承載能力較小的解鎖螺栓，承載能力在20kN以內(nèi)，僅通過減小內(nèi)筒質(zhì)量和降低裝藥的措施來降低沖擊，在高承載解鎖螺栓上無法通過該項(xiàng)措施實(shí)現(xiàn)低沖擊。

內(nèi)筒質(zhì)量受制于連接力的強(qiáng)弱，在連接力較小的情況下，可以減小內(nèi)筒質(zhì)量，連接力大的情況下無法實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種低沖擊高承載火工解鎖螺栓，具有高承載低沖擊的特定，同時(shí)工作過程中無污染、無多余物產(chǎn)生。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種低沖擊高承載火工解鎖螺栓，包括內(nèi)筒、蜂窩部件、剪切銷、滑桿、楔塊、外筒、活塞、藥盒、擋藥板、藥殼、點(diǎn)火器；內(nèi)筒一端為圓柱，穿過蜂窩部件，蜂窩部件安裝在外部分離體底部，內(nèi)筒另一端為圓筒形，安裝在外筒內(nèi)；滑桿安裝在內(nèi)筒圓筒端內(nèi)部，一端通過沿徑向插入的剪切銷與內(nèi)筒側(cè)壁固定連接；楔塊穿過內(nèi)筒側(cè)壁插入外筒內(nèi)壁，位于滑桿和外筒之間，用于將外筒和內(nèi)筒連接；活塞安裝在外筒內(nèi)，藥殼安裝在外筒未與內(nèi)筒連接的一端，與外筒連接的端口內(nèi)安裝檔藥板，藥盒安裝在藥殼內(nèi)，點(diǎn)火器安裝藥殼上，用于引燃藥盒內(nèi)火藥；外筒安裝在外部被分離體上。

所述滑桿為兩段直徑不同的圓柱體組成的一體化結(jié)構(gòu)，大端端面邊緣有圓環(huán)形凸起結(jié)構(gòu)，小端端面與活塞一端接觸。

所述活塞一端與滑桿接觸，另一端與外筒之間安裝道O形橡膠密封圈。

所述楔塊為塊狀，有個(gè)，沿內(nèi)筒周向均勻分布，楔塊與滑桿接觸的一面為圓弧形，楔塊與內(nèi)筒接觸的端面邊緣有用于將楔塊卡在內(nèi)筒內(nèi)的圓弧形凸起結(jié)構(gòu)。

所述檔藥板通過螺紋與藥殼連接，擋藥板上有用于燃?xì)夤?jié)流的通孔，直徑為1mm～2.5mm。

所述外筒的內(nèi)壁設(shè)有用于防止活塞飛出的臺(tái)階結(jié)構(gòu)。

還包括鋁墊圈，安裝在外筒端部且位于外筒和藥殼之間，用于藥殼與外筒之間的密封，材料為純鋁。

所述內(nèi)筒的圓柱端端部通過螺母、墊片固定在外部分離體上，材料為鈦合金。

所述外筒材料為不銹鋼。

所述楔塊的材料為軸承鋼。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

（1）本發(fā)明的解鎖螺栓通過4個(gè)高強(qiáng)度楔塊和大尺寸的內(nèi)筒、外筒實(shí)現(xiàn)軸向的高承載性能，并通過活塞前面增加O形橡膠圈、內(nèi)筒材料選用鈦合金和鋁合金蜂窩緩沖部件，極大降低了解鎖螺栓的火工沖擊，實(shí)現(xiàn)解鎖螺栓在高承載下，低沖擊的性能。

（2）本發(fā)明的解鎖螺栓通過藥殼與外筒之間鋁墊圈密封，活塞上通過O形橡膠圈密封，通過外筒對活塞的限位，保證解鎖螺栓工作過程無煙氣泄漏，實(shí)現(xiàn)密封。

（3）本發(fā)明的滑桿上薄壁凸起通過撞擊內(nèi)筒變形，對滑桿進(jìn)行限位，楔塊上端面上圓環(huán)形凸起結(jié)構(gòu)對楔塊進(jìn)行限位，實(shí)現(xiàn)解鎖螺栓工作過程無多余物飛出，有效提高分離的可靠性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明解鎖螺栓剖視圖。

圖2為本發(fā)明楔塊尾部圓環(huán)展示。

圖3為本發(fā)明滑桿尾部薄壁凸起。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種低沖擊高承載火工解鎖螺栓，由螺母1、墊片2、內(nèi)筒3、蜂窩部件4、剪切銷5、滑桿6、楔塊7、外筒8、活塞9、O形橡膠圈10、藥盒11、擋藥板12、鋁墊圈13、藥殼14、點(diǎn)火器15組成。內(nèi)筒3一端為圓柱，穿過蜂窩部件4，蜂窩部件4安裝在外部分離體底部，內(nèi)筒3另一端為圓筒形，安裝在外筒8內(nèi)；滑桿6安裝在內(nèi)筒3圓筒端內(nèi)部，一端通過沿徑向插入的剪切銷5與內(nèi)筒3側(cè)壁固定連接；楔塊7穿過內(nèi)筒3側(cè)壁插入外筒8內(nèi)壁，位于滑桿6和外筒8之間，用于將外筒8和內(nèi)筒3連接；活塞9安裝在外筒8內(nèi)，藥殼14安裝在外筒8未與內(nèi)筒3連接的一端，與外筒8連接的端口內(nèi)安裝檔藥板12，藥盒11安裝在藥殼14內(nèi)，點(diǎn)火器15安裝藥殼14上，用于引燃藥盒11內(nèi)火藥；外筒8安裝在外部被分離體上。

螺母1、墊片2和內(nèi)筒3與分離體連接，其中內(nèi)筒3材料為鈦合金材料，有效降低內(nèi)筒3分離時(shí)對被分離體的撞擊，從而降低沖擊，其抗拉強(qiáng)度與不銹鋼材料接近，因此承載能力不受影響。

蜂窩部件4為通過計(jì)算與試驗(yàn)選用合適的鋁箔蜂窩，鋁箔蜂窩吸收能量的估算方法：W=PSΔL式中：P：蜂窩材料的壓縮強(qiáng)度；S：蜂窩材料的料的壓縮面積；△L：蜂窩材料的壓縮長度。通過估算解鎖螺栓需要蜂窩吸收的能量，并通過設(shè)計(jì)合適的蜂窩尺寸，就可計(jì)算蜂窩的壓縮強(qiáng)度，通過蜂窩壓縮強(qiáng)度選用合適的蜂窩，即蜂窩鋁箔的厚度與蜂窩的尺寸，粘貼在分離體的底部，兩邊粘有墊片，保證內(nèi)筒3撞擊蜂窩部件4的均勻性。蜂窩部件4通過預(yù)壓破壞蜂窩強(qiáng)度，采用蜂窩壓縮平緩段進(jìn)行緩沖，從而降低沖擊。

如圖2所示，外筒8通過螺紋與被分離體連接，外筒8與內(nèi)筒3之間通過楔塊7連接，楔塊7材料為軸承鋼，采用4個(gè)楔塊7，楔塊7與內(nèi)筒3、外筒8之間為面接觸，保證解鎖螺栓的高承載性能，楔塊7為塊狀，沿內(nèi)筒3周向均勻分布，楔塊7與滑桿6接觸的一面為適應(yīng)滑桿6表面弧度的圓弧形。楔塊7與內(nèi)筒3接觸的端面邊緣有圓弧形凸起結(jié)構(gòu)，用于內(nèi)筒3、外筒8分離后將楔塊7卡在內(nèi)筒3，保證不形成多余物。

如圖3所示，滑桿6與內(nèi)筒3、楔塊7為孔軸配合，滑桿6通過剪切銷5與內(nèi)筒3固定，用于保證4個(gè)楔塊7的裝配位置，滑桿6為兩段直徑不同的圓柱體組成的一體化結(jié)構(gòu)，大端端面邊緣有0.5mm厚的圓環(huán)形薄壁凸起結(jié)構(gòu)，小端端面與活塞9一端接觸。當(dāng)滑桿6撞擊內(nèi)筒3，薄壁凸起變形，將滑桿6固定在內(nèi)筒3上，保證內(nèi)筒3與外筒8分離后，滑桿5不會(huì)形成多余物，對內(nèi)筒3剪切銷孔位進(jìn)行收口，保證剪切銷5不會(huì)滑出。

活塞9與外筒8為孔軸配合，安裝2個(gè)O形橡膠密封圈10，前面O形橡膠密封圈10用于緩沖活塞9對外筒8的撞擊，后面O形橡膠密封圈10用于密封，防止火藥燃?xì)庑孤?，外?內(nèi)部設(shè)有臺(tái)階，防止活塞9飛出造成燃?xì)庑孤杜c多余物。

藥盒11為含有雙粒-17的賽璐珞藥盒，按照內(nèi)彈道計(jì)算以及發(fā)火試驗(yàn)測試沖擊的方法確定雙粒-17的裝藥量，在保證可靠解鎖的前提下，減小裝藥量從而降低沖擊。

鋁墊圈13為純鋁材料，用于藥殼14與外筒8之間的密封。

擋藥板12通過螺紋與藥殼14連接，擋藥板12上開Φ2孔，用于火藥燃?xì)獾墓?jié)流，從而降低火藥燃?xì)獾臎_擊。

點(diǎn)火器15采用兩個(gè)，互為冗余，保證解鎖的可靠性。

本發(fā)明的工作原理是：工作前通過外筒8螺紋、內(nèi)筒3螺紋和螺母1墊片2進(jìn)行承載。工作時(shí)，點(diǎn)火器15接到電信號(hào)發(fā)火，點(diǎn)火器15工作，將藥盒11中的雙粒-17點(diǎn)燃，燃燒產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)?，通過擋藥板12上節(jié)流孔的節(jié)流作用，推動(dòng)活塞9、滑桿6剪斷剪切銷5，繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，楔塊7被釋放，內(nèi)筒3與外筒8之間的約束被解除，燃?xì)馔苿?dòng)活塞9、滑桿6繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，撞擊內(nèi)筒3，滑桿6前面凸臺(tái)變形被限位，滑桿6、楔塊7和內(nèi)筒3一起向前運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)解鎖功能，并一起撞擊蜂窩部件4，蜂窩部件4塑性變形吸能實(shí)現(xiàn)低沖擊性能，活塞9被外筒8臺(tái)階限位，實(shí)現(xiàn)密封性能。此時(shí)，分離體從被分離體上分離出來。

通過內(nèi)筒3、楔塊7和外筒8的配合實(shí)現(xiàn)承載功能，采用4個(gè)楔塊7，楔塊7尺寸為6mm×5.3mm×5.45mm，材料為軸承鋼，內(nèi)筒3材料鈦合金，外直徑為Φ20mm，內(nèi)直徑為Φ12mm，外筒8材料為不銹鋼，內(nèi)直徑尺寸為Φ20mm，外直徑為Φ30mm，實(shí)現(xiàn)解鎖螺栓高承載性能，通過試驗(yàn)驗(yàn)證，產(chǎn)品在40kN軸向載荷下無有害變形，超過70kN情況下出現(xiàn)破壞。

通過擋藥板12上開直徑為Φ1mm～2.5mm的節(jié)流孔，活塞9前面增加O形橡膠圈10緩沖活塞9與外筒8之間的撞擊，內(nèi)筒3材料選用鈦合金，保證強(qiáng)度的情況下，與鋼材相比，減輕一半的重量，通過鋁合金蜂窩部件緩沖內(nèi)筒撞擊，三個(gè)方面實(shí)現(xiàn)解鎖螺栓的低沖擊特性。

本發(fā)明未詳細(xì)說明部分屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)。