一种爆炸螺栓捕获器的制作方法

本发明涉及弹体结构设计技术领域，尤其涉及一种爆炸螺栓捕获器。

背景技术：

目前导弹级间分离是飞行过程中的必要环节，弹体级间分离分为点式分离、线式分离等。爆炸螺栓是应用最广、技术较为成熟的点式分离装置，是实现导弹级间分离的关键部件。爆炸螺栓飞行过程中首先实现前后舱段的可靠连接，在特定时刻发生爆炸断裂，从而实现两个被连接舱段的可靠分离。爆炸后螺栓分为两个部分，通常称为螺栓头、螺杆。爆炸分离过程中，会形成高速爆炸冲击，螺栓头与螺杆产生较大冲量，需对其进行捕获收集，否则冲击作用下螺栓头或螺杆可能飞向导弹内部仪器，影响仪器正常工作。

对爆炸螺栓的捕获收集一般是通过舱段内部的捕获结构实现的。目前国内常见的捕获结构称为爆炸螺栓盒。盒体主结构包括一个能够容纳爆炸螺栓的相对封闭空腔或半封闭凹槽，以及缓冲结构。空腔或凹槽往往与舱段结构一体制造，为了防止螺杆或螺母飞出，空腔需要在对接安装爆炸螺栓后安装封闭盖板。目前的缓冲结构常用的有缓冲橡胶垫、弹簧、纸蜂窝等结构。

然而对于目前常用的空腔或凹槽结构的爆炸螺栓盒结构，存在一些缺点，包括：(1)每个型号甚至每个舱段的爆炸螺栓盒都需要结合爆炸螺栓结构、冲击载荷、舱段结构等因素独立设计，设计过程需要开展复杂的分析与试验，爆炸螺栓盒通用性差；(2)盒体结构在舱段壳体加工时一体制造，加工工艺复杂，材料利用率低；(3)在舱段对接安装爆炸螺栓后，通过操作窗口安装盒体盖板，安装螺钉较多，操作便捷性差。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是解决现有的爆炸螺栓捕获结构通用性差、加工工艺复杂、安装操作不便捷的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种爆炸螺栓捕获器，包括支架和安装螺栓，所述支架为倒“几”字型，包括底板和两个分别与所述底板两端一体成型的侧板，所述侧板的上端向外侧延伸出端沿，所述端沿上设有安装孔，所述安装螺栓穿过所述安装孔与壳体端框连接，以将所述支架固定于所述壳体端框的下表面，所述底板上设有缓冲孔，爆炸螺栓的螺栓头位于两个所述侧板之间并嵌入所述缓冲孔中。

其中，所述安装螺栓包括螺纹段和光滑段，所述螺纹段位于所述端沿上方，所述光滑段位于所述端沿下方。

其中，还包括钢套，所述钢套与所述壳体端框连接，且所述螺纹段旋入所述钢套内。

其中，所述侧板上设有支耳，所述支耳与所述端沿同向延伸设置，且与所述侧板一体成型，所述支耳上设有定位孔，所述螺纹段依次穿过所述定位孔和所述安装孔与所述壳体端框连接。

其中，所述安装螺栓还包括轴肩，所述轴肩设置于所述螺纹段与所述光滑段之间，且所述轴肩的上表面与所述端沿的下表面接触。

其中，所述轴肩的外圆周面上设有螺纹，所述定位孔为与所述轴肩配合的螺纹孔。

其中，所述钢套由钢棒制成。

其中，所述钢套的上表面低于或齐平于所述壳体端框的上表面。

其中，所述缓冲孔与所述爆炸螺栓的螺栓头接触处设有缓冲垫圈。

其中，所述缓冲垫圈与所述缓冲孔通过航空橡胶液粘接。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明爆炸螺栓捕获器适用于采用爆炸螺栓分离的战略战术导弹用爆炸螺栓的分离捕获，适用于弹径750mm～1400mm的导弹端框，能够实现冲击载荷不大于600N·m的不同规格的爆炸螺栓的螺栓头捕获，具有对于不同舱段结构通用化的特点。本发明通过支架、安装螺栓等零件独立加工，通过少量安装螺栓的拧紧即可实现捕获器在壳体上的安装，保证抗冲击性能，并且具有易于加工、轻质化的特点。支架底板与侧板形成开放式倒“几”字型结构便于机械加工，端沿的安装孔为通孔，安装螺栓穿过安装孔用于将支架与壳体端框连接，安装螺栓的总长与支架高度、壳体端框厚度相协调，飞行过程中，爆炸螺栓产生爆炸断裂，由于捕获器的支架结构参数与爆炸螺栓协调且有一定预压缩，爆炸螺栓的螺栓头部分将被支架的缓冲孔捕获，避免其飞出，并随该舱段分离。捕获器可以抵抗爆炸产生的冲击载荷而不发生破坏，因此整个捕获过程不产生多余物，对舱内仪器产生保护作用。与传统爆炸螺栓盒的捕获结构相比，安装便捷，降低设计、分析、试验成本，实现弹体结构设计快速响应与成本降低，选材与加工可脱离弹体整舱的选材与加工，机加难度降低，可选材料多，生产效率提高，利于产品化，大批量生产效率更高。

除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本发明的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明。

附图说明

图1是本发明实施例爆炸螺栓捕获器的结构示意图；

图2是本发明实施例爆炸螺栓捕获器与壳体端框的安装结构示意图；

图3是本发明实施例爆炸螺栓捕获器的支架的结构示意图；

图4是本发明实施例爆炸螺栓捕获器的安装螺栓的结构示意图。

图中：1：支架；2：安装螺栓；3：钢套；4：壳体端框；5：爆炸螺栓；6：缓冲垫圈；11：底板；12：侧板；21：螺纹段；22：光滑段；23：轴肩；110：缓冲孔；121：端沿；122：支耳；1210：安装孔；1220：定位孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。

如图1、图2和图3所示，本发明实施例提供的爆炸螺栓捕获器，包括支架1和安装螺栓2，支架1为倒“几”字型，包括底板11和两个分别与底板11两端一体成型的侧板12，侧板12的上端向外侧延伸出端沿121，端沿121上设有安装孔1210，安装螺栓2穿过安装孔1210与壳体端框4连接，以将支架11固定于壳体端框4的下表面，底板11上设有缓冲孔110，爆炸螺栓5的螺栓头位于两个侧板12之间并嵌入缓冲孔110中。

本发明爆炸螺栓捕获器适用于采用爆炸螺栓分离的战略战术导弹用爆炸螺栓的分离捕获，适用于弹径750mm～1400mm的导弹端框，能够实现冲击载荷不大于600N·m的不同规格的爆炸螺栓的螺栓头捕获，具有对于不同舱段结构通用化的特点。本发明通过支架、安装螺栓等零件独立加工，通过少量安装螺栓的拧紧即可实现捕获器在壳体上的安装，保证抗冲击性能，并且具有易于加工、轻质化的特点。支架底板与侧板形成开放式倒“几”字型结构便于机械加工，端沿的安装孔为通孔，安装螺栓穿过安装孔用于将支架与壳体端框连接，安装螺栓的总长与支架高度、壳体端框厚度相协调，飞行过程中，爆炸螺栓产生爆炸断裂，由于捕获器的支架结构参数与爆炸螺栓协调且有一定预压缩，爆炸螺栓的螺栓头部分将被支架的缓冲孔捕获，避免其飞出，并随该舱段分离。捕获器可以抵抗爆炸产生的冲击载荷而不发生破坏，因此整个捕获过程不产生多余物，对舱内仪器产生保护作用。与传统爆炸螺栓盒的捕获结构相比，安装便捷，降低设计、分析、试验成本，实现弹体结构设计快速响应与成本降低，选材与加工可脱离弹体整舱的选材与加工，机加难度降低，可选材料多，生产效率提高，利于产品化，大批量生产效率更高。

其中，如图4所示，安装螺栓2包括螺纹段21和光滑段22，螺纹段21位于端沿121上方，光滑段22位于端沿121下方。螺纹段的长度与壳体端框厚度协调，本实施例的安装螺栓的端头为外六角结构，同时制一字槽，光滑段提供开敞空间与一字槽配合便于力矩施加，使用便捷，在对接时通过的安装螺栓的拧紧即可实现捕获器安装。

具体的，本发明爆炸螺栓捕捉器还包括钢套3，钢套3与壳体端框4连接，且螺纹段21旋入钢套3内。在舱段壳体端框上制钢套孔，安装钢套，弹体使用中，钢套与端框连接，爆炸螺栓拧入后，通过安装螺栓将支架与端框连接，并使支架的缓冲孔压紧爆炸螺栓的螺栓头，提高了爆炸螺栓在舱段对接时的拆装便捷性，增强了导弹武器的实战性。

其中，如图3所示，侧板12上设有支耳122，支耳122与端沿121同向延伸设置，且支耳122与侧板12垂直连接，支耳122上设有定位孔1220，螺纹段21依次穿过定位孔1220和安装孔1210与壳体端框4连接。支耳上开定位孔，安装螺栓安装时依次穿过支耳的定位孔与端沿的安装孔，便于爆炸螺栓拆装时盲操作。本实施例中支耳的厚度为5mm，以保证其有足够的强度和刚度。

进一步的，如图4所示，安装螺栓2还包括轴肩23，轴肩23设置于螺纹段21与光滑段22之间，且轴肩23的上表面与端沿121的下表面接触。安装螺栓的螺纹段与光滑段之间设有轴肩，轴肩以上的螺纹段穿过端沿的安装孔，可定位安装螺栓在钢套上的拧入深度。

其中，轴肩23的外圆周面上设有螺纹，定位孔1220为与轴肩23配合的螺纹孔。设计带有螺纹的轴肩与定位孔配合，可使弹体对接时通过操作窗口实现盲操作，定位孔设有与轴肩螺纹配合的内螺纹，在安装时，安装螺栓的轴肩旋过定位孔，在拆卸时，安装螺栓的螺纹段由钢套中旋出，轴肩向下移动与定位孔接触，防止捕获器组件在盲操作时的分解。本实施例中选择宽度为5mm和M14的轴肩，通过轴肩螺纹与支耳的定位孔，实现安装螺栓拆装时不与支架分离的效果，便于盲操作。

其中，钢套3由钢棒制成。为了避免钢套与安装螺栓旋拧咬死，钢套材料选择为固溶态钢棒05Cr17Ni4Cu4Nb。

其中，钢套3的上表面低于或齐平于壳体端框4的上表面。钢套安装于壳体端框的沉头孔中，钢套上表面的高度与壳体端框一致或低于端框，保证钢套不凸出端框外表面，从而避免影响两舱对接以及载荷传递。钢套的外螺纹与端框协调，内螺纹与安装螺栓螺纹协调。钢套与壳体、钢套与安装螺栓之间采用拧紧力矩防松，钢套与壳体端框之间还可涂抹铁锚302胶双重防松。

另外，如图1所示，缓冲孔110与爆炸螺栓5的螺栓头接触处设有缓冲垫圈6。其中，缓冲垫圈6与缓冲孔110通过航空橡胶液粘接。本实施例中的缓冲垫圈为橡胶垫，将缓冲橡胶垫粘贴在缓冲孔侧壁上后，爆炸螺栓的螺栓头可与缓冲橡胶垫产生少量压缩，以减小爆炸螺栓产生的冲击。缓冲橡胶垫与爆炸螺栓存在一定预压缩量，通过预压缩以及材料的超弹性，对爆炸螺栓冲击产生缓冲。缓冲橡胶垫外径与缓冲孔的内径协调，内径保证可穿过爆炸螺栓的螺栓头连接起爆器部分。

使用时，本发明爆炸螺栓捕获器的支架材料为30CrMnS iA，达克罗表面处理，考虑捕获器具有足够的强度承受冲击载荷，支架壁厚设计为5mm；捕获器的螺栓材料为钢棒30CrMnSiA。舱段对接时，通过操作窗口拆除爆炸螺栓捕获器组件，安装爆炸螺栓，再安装爆炸螺栓捕获器组件。本发明的爆炸螺栓捕获器结构简单，便于盲操作，捕获器的安装螺栓与支架之间的弹垫、平垫的材料选择应具有较高的强度，尽可能避免爆炸螺栓分离对捕获器安装螺栓产生冲击时弹垫、平垫振断。捕获器支架高、缓冲孔的直径以及深度与爆炸螺栓的螺栓头尺寸相协调，

捕获器组件交付前，通过捕获器安装螺栓将捕获器支架和捕获器安装螺栓上的平垫、弹垫拧入钢套，组件为交付状态。在捕获器组件随壳体交付状态时，装配应先将捕获器的钢套通过螺纹固定在壳体端框上，施加拧紧力矩，捕获器的安装螺栓拧入钢套，此处不加拧紧力矩，保持支架的端沿与端框内表面贴合，该状态下随壳体交付。前后舱段对接时，将捕获器安装螺栓连带除钢套以外的零件拆除，拆除时捕获器安装螺栓的轴肩螺纹不需拧出捕获器支架的支耳；通过爆炸螺栓将前后舱段连接，随后安装捕获器支架，再完全拧入捕获器螺杆至钢套，并对捕获器安装螺栓施加拧紧力矩，之后再安装爆炸螺栓其余部件。

综上所述，本发明爆炸螺栓捕获器适用于采用爆炸螺栓分离的战略战术导弹用爆炸螺栓的分离捕获，适用于弹径750mm～1400mm的导弹端框，能够实现冲击载荷不大于600N·m的不同规格的爆炸螺栓的螺栓头捕获，具有对于不同舱段结构通用化的特点。本发明通过支架、安装螺栓等零件独立加工，通过少量安装螺栓的拧紧即可实现捕获器在壳体上的安装，保证抗冲击性能，并且具有易于加工、轻质化的特点。支架底板与侧板形成开放式倒“几”字型结构便于机械加工，端沿的安装孔为通孔，安装螺栓穿过安装孔用于将支架与壳体端框连接，安装螺栓的总长与支架高度、壳体端框厚度相协调，飞行过程中，爆炸螺栓产生爆炸断裂，由于捕获器的支架结构参数与爆炸螺栓协调且有一定预压缩，爆炸螺栓的螺栓头部分将被支架的缓冲孔捕获，避免其飞出，并随该舱段分离。捕获器可以抵抗爆炸产生的冲击载荷而不发生破坏，因此整个捕获过程不产生多余物，对舱内仪器产生保护作用。与传统爆炸螺栓盒的捕获结构相比，安装便捷，降低设计、分析、试验成本，实现弹体结构设计快速响应与成本降低，选材与加工可脱离弹体整舱的选材与加工，机加难度降低，可选材料多，生产效率提高，利于产品化，大批量生产效率更高。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。