关于航天型号用自锁螺母标准综述

概述了两个自锁螺母系列标准的编制背景,从技术要求和品种规格综合介绍了自锁螺母系列标准的主要内容,并对自锁螺母的使用提出了需注意的几个问题。     

新型航天标准紧固件——《钛合金自锁螺母》标准介绍

根据钛合金材料和工艺以及螺母结构特点,指出了钛合金自锁螺母的设计与加工过程中必须解决的几个基本问题,特别是钛合金螺纹表面强化和润滑问题,介绍了企业标准中有关钛合金自锁螺母主要品种、规格和技术指标,并对标准实施的有关问题进行了说明。     

一种火工分离螺母释放可靠性验证试验方法

在分析航天器火工分离螺母构造、功能及工作原理的基础上,确定了火工分离螺母释放可靠性特征量。以计量型可靠性试验为基本思路,应用"应力-强度"干涉理论,提出了一种火工分离螺母释放可靠性验证试验方法,包括试验方法的选择、试验件状态及试验条件的确定、测试数据采集和可靠性评估方法。应用示例表明,某航天器火工分离螺母释放动力与释放阻力相比具有足够的裕度,释放可靠度满足指标要求。该方法可为火工分离螺母释放可靠性验证提供参考。     

热变形纳米晶永磁环自锁阀锁闭特性研究

为了减轻宇航推进系统用自锁阀的重量,采用理论、数值仿真和试验相结合的方法对永磁环材料进行了研究。研究结果表明,和传统材料相比,新型永磁材料在性能上更优,装上新型永磁材料的自锁阀的锁闭特性有很大程度的优化,而且自锁阀的体积更小、重量更轻。     

专题录像资料片《航天紧固件中的弹簧垫圈与自锁螺母》已制作完成

为了配合总公司型号研制的“热点”工作,由总公司质量技术监督局组织制作的专题资料录像片《航天紧固件中的弹簧垫圈与自锁螺母》(以下简称《专题片》)近期已全部制作完毕,并经总公司曾庆来总工程师等领导审查通过,不久即将在全总公司发行。     

航空航天用GH2132系列楔形螺纹托板螺母紧固件防松性能研究

针对GH2132材料托板螺母不同规格产品开展楔形螺纹的应用研究,研究了楔形螺纹结构对产品最小安装力矩、反复拆装振动、高低温交变处理环境相容性以及轴向载荷拉脱等性能的影响,找出了楔形螺纹产品安装力矩、预紧力、扭拉系数和振动松脱的关系。研究表明,GH2132材料托板螺母采用楔形螺纹结构的锁紧性能极高,耐反复拆装50次,在温度-196℃~100℃交变环境下松脱力矩不减,抗振动6万次,拉脱力值达到常规自锁产品的1.5倍。     

横向振动下螺栓连接失效及影响因素研究

针对螺栓连接结构在横向振动下的失效问题进行试验研究,首先,对比相同条件下普通螺母与防松螺母的失效过程,结果表明普通螺母仅出现松动失效,而防松螺母会先出现部分松动,再因螺栓根部疲劳断裂而完全失效。同时在不同类型防松螺母中,Hard-lock螺母和施必牢螺母防松效果明显优于其他防松螺母。其次,考察拆卸次数、振动频率、幅值等因素对螺栓连接失效的影响规律,发现多次拆卸会改变普通螺母的失效形式;相对于振动频率,振动幅值和预紧力对螺栓失效的影响较大。     

磁锁式双稳态自锁阀响应特性理论研究

空间飞行器推进系统中大量使用磁锁式双稳态自锁阀,其响应特性是设计中的重要环节,直接影响推进系统的精确控制。由于自锁阀一般采用双线圈控制,两驱动线圈间存在互感现象,响应特性的设计计算与电磁阀有明显区别,有必要对自锁阀的响应特性进行理论分析研究。根据磁锁式双稳态自锁阀工作原理及特点,建立控制电路和磁路等效模型,基于电磁感应定律推导出模型对应的电压平衡方程和力平衡方程,求解得出了自锁阀响应特性简化理论计算公式。公式解释了自锁阀在控制释放回路中感应电流会延长响应时间、增加电流比的原理,明确了自锁阀的动作裕度不会因电流比变化而受到影响的特点。根据推导出的简化理论公式对阀门产品响应特性进行仿真计算,计算结果和产品实际测试数据基本吻合。由简化理论公式研究表明:如自锁阀控制线圈回路中有感应电流,感应电流越大则自锁阀响应时间越长、自锁阀开启或关闭电流比越大,但自锁阀克服外力动作的能力不会因为感应电流存在而受到影响。     

自锁阀激光焊接工艺研究

研究了自锁阀激光焊接焦点位置与焊缝熔深之间的关系、焊接速度和激光功率与焊缝熔深之间的关系,分析了随着激光功率增加,不同焦点位置的焊接过程依次经历稳定热导焊,热导焊、深熔焊交替进行的不稳定焊接和稳定深熔焊接三种模式,进而研究了稳定焊接模式下工艺参数与焊缝熔深之间的关系,得出了自锁阀在稳定焊接模式下的最佳焊接工艺规范参数.采用该激光焊接工艺规范焊接的常压和高压自锁阀焊缝外观质量、气密、液压以及焊缝氦质谱检漏试验结果全部满足设计要求.常压和高压自锁阀已经应用于嫦娥五号、探月工程、东风导弹武器系统、货运飞船、921-3推进分系统、东方红三号等推进系统的液体火箭发动机之中.     

弹簧垫圈涨圈问题的分析

发动机活门装配过程中发现选用的不锈钢弹簧垫圈出现开口值(m)的增大超差,也就是“涨圈”现象,不能满足产品技术要求。经分析,分别对倒角螺母、不倒角的平面螺母、自带平垫螺母三种结构形式的螺母和不锈钢弹簧垫圈、65Mn机械镀弹簧垫圈做压荷试验。最后选用自带平垫螺母和65Mn机械镀弹簧垫圈装配。没有再出现“涨圈”现象,弹簧垫圈起到锁紧作用,完全满足技术要求。     

基于仿真的正交试验在对接锁系运动同步性研究中的应用

对接锁系运动同步性是空间对接机构完成刚性连接和分离的关键技术,通过采用 正交试验的方法合理设计仿真试验,高效找出影响对接锁系运动同步性的主要因素,明确了 提高锁系运动同步性的改进方向。     

MJ螺纹紧固件简介(二)

4 MJ紧固件的性能特点 4.1 强度等级和温度等级 强度等级是MJ紧固件特有的概念.QJ1747-1989规定: "螺栓的强度等级等于常温下螺栓材料的最小抗拉强度.螺母的强度等级等于与被试螺母相配的最高强度等级螺栓的强度等级.螺母在常温下进行100%轴向载荷试验时,应能承受螺栓的载荷而不产生损伤或破裂."     

螺纹连接件胶接防松性能测试技术研究

对螺纹连接件用防松胶开展防松性能试验方法的研究,选取典型厌氧胶、螺栓与螺母组件进行防松性能试验,对试验结果进行对比分析,根据国外乐泰胶在航天产品上的应用情况,给出后续研究的重点方向。     

阀芯对中状态对磁自锁阀静态吸力的影响

根据磁自锁阀的工作原理和结构特点,磁自锁阀的阀芯在永磁场作用下始终处于偏置状态。由于与阀体导向面挤压接触,增加了阀芯与阀体间的摩擦,导致磁自锁阀动作寿命短于直动螺管电磁阀,主要研究了磁自锁阀阀芯的对中状态对静态吸力的影响。首先,阐明了磁自锁阀工作原理及磁路设计特点; 然后,在阀芯完全对中条件下,建立并对比了磁自锁阀的磁...     

双工位自锁电磁铁的设计与仿真

根据某型发动机系统要求,亟需研制一种具有双工位自锁功能的电磁阀以确保发动机断电时仍能正常工作。核心组件电磁铁作为自锁电磁阀最重要的部件,直接影响整个阀门的可靠性。以往型号发动机中双工位自锁电磁铁应用较少,在设计计算与仿真研究方面稍显不足,工程指导性有待加强。阐述了一种双工位自锁电磁铁工作原理,介绍了磁路设计与计算方法,使用有限元软件对电磁铁进行仿真计算,相关测试验证了设计的准确性。通过对电磁铁性能特性进行仿真研究,得到了外部参数对其影响规律。即衔铁工作气隙增大将导致吸力减小,驱动电压增大可使电磁铁动作响应时间减少、触发电流和电流储备系数增加,作动裕度有所提高。由此得到了一种具有工程指导意义的双工位自锁电磁铁设计方法。当前该方案电磁铁已用于某型液体火箭发动机中,并通过多次地面热试车考核。     

面向涡轮泵端面密封性能要求的装配工艺研究

通过分析某型号液体火箭发动机涡轮泵端面密封装配质量及泄漏原因,提出一种面向端面密封性能要求的锁紧螺母静压锁紧技术,开发出轴端螺母间歇式递增拧紧的工艺方法。采用接触非线性有限元技术和弹性相互作用理论建立了涡轮泵锁紧螺母连接的有限元模型,研究涡轮泵轴端螺母锁紧方式、拧紧力矩大小与密封性能之间的关系,根据工况载荷下涡轮泵对密封性能的要求反求装配连接拧紧力矩大小。通过对该型号涡轮泵进行工艺试验研究,解决了端面密封泄漏量超差问题,端面密封一次装配成功率由原来的50%提高到90%,验证了该技术方法的可行性。     

一种新型的外螺纹自锁紧固件——螺纹变形自锁螺钉

介绍航天694厂自主开发的专利产品——螺纹变形自锁螺钉的防松机理、主要特点、验证试验情况及其对于解决螺钉连接的松动问题的作用,并提出今后的工作重点和应用范围。     

自锁式形状记忆合金馈源锁紧机构

提出了一种形状记忆合金（Shape memory alloy, SMA）丝驱动的自锁式馈源组件锁紧机构。该锁紧机构利用自锁原理实现锁紧,采用双路冗余的SMA丝实现解锁。为校验该锁紧机构的功能及性能,完成了原型机的生产,并开展了锁紧试验、电性能试验和高温环境试验。结果表明,该机构在1700N的载荷下仍能保证可靠自锁,在2.5~4.0A电流下均可正常工作,对应的解锁时间为15.8~4.2s,功耗为140 ~95J,此外,机构能在小于92℃的高温环境下正常工作。基于上述试验结果,该机构具有突出的锁紧性能、宽松的工作电流范围以及良好的高温性能,在空间旋转结构的锁紧方面具有非常大的工程应用潜力。     

橡胶减振垫在航天器中的应用及验证

文章针对某航天器振动试验过程中出现的自锁阀及其安装支架振动响应放大问题,提出了一种采用橡胶减振垫的解决措施,给出了增加减振垫后设备安装的刚度模型及其分析,并通过振动试验验证了这种方法的有效性。试验结果表明:采用橡胶减振垫可以较好地解决部分航天器上仪器设备在振动环境条件下响应超标的问题,措施简单有效,满足使用要求,具有一定的推广应用价值。     

结构锁解锁同步性影响因素分析

对影响对接机构结构锁解锁同步性的因素进行了研究。建立了结构锁解锁的力学模型,分析了锁钩啮合量、锁钩摩擦力、拉簧力和端面分离力等因素的影响规律,提出了提高结构锁解锁同步性的措施。研究结果经试验验证,解决了分离角速度过大的问题。