專利名稱:液壓阻尼火工驅(qū)動裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于火工品技術領域：
，涉及一種火工驅(qū)動裝置，尤其涉及一種依靠液 壓阻尼結(jié)構實現(xiàn)降低沖擊過載的火工驅(qū)動裝置。
背景技術：
通常，火工驅(qū)動裝置的驅(qū)動部分采用活塞、活塞筒結(jié)構形式，動力部分則采用燃氣 發(fā)生器，且三者構成一個密閉的空間?；鸸を?qū)動裝置具體作用過程是燃氣發(fā)生器產(chǎn)生高溫 高壓氣體，推動活塞在活塞筒內(nèi)運動，需要做功的部件連接在活塞上，隨著活塞一起運動完 成作動功能，直至活塞運動到位。在上述作用過程中，活塞在啟動、運動過程以及到位停止 這幾個環(huán)節(jié)中，都會使火工驅(qū)動裝置產(chǎn)生比較大的沖擊載荷。由于傳統(tǒng)的火工驅(qū)動裝置未 設阻尼機構，因此，火工驅(qū)動裝置本身以及與之相連或相鄰設備就會在較大沖擊過載下失 效甚至發(fā)生嚴重的故障。
1993 年 Kuo. J. H.和 S. Goldstern 在 AIAA/ASME/SAE/ASEE 聯(lián)合舉辦的第 29 屆推 進器會議上發(fā)表的題為 Dynamics Analysis of the NASA StandardInitiator Driven Pin Puller的文章中，介紹了一種應用金屬變形阻尼機構的火工驅(qū)動裝置即NASA拔銷器。在該 裝置中，其活塞上朝著運動方向一面設有可以變形的金屬結(jié)構件——吸能裝置，當活塞運 行至行程末端時，吸能裝置與拔銷器殼體端面發(fā)生碰撞，依靠吸能裝置的變形吸收部分多 于能量，來減緩沖擊過載。這種阻尼方式的缺點是無法降低火工驅(qū)動裝置在啟動時以及工 作過程中的沖擊過載，同時活塞的運動行程也較難保證。
2004年3月，應申瞬在中國期刊《航空計算技術》第一期上發(fā)表了題為“導彈彈射 裝置作動筒的建模與仿真”的論文，文中介紹了一種應用氣體壓縮阻尼的火工驅(qū)動裝置。該 裝置在其密閉空間中增加了一個多功能閥，將原來由活塞分隔成的兩個相對密閉的容腔通 過閥孔導通，通過控制多功能閥的打開與關閉，實現(xiàn)火工驅(qū)動裝置的充氣、排氣以及緩沖等 功能。針對緩沖功能而言，增加閥孔相當于增加了一個緩沖腔，利用壓縮緩沖腔中的氣體來 實降低沖擊過載。由于，這種阻尼或緩沖方式在活塞剛剛啟動時，緩沖腔中的氣體處于自由 狀態(tài)，可壓縮量比較大，活塞壓縮氣體受到的阻尼力就會比較小，導致這種阻尼方式無法解 決火工驅(qū)動裝置啟動時的沖擊過載問題。
王雪松等人在中國期刊《液壓與氣動》2008年第1期上發(fā)表的題為“一種新型液 體阻尼式火工作動機構的阻尼特性分析”的論文中，介紹了一種由浮動活塞和活塞桿分隔 為三個并列容腔(即爆燃腔、阻尼腔和動力腔)的液體壓縮阻尼火工作動裝置，其動力腔和 阻尼腔充滿液體并通過阻尼孔相連。該火工作動裝置存在以下問題(1)并列的三個容腔 增加了裝置的長度；(2)帶有浮動活塞，使裝置結(jié)構變得復雜；(3)用于連接負載的活塞桿 穿過爆燃腔，比通常的作動裝置多用了 一套密封結(jié)構，降低了裝置的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型要解決的技術問題是，針對現(xiàn)有技術存在的問題，提供一種結(jié)構簡單
3且可靠性和安全性高的液壓阻尼火工驅(qū)動裝置，具體地說，該火工驅(qū)動裝置在啟動、運動過 程及到位停止這些環(huán)節(jié)上均能有效降低沖擊過載，并最終可靠驅(qū)動負載如導彈彈翼、衛(wèi)星 天線或太陽能帆板等完成展開功能。
為解決上述技術問題，本實用新型的火工驅(qū)動裝置包括燃氣發(fā)生器、殼體、活塞、 堵塞、密封接頭、彈簧、調(diào)節(jié)螺帽、三組密封圈和阻尼液；所述活塞為T型圓柱體，其活塞桿 沿軸向設有盲孔且盲孔中帶有定位臺階面，在接近活塞頭處的活塞桿外壁上還設有與盲孔 相通的阻尼孔且阻尼孔位于盲孔底部至定位臺階面之間；所述殼體的一端安裝所述燃氣發(fā) 生器，所述活塞頭安裝第一組密封圈之后裝入殼體中且燃氣發(fā)生器與活塞頭之間構成燃燒 室；所述堵塞上安裝第二組密封圈后定位于所述活塞盲孔中的定位臺階面并與盲孔底部構 成排液室；所述活塞的盲孔端口安裝調(diào)節(jié)螺帽并與堵塞之間形成自由室；所述彈簧位于所 述自由室中且兩端分別頂在所述堵塞和所述調(diào)節(jié)螺帽的端面上；所述殼體的另一端與裝有 第三組密封圈的密封接頭連接，所述活塞桿的外壁與殼體的內(nèi)壁之間構成阻尼室且阻尼室 與所述排液室通過所述阻尼孔導通；在所述阻尼室和所述排液室中充滿阻尼液。
根據(jù)本實用新型，所述阻尼液選用二甲基硅油。
根據(jù)本實用新型，所述阻尼孔3. 2的直徑彡1mm。
本實用新型的有益效果體現(xiàn)在以下幾個方面。
(一)本實用新型在殼體和活塞之間形成了一個環(huán)形的阻尼室，通過堵塞和活塞 上的盲孔形成排液室，阻尼室和排液室中均充滿阻尼液，并且在阻尼室和排液室之間的活 塞桿壁上設置直徑很小的阻尼孔，當活塞頭在高溫高壓燃氣作用下使活塞推動負載運動 時，阻尼室中的液壓與排液室中的液壓形成壓差，該壓差對活塞運動形成阻尼，使得活塞的 運動速度逐漸降低，且到位時速度降到較低程度，這樣就大大減小了活塞在到位停止時的 沖擊過載。
( 二)本實用新型通過堵塞和調(diào)節(jié)螺帽在活塞的盲孔中形成了一個與排液室密封 隔離的自由室，并將彈簧放置在該自由室中，依靠調(diào)節(jié)螺帽的旋入深度，可以調(diào)節(jié)和控制彈 簧的預壓縮力，這樣，彈簧就起到了定位銷的作用，當高溫高壓氣體作用于活塞頭時，首先 要克服彈簧的預壓縮力才能使活塞運動，因而，既可以防止活塞在運輸振動中的誤動作，又 大大減小了本實用新型活塞正常啟動時的沖擊過載；而且，這種彈性阻尼方式還可以避免 定位銷被剪斷瞬間所帶來的振動沖擊。


圖1是液壓阻尼火工驅(qū)動裝置結(jié)構示意圖。
圖2是圖1中所示的活塞結(jié)構示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖及優(yōu)選實施例對本發(fā)明作進一步的詳述。
正如圖1所示，本發(fā)明液壓阻尼火工驅(qū)動裝置的優(yōu)選實施例包括燃氣發(fā)生器1、殼 體2、活塞3、堵塞6、密封接頭9、彈簧10、調(diào)節(jié)螺帽11、銅墊圈7、三組密封圈4、5、8和阻尼 液。燃氣發(fā)生器1為制式產(chǎn)品。殼體2外壁帶有連接法蘭，其內(nèi)孔中帶有定位臺階面且一 端設有內(nèi)螺紋，另一端設有外螺紋且外螺紋一端的內(nèi)壁上設有環(huán)形調(diào)節(jié)臺。活塞3為T型圓柱體(參見圖2)，其活塞頭3. 1上設有兩個密封槽，活塞桿3.3上沿軸向設有盲孔且盲孔 帶有定位臺階面，活塞桿3. 3的端頭設有內(nèi)、外螺紋，在接近活塞頭3. 1處的活塞桿3. 3的 外壁上還設有與盲孔相通的阻尼孔3. 2且阻尼孔3. 2位于盲孔底部至定位臺階面之間，阻 尼孔3. 2的直徑比較小，通常只有Imm甚至更小。堵塞6為金屬材料制作的圓盤且圓盤外 壁設有一圈密封槽。密封接頭9帶有階梯中心孔，階梯小孔壁上開有兩個密封槽，階梯大孔 中設有內(nèi)螺紋。彈簧10為壓縮彈簧。
再參見圖1，在活塞頭3. 1安裝第一組密封圈4之后將活塞3裝入殼體2中，活塞 頭3. 1的端面與殼體2的定位臺階面接觸；堵塞6上安裝第二組密封圈5并定位于活塞3 盲孔中的定位臺階面，從而與盲孔底部構成排液室C ；活塞3盲孔的端口安裝調(diào)節(jié)螺帽11 并與堵塞6之間形成一個與排液室C密封隔離的自由室D，彈簧10位于自由室D中且兩端 分別頂在堵塞6和調(diào)節(jié)螺帽11的端面上。依靠調(diào)節(jié)螺帽11的旋入深度來調(diào)節(jié)彈簧10的 預壓縮力，此預壓縮力可使火工驅(qū)動裝置克服運輸過程中的振動，防止活塞3的誤動作；同 時，還可以為活塞3提供一定的啟動壓力；此啟動壓力可調(diào)、可控，且遠遠小于常用定位銷 的剪斷力，可避免采用定位銷啟動時所帶來的振動沖擊，在一定程度上降低了沖擊。殼體2 的內(nèi)螺紋端安裝燃氣發(fā)生器1，外螺紋端與密封接頭9連接，環(huán)形調(diào)節(jié)臺上安裝銅墊圈7，密 封接頭9的密封圈內(nèi)裝有第三組密封圈8且第三組密封圈8與從殼體2伸出的活塞桿3. 3 接觸。這樣，在燃氣發(fā)生器1、殼體2與活塞3之間形成了兩個容腔，一個是燃氣發(fā)生器1、 活塞頭3. 1及殼體2內(nèi)壁形成的密閉容腔即燃燒室A，另一個是活塞桿3. 3的外壁與殼體2 的內(nèi)壁之間形成的環(huán)形腔體即阻尼室B且阻尼室B與排液室C通過阻尼孔3. 2導通。在阻 尼室B和排液室C中充滿阻尼液，本優(yōu)選實施例的阻尼液選用二甲基硅油，其對壓力變化敏 感性強，傳遞壓力穩(wěn)定、易于控制且有較寬的溫域和較低的粘溫系數(shù)。
下面結(jié)合本優(yōu)選實施例，敘述本實用新型的作用過程。
應用本實用新型時，可通過殼體2上的連接法蘭與相應的武器系統(tǒng)相連，并使活 塞3的外螺紋端與負載相連。當武器系統(tǒng)控制燃氣發(fā)生器1作用時，燃氣發(fā)生器1在燃燒 室A中產(chǎn)生高溫燃氣，當高溫燃氣達到一定壓力時就推動活塞3運動，活塞頭3. 1擠壓阻尼 室B中的阻尼液并通過阻尼孔3. 2流入排液室C中，使排液室C中的液壓升高，當排液室C 中的液壓大于彈簧10的預壓縮力時，活塞3開始運動；在運動過程中，活塞3的速度不斷增 大，由于阻尼孔3. 2的直徑比較小，使得阻尼室B中的阻尼液不能及時泄放到排液室C中， 由此在阻尼室B與排液室C之間就產(chǎn)生了一個壓力差，這個壓力差作用于活塞頭3. 1上，就 產(chǎn)生了一個阻止活塞3運動的阻尼力，這個阻尼力的大小與活塞3運動速度有關，活塞3速 度越大阻尼力越大，速度越小阻尼力越小，在這個動態(tài)變化的阻尼力的調(diào)節(jié)下，活塞3速度 不斷降低，使得活塞3到位時具有比較低的速度，這樣就大大減小了活塞3啟動時、運動過 程和到位停止這些環(huán)節(jié)中的沖擊過載。此外，隨著活塞3的運動，排液室C的阻尼液不斷增 多，由此推動堵塞6運動，導致彈簧10不斷被壓縮并使彈簧10的彈力不斷增加，這在一定 程度上也增大了阻尼力，降低了活塞3運動的沖擊過載。
權利要求
一種液壓阻尼火工驅(qū)動裝置，包括燃氣發(fā)生器[1]、殼體[2]、活塞[3]、密封接頭[9]、三組密封圈[4、5、8]和阻尼液，其特征在于還包括堵塞[6]、彈簧[10]和調(diào)節(jié)螺帽[11]；所述活塞[3]為T型圓柱體，其活塞桿[3.3]沿軸向設有盲孔且盲孔中帶有定位臺階面，在接近活塞頭[3.1]處的活塞桿[3.3]外壁上還設有與盲孔相通的阻尼孔[3.2]且阻尼孔[3.2]位于盲孔底部至定位臺階面之間；所述殼體[2]的一端安裝所述燃氣發(fā)生器[1]，所述活塞頭[3.1]安裝第一組密封圈[4]之后裝入殼體[2]中且燃氣發(fā)生器[1]與活塞頭[3.1]之間構成燃燒室[A]；所述堵塞[6]上安裝第二組密封圈[5]后定位于所述活塞[3]盲孔中的定位臺階面并與盲孔底部構成排液室[C]；所述活塞[3]的盲孔端口安裝調(diào)節(jié)螺帽[11]并與堵塞[6]之間形成自由室[D]；所述彈簧[10]位于所述自由室[D]中且兩端分別頂在所述堵塞[6]和所述調(diào)節(jié)螺帽[11]的端面上；所述殼體[2]的另一端與裝有第三組密封圈[8]的密封接頭[9]連接，所述活塞桿[3.3]的外壁與殼體[2]的內(nèi)壁之間構成阻尼室[B]且阻尼室[B]與所述排液室[C]通過所述阻尼孔[3.2]導通；在所述阻尼室[B]和所述排液室[C]中充滿阻尼液。
2.根據(jù)權利要求
1所述的液壓阻尼火工驅(qū)動裝置，其特征在于所述阻尼液選用二甲 基硅油。
3.根據(jù)權利要求
1或2所述的液壓阻尼火工驅(qū)動裝置，其特征在于所述阻尼孔[3.2] 的直徑彡1mm。
專利摘要
本實用新型公開了一種液壓阻尼火工驅(qū)動裝置，可為衛(wèi)星天線或太陽能帆板等實現(xiàn)展開功能提供所需動力。該裝置包括燃氣發(fā)生器、殼體、活塞、密封接頭、堵塞、彈簧、調(diào)節(jié)螺帽、三組密封圈和阻尼液；殼體、活塞與密封接頭之間構成阻尼室，堵塞和活塞桿的盲孔構成排液室，阻尼室和排液室之間設置阻尼孔，堵塞和調(diào)節(jié)螺帽在活塞桿的盲孔中構成自由室，彈簧以一定的預壓縮力放置在自由室中。本實用新型有效地降低了火工驅(qū)動裝置在活塞啟動、運動過程和到位停止幾個環(huán)節(jié)中的沖擊過載，具有結(jié)構簡單、工作可靠等優(yōu)點。
文檔編號F41F7/00GKCN201653273SQ201020137516
公開日2010年11月24日 申請日期2010年3月22日
發(fā)明者吳瑞德, 文沖, 楊安民, 楊樹彬, 陳文龍 申請人:中國兵器工業(yè)第二一三研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan