专利名称:切割分离环捕获装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于航天器结构技术领域：
，特别涉及一种用于运载火箭助推器的分离 多余物捕获装置。
背景技术：
有一种双分离面结构的运载火箭助推器分离装置，位于助推器和芯级之间的连杆 上，起着连接、承载和分离的作用。这种分离装置通过两端的螺纹将两根连杆连在一起，连 杆两端为球副，通过铰链与助推器和芯级连接。当收到解锁指令后，利用分离装置内装火工 品作用，将双分离面分离装置从各自的分离面切开，从而实现助推器和芯级的分离。分离 后，双分离面之间的物体会成为多余物，其具有一定的体积和质量，较难有效系留。而当上 分离面单独解锁时，分离装置还需要从捕获挡片中脱出。这种分离装置既要能够有效捕获， 又要能够可靠脱出，捕获和脱出的可靠性要求极高。而现行的捕获连杆装置，在爆炸冲击作 用下，多余物不能可靠捕获，一旦加强捕获连杆的刚度，虽然有利于对多余物的捕获，但捕 获连杆的脱出力又大大增强，在上分离面单独解锁时，不能保证捕获连杆够从多余物中可 靠脱出。因此，这种机构具有多余物捕获和脱出可靠性低的缺点。
为了实现对分离多余物的捕获，目前采用如图1所示的双分离面分离装置。其中 捕获挡片106为圆环形不锈钢薄片，中心有一个内孔。捕获连杆105从内孔中穿入，捕获连 杆105上部的螺纹端与固定在分离壳体102的上分离面103的挡盖101通过螺母连接固定。 当上分离面103和下分离面104正常分离时，分离面之间的物体会成为多余物。由于捕获 挡片106和捕获连杆105的连杆头相接触，多余物又和捕获挡片106相接触，因此，靠着捕 获连杆105的连杆头的限位作用，在爆炸冲击的作用下，将多余物通过捕获连杆105和捕获 挡片106组成的捕获机构捕获；而当上分离面103单独分离时，捕获连杆又能克服捕获挡片 变形的刚度，从捕获挡片的内孔中脱出，而不影响装置正常分离。
这种结构比较简单，但是，捕获可靠性不高。而且由于钢片刚性较差，在爆炸冲击 的作用下，捕获连杆极易从内孔中脱出，从而不能实现捕获功能。但是，若增大捕获挡片的 刚性和强度，则捕获脱出的可靠性又大大降低。因此，若使用这种装置，捕获和脱出的可靠 性不能得到保证。
因此，需要设计新的捕获装置，在捕获与脱出这对矛盾体中，找到了一个平衡，既 能保证多余物能够可靠捕获，也能保证非正常工作时，捕获装置能够正常脱出，而不影响装 置的正常分离。
实用新型内容
本实用新型的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供一种既能保证正常分 离时多余物的可靠捕获，又能保证非正常工作时捕获装置能够正常脱出的切割分离环捕获
直ο
本实用新型的技术解决方案是切割分离环捕获装置，为捕获连杆和捕获挡片的 一体化结构，捕获连杆上端与固定在上分离面的挡盖固定连接；捕获挡片根部连接捕获连杆下端，捕获挡片的下端为花瓣形结构。
所述捕获连杆和捕获挡片的材料为65Mn。
所述捕获挡片下端的花瓣形结构为4 10瓣。
所述捕获挡片下端的花瓣形结构的弯曲角度为20 40°。
所述捕获挡片根部连接捕获连杆处开有半圆形应力集中孔。
所述捕获挡片的厚度为1mm。
本实用新型与现有技术相比的有益效果是
(1)本实用新型将捕获连杆和捕获挡片一体化设计，捕获挡片的下端为花瓣形结 构，增大了捕获挡片角度，提高捕获可靠性。既能保证分离时的多余物能够可靠捕获，也能 保证非正常工作时，捕获装置能够正常脱出，而不影响装置的正常分离。
(2)本实用新型通过在捕获挡片根部设计半圆槽式的应力集中孔，减轻挡片弯曲 成型时的应力集中问题。此外，应力集中孔设计使挡片根部宽度收窄，在以根部为支点弯曲 时，更加容易弯曲，而不容易出现裂纹和缺陷，因此，能够保证结构在弯曲过程中的质量，解 决了在成型过程中容易开裂的问题。
(3)在捕获连杆在脱出过程中，捕获挡片需要向轴线方向回缩弯曲，直至脱出，由 于本实用新型的捕获挡片根部开有半圆形应力集中孔，使捕获挡片向内弯曲的支点位置与 捕获挡片根部应力集中位置不重合，减少了弯曲过程中的应力集中，防止捕获挡片在根部 断裂。
(4)本实用新型选择了弹性更好的65Mn作为捕获连杆材料，使其在爆炸冲击作用 下，具有更好的抗冲击性能。
图1为现有技术的双分离面分离装置；
图2为本实用新型的结构示意图；
图3为本实用新型的安装示意图；
图4为捕获连杆挡片弯曲脱出示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
如图2所示，本实用新型的切割分离环捕获装置，为捕获连杆1和捕获挡片2的一 体化结构，捕获连杆1下端连接捕获挡片2根部，捕获挡片2的下端为花瓣形结构。图3为 本实用新型的安装示意图，分离壳体7的上分离面8和下分离面9之间为多余物3，多余物 3中开孔；捕获连杆1从多余物孔3的孔中穿过，捕获挡片2和多余物3接触。捕获连杆1 的连接螺纹端通过螺母5固定在挡盖4上，挡盖4与分离壳体7固定。
捕获挡片2下端的花瓣形结构弯曲角度越大，越有利于对多余物3的捕获，其捕获 可靠性越高。本实用新型捕获挡片2下端的花瓣形结构向外弯曲的角度范围为A = 20 40°。本实施例中A = 30°。
捕获挡片2下端的花瓣形结构的数量为4 10瓣。本实施例中为8瓣。
为解决捕获挡片2的根部在成型过程中容易开裂的问题，在其根部设计了半圆槽
4式的应力集中孔6。此外，挡片根部宽度d小于每瓣挡片的宽度L。以根部为支点弯曲时， 由于挡片根部收窄，其变得更加容易弯曲，而不容易出现裂纹和缺陷，因此，能够保证结构 在弯曲过程中的质量。
在脱出过程中，捕获挡片2以应力集中孔6为支点，向内回缩变形，见附图4，C、D 分别代表捕获挡片2弯曲前后的状态。由于应力集中孔6位于捕获挡片2弯曲根部上方， 捕获挡片2向内弯曲支点A的位置与捕获挡片2根部应力集中位置B不重合，减少了弯曲 过程中的应力集中，避免了以捕获挡片2的根部为支点的弯曲变形，降低了捕获挡片2从根 部断裂的隐患。
本实用新型的捕获连杆1和捕获挡片2的材料选择为弹簧钢65Mn。通过调制得到 合适的硬度。由于弹簧钢具有一定的弹性，在爆炸冲击的作用下，有利于对能量的发散和吸 收，具有减震的作用，有利于多余物3的捕获。此外，热处理硬度越高，则脱出力越大。脱出 力增大，虽然有利于捕获，但不利于脱出。因此，目前捕获器的热处理为HRC33 38，静态脱 出力在1200N 1500N之间。
在保证能够可靠捕获的前提下，适当降低捕获挡片2的厚度，也可以降低脱出力。 因此，本实用新型中，根据材料及受力情况将捕获挡片2的厚度定为1mm。
当上分离面8和下分离面9正常分离时，捕获连杆1通过捕获挡片2将分离面之 间的多余物3捕获；而非正常分离时，捕获挡片2能够从多余物3的孔中脱出，而不影响分
1 O
经过地面试验验证，采用本实施例的捕获装置，能够可靠捕获多余物3 ；并且，当 单边分离的故障模式时，捕获连档片2还能从多余物3中可靠脱出，而不影响装置的正常分
1 O
当然，对本实用新型的各组成部件、位置关系及连接方式在不改变其功能的情况 下，进行的等效变换或替代，也落入本发明的保护范围。本实用新型说明书中未作详细描述 的内容属本领域技术人员的公知技术。
权利要求
1.切割分离环捕获装置，其特征在于为捕获连杆(1)和捕获挡片O)的一体化结构； 捕获连杆(1)上端与固定在上分离面(8)的挡盖固定连接；捕获挡片( 根部连接捕 获连杆(1)下端，捕获挡片(2)的下端为花瓣形结构。
2.根据权利要求
1的切割分离环捕获装置，其特征在于所述捕获连杆(1)和捕获挡 片(2)的材料为65Mn。
3.根据权利要求
1的切割分离环捕获装置，其特征在于所述捕获挡片(2)下端的花 瓣形结构为4 10瓣。
4.根据权利要求
3的切割分离环捕获装置，其特征在于所述捕获挡片(2)下端的花 瓣形结构的弯曲角度为20 40°。
5.根据权利要求
1的切割分离环捕获装置，其特征在于所述捕获挡片(2)根部连接 捕获连杆(1)处开有半圆形应力集中孔(6)。
6.根据权利要求
1的切割分离环捕获装置，其特征在于所述捕获挡片(2)的厚度为1mm。
专利摘要
本实用新型公开了一种用于运载火箭助推器的分离多余物捕获的切割分离环捕获装置，为捕获连杆(1)和捕获挡片(2)的一体化结构；捕获连杆(1)上端与固定在上分离面(8)的挡盖(4)固定连接；捕获挡片(2)根部连接捕获连杆(1)下端，捕获挡片(2)的下端为花瓣形结构。本实用新型将捕获连杆和捕获挡片一体化设计，捕获挡片的下端为花瓣形结构，增大了捕获挡片角度，提高捕获可靠性。既能保证分离时的多余物能够可靠捕获，也能保证非正常工作时，捕获装置能够正常脱出。同时，通过在捕获挡片根部设计半圆槽式的应力集中孔，减轻挡片弯曲成型时的应力集中问题，能够保证结构在弯曲过程中的质量，解决了在成型过程中容易开裂的问题。
文档编号F42B15/36GKCN201897437SQ201020607981
公开日2011年7月13日 申请日期2010年11月12日
发明者唐科, 宋保永, 张晓晖, 陈岱松 申请人:北京宇航系统工程研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan