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首页 / 专利分类库 / 流体压力执行机构;一般液压技术和气动技术 / 一种风洞自由飞试验气缸锁紧解锁机构

一种洞自由飞试验气缸紧解锁机构

申请号 CN202311824111.X 申请日 2023-12-27 公开(公告)号 CN117780726A 公开(公告)日 2024-03-29
申请人 中国航天空气动力技术研究院; 发明人 王誉超; 薛飞; 谭涵林;
摘要 本 发明 提供了一种用于 风 洞自由飞试验的 气缸 锁 紧解锁机构,涉及风洞试验设备技术领域,机构包括缸体、 活塞 、 活塞杆 、前缸盖、圆柱销、解锁活塞、复位 弹簧 、解锁活塞端盖、螺钉。活塞杆上有凹槽,锁紧时圆柱销底部卡入活塞杆凹槽内,圆柱销顶部运动空间被解锁活塞两端圆柱段限制,活塞杆无法前后运动,实现锁紧;解锁时,通过将解锁活塞孔连通高压气源或手动拉动与解锁活塞连接的螺钉,使解锁活塞克服 复位弹簧 的推 力 运动到另一侧,圆柱销顶部的限制解除,活塞杆前后运动使圆柱销底部脱离活塞杆凹槽,实现解锁。
权利要求

1.一种洞自由飞试验气缸紧解锁机构,其特征在于,包括缸体、活塞、前缸盖、活塞杆、圆柱销和解锁活塞;
所述活塞设置在活塞杆上,所述前缸盖设置在缸体的一端,所述活塞杆和活塞设置在缸体内;
所述前缸盖上设置有活塞杆孔、圆柱销孔和解锁活塞孔,所述圆柱销孔的两端分别与活塞杆孔和解锁活塞孔连通;
所述活塞杆穿设在活塞杆孔内,圆柱销设置在圆柱销孔内,所述解锁活塞设置在解锁活塞孔内;
所述解锁活塞在解锁活塞孔内往复移动,且通过解锁活塞往复移动控制圆柱销的升降;
所述活塞杆的端部设置有凹槽,所述圆柱销通过升降能够卡入凹槽或者从凹槽内滑出,圆柱销与活塞杆凹槽的位置的不同控制活塞杆的移动。
2.根据权利要求1所述的风洞自由飞试验气缸锁紧解锁机构,其特征在于,所述风洞自由飞试验气缸锁紧解锁机构还包括解锁活塞端盖和复位弹簧
所述解锁活塞端盖设置在解锁活塞孔的端部,解锁活塞端盖与解锁活塞之间设置有复位弹簧
3.根据权利要求2所述的风洞自由飞试验气缸锁紧解锁机构,其特征在于,所述解锁活塞靠近解锁活塞端盖的一端设置有螺钉,所述螺钉延伸至解锁活塞端盖的外侧。
4.根据权利要求2或3所述的风洞自由飞试验气缸锁紧解锁机构,其特征在于,所述解锁活塞孔远离解锁活塞端盖的一端与气源连通。
5.根据权利要求1所述的风洞自由飞试验气缸锁紧解锁机构,其特征在于,所述解锁活塞上具有前段圆柱段、中段圆柱段和后段圆柱段,所述前段圆柱段和后段圆柱段的直径相同,所述中段圆柱段的直径小于前段圆柱段直径,解锁活塞往复移动过程中,前段圆柱段和中段圆柱段交替与圆柱销孔相对。
6.根据权利要求1所述的风洞自由飞试验气缸锁紧解锁机构,其特征在于,所述活塞杆上的凹槽为环形,且凹槽两侧为锥面。
7.根据权利要求1所述的风洞自由飞试验气缸锁紧解锁机构,其特征在于,所述圆柱销孔与活塞杆孔轴线垂直且相交。
8.根据权利要求1所述的气缸锁紧解锁机构,其特征在于,所述解锁活塞孔和圆柱销孔轴线垂直且相交。
9.根据权利要求5所述的气缸锁紧解锁机构,其特征在于,所述中段圆柱段与前段圆柱段、后段圆柱段连接处为锥面。
10.根据权利要求2所述的气缸锁紧解锁机构,其特征在于,螺钉在锁紧状态时,螺帽突出解锁活塞端盖外侧。

说明书全文

一种洞自由飞试验气缸紧解锁机构

技术领域

[0001] 本发明涉及风洞自由飞试验技术领域,尤其是涉及一种风洞自由飞试验气缸锁紧解锁机构。

背景技术

[0002] 风洞模型自由飞试验技术是一种特殊的风洞试验技术,试验时将试验模型逆气流方向发射出去,使模型在风洞流场中自由运动,通过高速相机对模型运动过程中的位置姿态进行拍摄。由于试验过程中没有支杆的干扰,能够比较真实地反映模型的实际运动状态,应用于飞行器动态及分离问题的研究中。
[0003] 风洞自由飞试验时需要将试验模型以一定的初始速度发射出去,通常使用气缸进行推动。当使用无锁紧功能气缸时,由于风洞试验时流场建立前存在乱流和环境压变化,可能导致活塞和模型位置异常变动,影响后续试验的开展。同时气缸接通气源后,气缸内部压力需要一段时间才能升高至气源压力,此过程中活塞和模型已经开始向前运动,导致活塞运动到行程末端的速度较低。增加锁紧解锁机构后,可以避免在气缸接通高压气源前模型位置变化,另外在气缸压力升高到气源压力后再解锁,也可以提高模型发射的初速度。
[0004] 风洞自由飞试验每次试验后由试验操作人员手动复位并安装试验模型,为保证安全,需要切断高压气源连接,因此试验机构还应能够手动控制锁紧与解锁。

发明内容

[0005] 本发明的目的是针对现有技术中存在的不足,提供一种风洞自由飞试验气缸锁紧解锁机构,该机构可用于风洞自由飞试验中实现气缸的锁紧与解锁。
[0006] 本发明提供一种风洞自由飞试验气缸锁紧解锁机构,其包括缸体、活塞、前缸盖、活塞杆、圆柱销和解锁活塞;
[0007] 所述活塞设置在活塞杆上,所述前缸盖设置在缸体的一端,所述活塞杆和活塞设置在缸体内;
[0008] 所述前缸盖上设置有活塞杆孔、圆柱销孔和解锁活塞孔,所述圆柱销孔的两端分别与活塞杆孔和解锁活塞孔连通;
[0009] 所述活塞杆穿设在活塞杆孔内,圆柱销设置在圆柱销孔内,所述解锁活塞设置在解锁活塞孔内;
[0010] 所述解锁活塞在解锁活塞孔内往复移动,且通过解锁活塞通过往复移动控制圆柱销的升降;
[0011] 所述活塞杆的端部设置有凹槽,所述圆柱销通过升降能够卡入凹槽或者从凹槽内滑出,圆柱销与活塞杆凹槽的位置的不同控制活塞杆的移动。
[0012] 优选的,所述风洞自由飞试验气缸锁紧解锁机构还包括解锁活塞端盖和复位弹簧
[0013] 所述解锁活塞端盖设置在解锁活塞孔的端部,解锁活塞端盖与解锁活塞之间设置有复位弹簧
[0014] 优选的,所述解锁活塞靠近解锁活塞端盖的一端设置有螺钉,所述螺钉延伸至解锁活塞端盖的外侧。
[0015] 优选的,所述解锁活塞孔远离解锁活塞端盖的一端与气源连通。
[0016] 优选的,所述解锁活塞上具有前段圆柱段、中段圆柱段和后段圆柱段,所述前段圆柱段和后段圆柱段的直径相同,所述中段圆柱段的直径小于前段圆柱段直径,解锁活塞往复移动过程中,前段圆柱段和中段圆柱段交替与圆柱销孔相对。
[0017] 优选的,所述活塞杆上的凹槽为环形,且凹槽两侧为锥面。
[0018] 优选的,所述圆柱销孔与活塞杆孔轴线垂直且相交。
[0019] 优选的,所述解锁活塞孔和圆柱销孔轴线垂直且相交。
[0020] 优选的,所述中段圆柱段与前段圆柱段、后段圆柱段连接处为锥面。
[0021] 优选的,螺钉在锁紧状态时,螺帽突出解锁活塞端盖外侧。
[0022] 有益效果:
[0023] 通过圆柱销与活塞杆凹槽的位置的不同控制活塞杆的移动,进而实现气缸锁紧和解锁,在风洞自由飞试验中,气缸锁紧后可防止风洞流场稳定前活塞异常运动。附图说明
[0024] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025] 图1为本发明机构在气缸锁紧状态的整体结构示意图。
[0026] 图2为本发明机构在气缸锁紧状态的活塞杆和圆柱销所在截面的剖视图。
[0027] 图3为本发明机构在气缸锁紧状态的解锁活塞和圆柱销所在截面的剖视图。
[0028] 图4为本发明机构在气缸解锁状态的解锁活塞和圆柱销所在截面的剖视图。
[0029] 附图标记说明:
[0030] 1、缸体;2、活塞;3、活塞杆;4、前缸盖;5、圆柱销;6、解锁活塞;7、复位弹簧;8、解锁活塞端盖;9、螺钉。

具体实施方式

[0031] 下面将结合实施例对本发明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。
[0032] 在本发明的描述中,需要理解的是,术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"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发明和简化描述,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发明的限制。
[0033] 此外,术语"第一"、"第二"仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中,"多个"的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。此外,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。
[0034] 如图1至图4所示,一种用于风洞自由飞试验的气缸锁紧解锁机构,其包括缸体1、活塞2、前缸盖4、活塞杆3、圆柱销5和解锁活塞6。
[0035] 所述活塞2设置在活塞杆3上,前缸盖4设置在缸体1的一端,所述活塞杆3和活塞2设置在缸体1内。
[0036] 前缸盖上设置有活塞杆孔、圆柱销孔和解锁活塞孔,圆柱销孔的两端分别与活塞杆孔和解锁活塞孔连通。
[0037] 活塞杆3穿设在活塞杆孔内,圆柱销5设置在圆柱销孔内,解锁活塞6设置在解锁活塞孔内。
[0038] 解锁活塞6在解锁活塞孔内往复移动,且通过解锁活塞6往复移动控制圆柱销5的升降。
[0039] 活塞杆3的端部设置有凹槽,圆柱销5通过升降能够卡入凹槽或者从凹槽内滑出,圆柱销5与活塞杆3凹槽的位置的不同控制活塞杆3的移动。
[0040] 在本实施方式中,通过圆柱销与活塞杆凹槽的位置的不同控制活塞杆的移动,进而实现的气缸锁紧和解锁,在风洞自由飞试验中,气缸锁紧后可防止风洞流场稳定前活塞异常运动。
[0041] 在风洞自由飞试验中,锁紧后待气缸内压力与气源压力相等后再解锁,可在相同气源压力情况下提高活塞运动到行程末端的速度。
[0042] 具体的,风洞自由飞试验气缸锁紧解锁机构还包括解锁活塞端盖8和复位弹簧7,解锁活塞端盖8设置在解锁活塞孔的端部,解锁活塞端盖8与解锁活塞6之间设置有复位弹簧7。
[0043] 解锁活塞6靠近解锁活塞端盖8的一端设置有螺钉9,所述螺钉9延伸至解锁活塞端盖8的外侧。
[0044] 解锁活塞孔远离解锁活塞端盖8的一端与气源连通。
[0045] 在连通和切断气源情况下均可控制气缸的锁紧和解锁状态,所处状态可以通过螺钉突出长度进行显示,便于风洞试验中安装调试模型。
[0046] 解锁活塞6上具有前段圆柱段、中段圆柱段和后段圆柱段,所述前段圆柱段和后段圆柱段的直径相同,所述中段圆柱段的直径小于前段圆柱段直径,解锁活塞6往复移动过程中,前段圆柱段和中段圆柱段交替与圆柱销孔相对。
[0047] 活塞杆3上的凹槽为环形,且凹槽两侧为锥面。
[0048] 圆柱销孔与活塞杆孔轴线垂直且相交,解锁活塞孔和圆柱销孔轴线垂直且相交。
[0049] 中段圆柱段与前段圆柱段、后段圆柱段连接处为锥面。圆柱销与前缸盖圆柱销孔为间隙配合,两端均有
[0050] 螺钉9在锁紧状态时,螺帽突出解锁活塞端盖8外侧。
[0051] 圆柱销长度要求为:活塞杆孔与解锁活塞孔轴线距离‑解锁活塞前段半径‑活塞杆半径<圆柱销长度<活塞杆孔与解锁活塞孔轴线距离‑解锁活塞中段半径‑活塞杆凹槽半径。
[0052] 解锁活塞直径要求为:解锁活塞前后段半径‑解锁活塞中段半径>活塞杆凹槽深度。
[0053] 优选的,锁紧状态下,圆柱销底部插入活塞杆凹槽中的长度大于1mm。
[0054] 优选的,圆柱销底部倒角与轴线的角度小于45°。
[0055] 为了对上述锁紧解锁机构进行进一步的说明,本实施方式提供了上述锁紧解锁机构的安装顺序为:活塞2和活塞杆3固定连接,安装于缸体1内部,前缸盖4与缸体1通过螺纹连接;调整活塞杆3位置,使活塞杆3上的凹槽与前缸盖4上圆柱销孔位置对准,再将圆柱销5插入前缸盖4上圆柱销孔中,圆柱销5底部卡入活塞杆3凹槽中;螺钉9穿过解锁活塞端盖8和复位弹簧7后与解锁活塞6通过螺纹连接,将解锁活塞6放入前缸盖4的解锁活塞孔中后,解锁活塞端盖8和前缸盖4通过螺纹固定;缸体1和前缸盖4解锁活塞孔另一侧连接气源。机构安装完成后为锁紧状态,如图2和图3所示。
[0056] 锁紧状态下,如图2所示,活塞2受力推动活塞杆3前后运动时,由于圆柱销5卡入活塞杆3的凹槽中,限制了活塞杆3的运动,同时活塞杆3凹槽斜面接触圆柱销5底部倒角,使圆柱销5沿轴向向上运动。如图3所示,在复位弹簧7作用下,解锁活塞6位置在前缸盖4解锁活塞孔最右端,当圆柱销5向上运动时,解锁活塞6前段圆柱段与圆柱销5顶部接触,限制了圆柱销5的运动,从而使活塞杆3无法前后运动,实现气缸锁紧。
[0057] 气缸解锁时,如图4所示,将解锁活塞孔与气源连通,或者手动将螺钉9向外拉,使解锁活塞6运动到最左端,当活塞杆3前后运动时,推动圆柱销5向上运动,此时解锁活塞6中段圆柱段位于圆柱销5上方,圆柱销5向上运动不受限制,当圆柱销5底部脱离活塞杆3凹槽段后,活塞杆3的前后运动不再受限制,完成解锁。
[0058] 从解锁状态切换到锁紧状态时,将解锁活塞孔与气源的连接切断,解锁活塞6在复位弹簧7的推动下向右运动,与圆柱销5接触后使圆柱销5向下运动,此时将活塞杆3向气缸内推动,当活塞杆3上凹槽位置与前缸盖4圆柱销孔位置基本重合时,圆柱销5卡入活塞杆3上的凹槽中,同时复位弹簧7推动解锁活塞6到解锁活塞孔最右端,实现气缸锁紧。
[0059] 最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各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,或者对其中部分或者全部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范围。