發(fā)布時間：2021-07-10 17:24

　　航天器的連接與分離技術是航天運輸系統(tǒng)中的關鍵技術,連接分離裝置作為該技術領域的關鍵裝置,一直是航天領域的重要研究內容。針對航天器連接與分離的要求,提出一種渦卷彈簧非火工分離螺母裝置,并對裝置進行結構設計。渦卷彈簧是裝置的關鍵部分,直接影響渦卷彈簧分離螺母裝置的承載和工作特性。對渦卷彈簧的張力和扭矩特性進行分析,并通過仿真分析研究渦卷彈簧分離螺母裝置的工作特性。 

【文章來源】：宇航總體技術. 2020,4(05)

【文章頁數】：6 頁

【部分圖文】：

RULSA示意圖

渦卷彈簧分離裝置整體結構如圖2所示。鎖定觸發(fā)單元為旋轉電磁鐵觸發(fā)結構,包括兩個旋轉電磁鐵以及制動閥。解鎖傳動單元包括釋放壓簧、釋放銷、旋轉盤以及渦卷彈簧緩釋結構。分離執(zhí)行單元為分瓣螺母、螺栓結構。裝置采用了渦卷彈簧的鎖緊分離原理,加載狀態(tài)時,渦卷彈簧抱緊分瓣螺母,螺栓與分瓣螺母按正常的螺紋副進行連接,此時螺栓即可承受外部載荷。渦卷彈簧的內圈固定在分瓣螺母上,外圈固定在旋轉盤上,可通過轉動旋轉盤來實現抱緊或釋放分瓣螺母的功能。加載狀態(tài)時,與旋轉電磁鐵連接的擋柱限制釋放銷,釋放過程中,旋轉電磁鐵轉動,釋放銷在釋放壓簧的作用下向上移動,即可解除釋放銷對旋轉盤的周向限制,渦卷彈簧外圈隨著旋轉盤在渦卷彈簧的作用下旋轉,使得分瓣螺母隨著徑向移動,螺栓從分瓣螺母中脫出,完成釋放。此裝置采用旋轉電磁鐵進行驅動,能夠反復使用,所以在正式使用前可以進行多次解鎖測試,檢查產品的工作性能。

分瓣螺母選擇材料30CrMnSiNi2A,查得材料相關參數后代入式(3),可得到鋼帶截面單位張力σ與所用鋼帶層數的關系曲線,如圖3所示。從圖3中發(fā)現,隨著渦卷彈簧層數增加,渦卷彈簧內部的張力約成指數型減小趨勢,并且當渦卷彈簧的圈數大于7時,渦卷彈簧的最大張力小于其許用應力σsd(圖中紅線所示),而方案中所選用的渦卷彈簧的圈數為20圈,其最大應力為424 MPa,安全系數為2.1。

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]鋼帶纏繞預應力模具纏繞層數的確定方法[J]. 來小麗,王強,蔡冬梅,王鵬.  塑性工程學報. 2008(03)
[3]航天器解鎖分離裝置[J]. 楊建中,婁漢文.  載人航天. 2007(02)
[4]航天火工裝置[J]. 楊謀祥,郝芳.  航天返回與遙感. 1999(04)

碩士論文
[1]鋼帶纏繞模具疲勞設計方法與數值模擬[D]. 陳孔軍.濟南大學 2013
[2]十字軸軸套反擠壓鋼帶纏繞模具研究[D]. 孔瑜偉.濟南大學 2013



本文編號：3276350