一种快开锁紧装置的制作方法

本发明涉及一种快开锁紧装置，尤其应用于大口径活塞发射机构中需要频繁、快速开启和锁紧的部位，并具有自锁防脱的能力。

背景技术：

自由活塞激波风洞是一种用重活塞压缩气体获得高压驱动气体的激波风洞。该类风洞能够获得高焓、高速流场，可用于模拟返回器高速再入时的流动等。大型活塞发射机构是前述类型风洞的核心部件，用于快速、稳定的发射各种结构和质量的活塞。此种活塞发射机构中，为方便活塞的装入，和发射性能的快速、稳定，有多处同轴结构的部件需要频繁的打开和锁紧，故能满足频繁、快速打开、锁紧和自锁能力的快开结构是实现发射机构使用性能的关键结构之一。

由于发射机构中的多处同轴结构需要较大的锁紧力，故在对接时需要较大的轴向驱动力和锁紧保持力。若在锁紧时使用螺钉等紧固结构，则螺钉的体积和数目均较大，无法满足频繁开启所需的快速要求，且拆装的工时会很长，劳动量较大。若选用单层间隔螺纹的快开结构，则内层体需要旋转，对内层体上端面密封的可靠性和寿命均不利。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题：针对现有技术的不足，提出一种快开锁紧装置，使内层体和外层体两同轴结构可以快速打开和锁紧，内层体无旋转，保护端面密封结构的可靠性。

本发明的技术解决方案：

一种快开锁紧装置，包括外层体、中间体、内层体、旋转驱动机构和推拉机构，

外层体为中空罐体固定结构，内部充有带压介质，外层体一端开有通孔，内层体为带有台阶面长轴回转体结构，台阶面上设置密封结构，长轴一端通过通孔伸入外层体内部，密封结构与外层体接触，实现对外层体的密封；中间体外部为全螺纹，内部为间隔螺纹，

旋转驱动机构驱动中间体旋转，推拉机构控制内层体轴向移动，外层体和中间体通过全螺纹副连接，内层体和中间体通过间隔螺纹副连接，间隔螺纹为n个间隔的螺纹齿，

锁紧时，推拉机构将内层体推入中间体中，中间体被旋转驱动机构驱动反向旋转360°/(2n)角度，内层体和中间体实现间隔螺纹副连接，内层体上的密封结构与外层体紧密接触；

快开时，中间体被旋转驱动机构4驱动正向旋转360°/(2n)角度，使内层体和中间体脱开，推拉机构将内层体从中间体中拉出，解除内层体上的密封结构与外层体的接触。

中间体、内层体间隔螺纹的间隔数目一致。

间隔螺纹上螺纹齿的角度比螺纹齿间隔的角度小，且差值范围为0.5°～1°。

内外螺纹副的螺纹齿形均为梯形螺纹。

梯形螺纹的螺纹升角小于两螺纹副材料间的摩擦自锁角。

梯形螺纹的螺纹升角为1°～3°。

本发明的有益效果：

本发明的两层螺纹结构保证了中间体较小的旋转角度即可产生较大的轴向压缩量和压紧力，有利于内层体上气体位置端面密封的可靠压紧，同时内层体不旋转，有利于密封结构的可靠性和长寿命。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2为本发明中间体结构示意图；

图3为本发明侧视图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施对本发明做进一步详细的说明。

一种快开锁紧装置，如图1、图3所示，包括外层体1、中间体2、内层体3、旋转驱动机构4和推拉机构5，

外层体1为中空罐体固定结构，内部充有带压介质，外层体1一端开有通孔，内层体3为带有台阶面长轴回转体结构，台阶面上设置密封结构，长轴一端通过通孔伸入外层体1内部，密封结构与外层体1接触，实现对外层体1的密封；如图2所示，中间体2外部为全螺纹，内部为间隔螺纹。

旋转驱动机构4驱动中间体2旋转，推拉机构5控制内层体3轴向移动，外层体1和中间体2通过全螺纹副连接，内层体3和中间体2通过间隔螺纹副连接，间隔螺纹为n个间隔的螺纹齿，中间体2、内层体3间隔螺纹的间隔数目一致，间隔螺纹上螺纹齿的角度比螺纹齿间隔的角度小，且差值范围为0.5°～1°。内外螺纹副的螺纹齿形均为梯形螺纹，有自锁能力，梯形螺纹的螺纹升角小于两螺纹副材料间的摩擦自锁角，梯形螺纹的螺纹升角为1°～3°。

锁紧时，推拉机构5将内层体3推入中间体2中，中间体2被旋转驱动机构4驱动反向旋转360°/(2n)角度，内层体3和中间体2实现间隔螺纹副连接，内层体3上的密封结构与外层体1紧密接触；

快开时，中间体2被旋转驱动机构4驱动正向旋转360°/(2n)角度，使内层体3和中间体2脱开，推拉机构5将内层体3从中间体2中拉出，解除内层体3上的密封结构与外层体1的接触。

上述旋转驱动机构只驱动中间体旋转一个固定的角度，这个固定的旋转角度根据内间隔螺旋副的间隔数目和结构确定，是内间隔螺旋副完全旋紧到完全脱开的角度。

本发明的工作原理是：当需要打开时，旋转驱动机构4驱动中间体2旋转到与内层体3的间隔螺纹副脱开的位置，即中间体2的间隔螺纹齿运动到内层体3的螺纹间隔中。此时，中间体2沿轴向移动了一小段位移，已经与外层体1脱离接触，然后推拉机构5驱动中间体2沿中心轴线移出，完成打开过程。当需要锁紧时，推拉机构5推动内层体3移动到待锁紧位置，然后旋转驱动机构4驱动中间体2旋转固定角度，使内层体3的外间隔螺纹齿和中间体2的内间隔螺纹齿完成啮合，此时，中间体2沿轴向移动一段距离后，其一外端面和外层体1的内端面紧密接触，完成压紧动作。内外螺纹副均为梯形螺纹，螺纹升角较小使螺纹副具有自锁能力。以上过程可以频繁、快速的进行，实现了快速打开、锁紧的功能。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非用来限制本发明的保护范围。对于本领域的技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，可以对本发明做出若干的修改和替换，所有这些修改和替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。