一种通用型防咬死起吊钢套的制作方法

1.本发明涉及的是一种通用型防咬死起吊钢套，属于机械领域。


背景技术：

2.起吊钢套是弹箭体结构上吊点位置设置的起吊加强结构，主要是为了满足起吊螺栓的重复拆卸和反复起吊要求，广泛应用于弹箭体结构上。起吊钢套承载大，可达60吨，在大的集中力载荷作用下，起吊螺栓重复安装时容易和起吊钢套发生螺纹咬死，发生咬死时一般在子级或全弹对接状态，往往会带来较大的负面影响。如图1、图2所示，传统起吊钢套1为一个整体零件，材料一般为30crmnsia钢，表面处理为镀镉或镀锌，结构形式一般为内、外螺纹形式，传统起吊钢套1的外螺纹和壳段结构通过涂铁锚厌氧胶或环氧胶实现防松，为了实现有效防松，铁锚厌氧胶或环氧胶粘接强度高，需要加热到200℃以上才能软化便于拆卸；起吊钢套成组使用，一般4个一组，4个传统起吊钢套1被压在1个起吊板2下面，起吊螺栓3从外侧拧入传统起吊钢套1并压紧起吊板2，若使用过程中某个或多个起吊螺栓3和传统起吊钢套1发生螺纹咬死，一般需要首先对起吊螺栓3进行切断处理，然后拆卸起吊板2，随后分解上壳段结构4和下壳段结构5后再加热拆卸传统起吊钢套1，起吊螺栓3一般采用m18左右的高强钢，在组装状态只能手工切断起吊螺栓3，切断过程非常困难，且分解上壳段结构4和下壳段结构5的工作量大，加热拆卸拆卸传统起吊钢套1对壳段结构会造成局部损伤，因此整个拆卸过程对箭上火工品和壳段结构带来较大的使用风险和损伤。
3.虽然目前采取了一些措施如避免起吊螺栓和起吊钢套选用同一种材料、涂润滑脂和限制拆卸次数(不超过15次)等，但上述措施不能完全避免咬死问题的发生，目前起吊钢套和起吊螺栓咬死问题依然是各个型号面临的常见痛点问题。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种通用型防咬死起吊钢套，满足了防松、重复使用、承载和方便拆卸的使用需求。该起吊钢套优化了材料和表面处理，大大降低了咬死的风险，且从原理设计上彻底解决了传统起吊钢套和起吊螺栓发生咬死后拆卸困难的问题。
5.本发明所采用的技术方案是：一种通用型防咬死起吊钢套，包括外壳、钢套和尼龙圈；尼龙圈套在钢套一端的凹槽中，钢套通过外螺纹安装于外壳中，安装后，尼龙圈和外壳中的内螺纹过盈配合实现钢套的防松，外壳通过法兰固定于壳段结构上。
6.进一步的，所述钢套的材料为05cr17ni4cu4nb，抗拉强度为1075～1275mpa，表面处理为先化学钝化，然后喷涂二硫化钼。
7.进一步的，所述外壳的材料为0cr13ni8mo2al，表面处理为化学钝化。
8.进一步的，所述尼龙圈采用尼龙1010棒，并进行性能稳定处理。
9.进一步的，所述外壳内孔为盲孔，包括光孔段和内螺纹段，内螺纹段靠近盲孔封口面；光孔段为抗剪段，与起吊螺栓的抗剪段配合，内螺纹段用于安装钢套，内螺纹段采用mj
螺纹；外壳外壁为光筒段或设置外螺纹。
10.进一步的，所述钢套外壁设置有凹槽和外螺纹段，凹槽用于安装尼龙圈，外螺纹段和外壳的内螺纹段配合；钢套内壁为螺纹，底部设置退刀槽；钢套外螺纹为mj螺纹，内螺纹有mj螺纹和m螺纹两种规格。
11.进一步的，所述钢套底部设置六角形扳手孔，实现钢套的安装和拆卸；所述尼龙圈为圆环形式，设置有缺口。
12.装配时，将尼龙圈安装于钢套外侧凹槽处，将钢套旋入外壳，并利用钢套底部的六角形扳手孔施加安装力矩；装配完成后在外壳端面刻两条间隔10
°
的标识线，两条线与钢套端面的两条标识线对齐，用于观察后续钢套是否转动。
13.若起吊螺栓和钢套发生螺纹咬死，采用力矩扳手反向拧出起吊螺栓，起吊螺栓带动钢套和尼龙圈反向旋出，直至旋出起吊板，拆卸起吊板后，清理外壳的内螺纹，更换新的钢套和尼龙圈。
14.若钢套未和起吊螺栓咬死，更换钢套时，采用内六角工具插入钢套上的六角形扳手孔上，逆时针转动内六角工具将钢套和尼龙圈旋出，等钢套彻底旋出后，清理外壳的内螺纹，然后更换新的尼龙圈和钢套。
15.本发明与现有技术相比的优点在于：
16.(1)本发明特别针对航天弹箭体壳段上起吊螺栓安装部位的加强结构而设计，本发明能从根本上避免全弹(或全箭)或子级起吊时起吊螺栓和起吊钢套发生咬死后拆卸困难给弹上火工品或壳段产品带来的巨大风险，提高起吊结构的可靠性和使用便捷性。
17.(2)本发明优选了钢套的材料和表面处理，大大降低了起吊螺栓和起吊钢套发生咬死的风险；重复使用次数达到50次以上，超过传统起吊钢套限定的15次。
18.(3)本发明改变了传统起吊钢套涂胶防松的弊端，新的结构形式和防松方式同时满足了防松、重复使用、承载和方便拆卸的使用需求，消除了传统起吊钢套拆卸困难问题，承载能力覆盖了传统起吊钢套的载荷，具有较强的通用性，可方便替代传统起吊钢套。
19.(4)本发明在起吊螺栓和起吊钢套螺纹咬死后，无需切断螺栓或加热钢套，只需通过力矩扳手可实现起吊钢套的方便拆卸和更换，且可实现多个起吊钢套同时咬死情况下的顺利拆卸，彻底消除起吊螺栓和起吊钢套咬死问题给箭上火工品和壳段结构带来的风险。
附图说明
20.图1为传统起吊钢套的结构形式图。
21.图2为起吊钢套、壳段结构、起吊螺栓和起吊板的安装示意图。
22.图3为防咬死起吊钢套的组成及装配示意图。
23.图4为外壳的结构示意图。
24.图5为钢套的结构示意图。
25.图6为尼龙圈的结构示意图。
26.图7为更换钢套后的标识线示意图。
具体实施方式
27.结合附图对本发明进行说明。
28.如图3所示，该通用型防咬死起吊钢套由外壳6、钢套7和尼龙圈8组成。尼龙圈8套在钢套7的凹槽中，钢套7通过外螺纹安装于外壳6中，安装后尼龙圈8和外壳6中的内螺纹过盈配合实现钢套7的防松，外壳6通过法兰9固定于壳段结构10上。
29.钢套7的材料为05cr17ni4cu4nb，05cr17ni4cu4nb无氢脆风险，抗拉强度为1075～1275mpa，表面处理为先化学钝化，然后喷涂二硫化钼，该种表面处理改善了钢套7的表面润滑状态，大大降低了和起吊螺栓发生咬死的风险。外壳6的材料为0cr13ni8mo2al，表面处理为化学钝化。尼龙圈8采用尼龙1010棒，并进行性能稳定处理。
30.外壳6内孔分为光孔段11和内螺纹段12；光孔段11为抗剪段，与起吊螺栓3的抗剪段配合，内螺纹段12用于安装钢套7，并和尼龙圈8实现过盈配合，内螺纹段12采用mj螺纹，提高了螺纹的抗疲劳性能。外壳6外壁为光筒段，外壳6通过法兰9固定于壳段结构10上，外壳6外壁也可设置成外螺纹形式，通过螺纹拧入壳段结构10，此种情况可取消法兰9，外壳6的结构示意图见图4。
31.钢套7外壁设置有凹槽13和外螺纹段14，凹槽13用于安装尼龙圈8，外螺纹段14和外壳6的内螺纹段12配合。钢套7内壁为螺纹，底部设置退刀槽。钢套7外螺纹为mj螺纹，内螺纹有mj螺纹和m螺纹两种规格。钢套7底部设置六角形扳手孔15，可实现钢套7本身的安装和拆卸，钢套7的结构示意图见图5。
32.尼龙圈8为圆环形式，其设置有缺口16，可实现将尼龙圈8套入钢套7的凹槽13中，尼龙圈8在制缺口后应进行性能稳定处理，且性能稳定处理应在尼龙圈装入钢套之前进行，尼龙圈8的结构示意图见图6。
33.装配时按图3先将尼龙圈8安装于钢套7外侧凹槽13处，然后将钢套7旋入外壳6，并利用钢套7底部的六角形扳手孔15施加安装力矩。装配完成后在外壳端面刻两条间隔10
°
的标识线，两条线与钢套端面的两条标识线对齐，用于观察后续钢套是否转动。
34.尼龙圈8的外径大于外壳6内螺纹段12的螺纹小径，通过过盈量的设计及钢套7的安装力矩来实现钢套7的防松，即起吊螺栓3和钢套7未发生螺纹咬死时，拆卸起吊螺栓3时，钢套7相对外壳6无转动。另外经过50次拧入拧出重复性试验验证后，钢套7依然相对外壳6无转动，且起吊螺栓3和钢套7未发生螺纹咬死。
35.若起吊螺栓3和钢套7发生螺纹咬死，可直接采用力矩扳手反向拧出起吊螺栓3，起吊螺栓3带动钢套7和尼龙圈8反向旋出，直至旋出起吊板2，拆卸起吊板2后，清理外壳6的内螺纹，更换新的钢套7和尼龙圈8后即可重新满足起吊使用要求。咬死后的拆卸过程非常简单，跟正常拆卸起吊螺栓3过程一致，只是拆卸力矩更大，消除了传统起吊钢套1拆卸过程中给箭上火工品和壳段结构带来的使用风险。
36.单个防咬死起吊钢套在模拟起吊工况下的承载能力达到了30吨，考虑到起吊钢套4个成组使用，其承载能力达到了120吨，超过了起吊部位最大约60吨的使用需求。防咬死起吊钢套生产后应抽取一部分进行摩擦力矩试验以验证尼龙圈的性能，并采用起吊螺栓进行50次重复拧入拧出试验。
37.该防咬死起吊钢套安装时，在壳段结构安装部位处制通孔，通孔直径略大于外壳6的外径，通孔的深度应使外壳6的外壁不凸出安装面。通过两个螺钉将外壳6的法兰9固定于壳段结构上。
38.更换钢套7和尼龙圈8时，先将尼龙圈8安装于钢套外侧凹槽13处，然后将钢套7旋
入外壳6，对钢套7施加安装力矩。装配完成后若外壳6上原有的两条标识线无法与新钢套7上的标识线对齐，则在外壳6端面重新刻两条间隔10
°
的标识线，两条线与新的钢套7端面的两条标识线对齐，并将外壳6原有的两条标识线增加横线以示作废，示意见图7。
39.若起吊螺栓3和钢套7咬死，采用力矩扳手反向拧出起吊螺栓3，起吊螺栓3带动钢套7和尼龙圈8反向旋出，等钢套7彻底旋出后，清理外壳6的内螺纹，然后更换新的尼龙圈8和钢套7。
40.若钢套7未和起吊螺栓3咬死，更换钢套7时，采用内六角工具插入钢套7上的六角形扳手孔15上，逆时针转动内六角工具将钢套7和尼龙圈8旋出，等钢套7彻底旋出后，清理外壳6的内螺纹，然后更换新的尼龙圈8和钢套7。
41.本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知技术。