级间分离爆炸螺栓缓冲盒组合结构及航天器的制作方法

1.本发明涉及缓冲结构技术领域，具体地，涉及一种级间分离爆炸螺栓缓冲盒组合结构及航天器。


背景技术：

2.爆炸螺栓作为一种简单高效的分离解锁方案，常用于级间分离。爆炸螺栓爆炸分离时，固定螺栓头一端，螺杆一端在爆炸能量作用下会向相反方向高速飞出，为避免影响舱内设备，螺杆端一般采用缓冲盒进行吸能缓冲。现有的级间分离缓冲盒一般直接通过螺钉连接或者焊接的方式直接安装在对接面底板上，缓冲盒内缓冲材料仅提供缓冲的作用，存在以下两个不足：一是缓冲盒作为独立部件装配与舱内连接强度刚度有限，承受较大冲击的能力不够强；二是分离完成后螺杆存在从缓冲盒安装孔中弹出，凸出舱体的风险。
3.经现有技术检索发现，中国实用新型专利公告号为cn210853002u，公开了一种用于航天器分离器件的缓冲盒，包括缓冲盒体，所述缓冲盒体上具有供连接件穿过的孔，内部具有容置空间，且所述缓冲盒体的底部为斜面；缓冲块，位于容置空间中，且设置于所述斜面上，并与所述斜面固定连接。该实用新型就存在上述的承受较大冲击的能力不够强与螺杆存在从缓冲盒安装孔中弹出并凸出舱体问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种级间分离爆炸螺栓缓冲盒组合结构及航天器。
5.根据本发明提供的一种级间分离爆炸螺栓缓冲盒组合结构，包括底板和缓冲盒，所述缓冲盒位于所述底板一侧，所述缓冲盒与所述底板采用一体化结构设置，所述缓冲盒与所述底板组合成的一体化结构采用整体铸造的方式加工；
6.所述缓冲盒内壁上焊接有耳片，所述耳片根部上设置有应力槽，且所述耳片支撑螺母，所述螺母侧面与所述缓冲盒内壁之间设置有锥度；
7.所述缓冲盒内设置有缓冲蜂窝，所述缓冲蜂窝上设置有上盖板，所述上盖板中心开孔设置有圆形缺口。
8.一些实施方式中，所述缓冲蜂窝四周端面贴合设置在所述缓冲盒内侧壁上，所述缓冲蜂窝顶端粘接所述上盖板，且所述缓冲蜂窝底端粘接有下盖板。
9.一些实施方式中，通过所述锥度调节所述螺母侧面与所述缓冲盒内壁之间的配合间隙，且所述锥度约束所述螺母平动与转动方向的运动。
10.一些实施方式中，所述底板边沿环绕设置有通孔一，所述通孔一与所述底板和舱体的连接接口相对应设置。
11.一些实施方式中，所述缓冲盒通过螺钉连接盖板。
12.一些实施方式中，所述缓冲盒凸出端面上设置有螺纹孔，通过所述螺纹孔与舱体连接，提升缓冲盒的整体刚度，在承受分离冲击时变形量小。
13.一些实施方式中，所述螺母连接有螺杆，所述圆形缺口直径大于所述螺杆外径。
14.一些实施方式中，所述缓冲盒顶端设置有通孔二。
15.一种航天器，包括上述的级间分离爆炸螺栓缓冲盒组合结构。
16.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
17.1、本发明通过底板与缓冲盒采用整体铸造的方式一体化结构设置，可在合舱前最后安装，方便舱内其他大型设备的安装；
18.2、本发明通过采用耳片焊接在缓冲盒内壁上为螺母的安装提供支撑，在缓冲盒内设置缓冲蜂窝的基础上，利用耳片根部应力槽断裂以及螺母与缓冲盒内壁间的摩擦阻力对冲击进行额外的缓冲，提高了整体缓冲性能；
19.3、本发明通过在上盖板中心加工设置有圆形缺口，通过圆形缺口卡住爆炸螺栓冲击解锁后的螺杆，避免螺杆从缓冲盒安装孔中弹出，防止发生凸出舱体的风险。
附图说明
20.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
21.图1为本发明级间分离爆炸螺栓缓冲盒组合结构的整体结构示意图；
22.图2为本发明级间分离爆炸螺栓缓冲盒组合结构上缓冲盒结构示意图。
23.附图标记：
24.底板1
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锥度51
25.通孔一11
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上盖板6
26.缓冲盒2
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圆形缺口61
27.螺纹孔21
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缓冲蜂窝7
28.通孔二22
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下盖板8
29.盖板3
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耳片9
30.螺钉4
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应力槽91
31.螺母5
具体实施方式
32.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
33.实施例1
34.如图1-2所示，本发明包括底板1和缓冲盒2，缓冲盒2位于底板1一侧，缓冲盒2与底板1采用一体化结构设置。缓冲盒2内壁上焊接有耳片9，耳片9上设置有应力槽91，且耳片9支撑螺母5，螺母5侧面与缓冲盒2内壁之间设置有锥度51。缓冲盒2内设置有缓冲蜂窝7，缓冲蜂窝7上设置有上盖板6，上盖板6中心开孔设置有圆形缺口61。
35.本发明在装配时，首先将耳片9与缓冲盒2内壁焊接，以及将缓冲蜂窝7与上盖板6和下盖板8分别粘接，接着依次在缓冲盒2内部安装螺母5和缓冲蜂窝7，底板1与缓冲盒2通
过整体铸造的方式连为一体，缓冲盒2再通过采用螺钉4连接盖板3。
36.本发明在实际使用时，首先使用螺钉通过底板1边沿上环绕设置的通孔一11将缓冲盒2与底板1的一体化组合结构与舱体端面处凸台上对应的螺纹孔连接，连接完成后，使用螺钉将缓冲盒2凸出端面上螺纹孔21和舱壁上对应的沉头孔连接，完成舱体的装配。在舱段对接时将爆炸螺栓的螺杆通过缓冲盒2上方的通孔二22拧入螺母5，锁定对接位置。
37.实施例2
38.一种航天器，包括实施例1的级间分离爆炸螺栓缓冲盒组合结构。
39.工作原理：
40.本发明通过在缓冲盒2内壁上焊接有耳片9，在耳片9根部开设有应力槽91。耳片9的作用是在安装过程为螺母4中提供支撑，便于爆炸螺栓的螺杆拧入缓冲盒2与底板1的一体化组合结构中，实现前舱合舱后情况下与后级舱体对接。在爆炸螺栓解锁时耳片9根部的应力槽91在螺杆和螺母5组合的冲击下断裂，缓冲了部分冲击。
41.本发明通过在螺母5侧面与缓冲盒2内壁之间设置有一个很小的锥度51，使用过程中通过该锥度51调节两者间的配合间隙：当螺母5安装时与缓冲盒2内壁为间隙配合，此时螺母5紧贴缓冲盒2上表面，便于安装。当螺母5安装完成时，螺母5自由下落一小段距离并与耳片9接触时，此时与缓冲盒2内壁为过渡配合，以此约束螺母5平动与转动方向的运动，使爆炸螺栓的螺杆能够顺利拧入缓冲盒2与底板1的一体化组合结构中。在爆炸螺栓分离解锁过程中，螺母5在分离时冲击的作用下继续向下运动，与缓冲盒2内壁变为过盈配合，利用摩擦阻力减缓了螺母5在分离后的冲击速度，起到缓冲作用。
42.本发明通过在上盖板6中心加工设置有圆形缺口61，圆形缺口61直径略大于爆炸螺栓的螺杆外径。在爆炸螺栓分离解锁过程中，由于螺杆凸出螺母5端面，螺杆先进入圆形缺口61中，紧接着螺母5撞击上盖板6，使上盖板6上圆形缺口61发生变形，卡住爆炸螺栓的螺杆，防止爆炸螺栓的螺杆在撞击到缓冲盒2底部时发生反弹，从安装孔中弹出并凸出舱体。
43.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
44.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

技术特征：
1.一种级间分离爆炸螺栓缓冲盒组合结构，其特征在于，包括底板(1)和缓冲盒(2)，所述缓冲盒(2)位于所述底板(1)一侧，所述缓冲盒(2)与所述底板(1)采用一体化结构设置；所述缓冲盒(2)内壁上焊接有耳片(9)，所述耳片(9)上设置有应力槽(91)，且所述耳片(9)支撑螺母(5)，所述螺母(5)侧面与所述缓冲盒(2)内壁之间设置有锥度(51)；所述缓冲盒(2)内设置有缓冲蜂窝(7)，所述缓冲蜂窝(7)上设置有上盖板(6)，所述上盖板(6)中心开孔设置有圆形缺口(61)。2.根据权利要求1所述的级间分离爆炸螺栓缓冲盒组合结构，其特征在于，所述缓冲蜂窝(7)四周端面贴合设置在所述缓冲盒(2)内侧壁上，所述缓冲蜂窝(7)顶端连接所述上盖板(6)，且所述缓冲蜂窝(7)底端连接有下盖板(8)。3.根据权利要求1所述的级间分离爆炸螺栓缓冲盒组合结构，其特征在于，通过所述锥度(51)调节所述螺母(5)侧面与所述缓冲盒(2)内壁之间的配合间隙，且所述锥度(51)约束所述螺母(5)平动与转动方向的运动。4.根据权利要求1所述的级间分离爆炸螺栓缓冲盒组合结构，其特征在于，所述底板(1)边沿环绕设置有通孔一(11)。5.根据权利要求1所述的级间分离爆炸螺栓缓冲盒组合结构，其特征在于，所述缓冲盒(2)通过螺钉(4)连接盖板(3)。6.根据权利要求1所述的级间分离爆炸螺栓缓冲盒组合结构，其特征在于，所述缓冲盒(2)凸出端面上设置有螺纹孔(21)。7.根据权利要求所述的级间分离爆炸螺栓缓冲盒组合结构，其特征在于，所述螺母(5)连接有螺杆，所述圆形缺口(61)直径大于所述螺杆外径。8.根据权利要求所述的级间分离爆炸螺栓缓冲盒组合结构，其特征在于，所述缓冲盒(2)顶端设置有通孔二(22)。9.一种航天器，其特征在于，包括根据权利要求1-8任一所述的级间分离爆炸螺栓缓冲盒组合结构。

技术总结
本发明提供了缓冲结构技术领域一种级间分离爆炸螺栓缓冲盒组合结构及航天器，包括底板和缓冲盒，缓冲盒位于底板一侧。缓冲盒内壁上焊接有耳片，耳片根部上设置有应力槽，螺母侧面与缓冲盒内壁之间设置有锥度。缓冲盒内设置有缓冲蜂窝，缓冲蜂窝上设置有上盖板，上盖板中心开孔设置有圆形缺口。本发明通过底板与缓冲盒采用整体铸造的方式一体化结构设置，方便舱内其他大型设备的安装。通过采用耳片焊接在缓冲盒内壁上为螺母的安装提供支撑，利用耳片根部应力槽断裂对冲击进行额外的缓冲，提高了整体缓冲性能。通过圆形缺口卡住爆炸螺栓冲击解锁后的螺杆，避免螺杆从缓冲盒安装孔中弹出，防止发生凸出舱体的风险。防止发生凸出舱体的风险。防止发生凸出舱体的风险。


技术研发人员：华一畅 张晓宏 刘陆广 张兴勇 王若尧 徐鄂严 华洲 丁星 高帆 张迪
受保护的技术使用者：上海机电工程研究所
技术研发日：2023.02.21
技术公布日：2023/6/14