伞锁角度负载试验装置的设计

卞坤

卞坤

（中航工业航宇救生装配有限公司工装分公司，湖北襄阳441100）

摘要：伞锁是降落伞的重要核心部件，在各种情况下伞锁能否顺利打开，决定着能否实现降落伞的安全功能。于是在负载状态下能够顺利开锁就成为伞锁的技术关键，而如何加载并测量伞锁负荷的大小便成为主要课题。通过推拉力计读取载荷数据、螺旋推力机构施加载荷的方案，成功地解决了这一难题。该装置实现了测试中的各项要求，并且具有稳定、精确和可靠，操作方便简单与省时省力的特点。

关键词：角度负载；手动开锁；螺旋推力机构；推拉力计；可更换组件

中图分类号：V445.2+3文献标识码：A文章编号：1671-6035（2013）07-0000-02

伞锁在装配阶段，需要模拟降落伞飞行过程中负载状态并做手动开锁试验，以验证产品的可靠性和稳定性。这样就需要一个能够安装、固定伞锁并且能安全稳定加载负荷以实现试验要求的装置。

一、角度负载试验装置的要求

该伞锁在之前的研制阶段，已有垂直方向的手动开锁试验。为了确保产品的性能和稳定性，此次该伞锁增加了在不同角度和方向进行的手动开锁试验。即要求将伞锁呈45°角固定在试验装置上，在向受力机构施加水平方向20Kgf时，按压手动压板开启伞锁，伞锁应无故障地安全打开。试验装置要求伞锁安装牢固，使用方便，施加的力必须稳定、精确和可靠。

二、原试验装置的分析

我们对原试验装置进行了分析。该试验要求将伞锁装到试验架上，在与地面垂直的情况下向受力机构施加20Kgf的力时，按压手动压板开启伞锁，此时伞锁应无故障地安全打开，如图1所示。

支撑板3上有两个与锁体1孔距位置一致的定位孔，两个定位销2可同时穿过锁体1与支撑板3固定锁体1。将拉力构件4挂入锁的受力构件后关闭伞锁，将三块配重（I）5依次放上，加载好负荷随后按压手动压板（图示方向按压），验证是否能正常开启伞锁。

该装置在设计上有以下不足：1）因只需验证垂直向下20Kgf力的负荷进行开启伞锁试验，原装置在设计上采用了在伞锁的下方加载与试验力相同重量的配重，配重的直径和厚度按重力公式换算后与所需力大小一致。加工配重时尺寸误差难以避免，为了保证负荷精度不得不反复修配重的外形，因此加工较繁琐。2）因所有伞锁都必须检测，每把伞锁要测两次，而每测一次试验，操作者都得将几十公斤重的配重搬上再卸下，费时又费力，劳动负荷相当大。3）配重（II）7单件加工保证重量后还需要销钉与拉力构件连接，造成了重量不够精确，也就导致施加的力不够准确。4）虽然配重下方配有橡胶垫8缓冲，但开启伞锁后配重落在橡胶垫8上对试验架6的冲力依然很大，长期使用会造成试验架变形。

图1原试验装置总图

1.锁体。2.定位销。3.支撑板。4.拉力构件。5.配重（I）。6.试验架。7.配重（II）。8.橡胶垫。

三、角度负载试验装置设计难点的分析

新增加的手动开启伞锁试验，要求伞锁在45°角放置并承受20KG的水平力时进行开启伞锁试验。除了伞锁安装要牢固，施加的力要稳定、精确和可靠之外，还必须解决以前试验时靠人工搬动几十公斤负重砝码费时费力的缺点。

此装置的设计难点有：1）施加力需保持为水平方向，方向不能有偏差。2）如何保证施加力的稳定性和精确可靠性。3）装置设计要保证操作者使用方便，省时省力。4）要保证伞锁试验时定位安装角度45°，并且牢固。通过分析，原试验装置的试验架等结构零件完全不能利用，只能重新设计制造。

四、试验装置方案的确定

方案一：靠操作者可以手拉弹簧秤施加力。这种方法只能在产品量很少情况下偶尔使用一下，且不说操作者付出劳力有一定危险，靠手拉弹簧秤的力和方向是不可能稳定的，弹簧秤的准确性也有待考证。此方案当即被否定了。

方案二：利用物理学方向转换原理。伞锁45°安装好后，在伞锁的水平方向放置滑轮，利用物理学原理，将重力改变为水平方向力，此方案虽可以达到试验要求，但没有解决操作者繁重的劳动负荷及力的准确性等问题。因此此方案也不理想。

方案三：针对设计难点，通过细致分析和调查，最终方案采用了推拉力计读取数据、螺旋推力机构施加负荷来实现试验装置的各项要求。操作过程如图2所示，伞锁放入呈45°角的定位组件2中，定位销15插入定位组件2和伞锁的定位孔中固定，通过拉力构件3、钢丝绳4将伞锁和推拉力计6连接，转动螺旋推力机构中的手柄7，螺杆10带动推拉力计6后退，通过推拉力计6刻度盘可读出此时施加在水平方向的力的大小，在达到所需力时停止转动手柄7，此时可按压手动压板开启伞锁，推拉力计6向后弹出，弹簧9缓冲后停止，一次试验结束。

图2角度负载试验夹具

1.试验架组件。2.定位组件。（1）支撑板。（2）定位板。（3）角板（I）。（4）角板（II）。（5）底板。3.拉力构件。4.钢丝绳。5.支架组件6.推拉力计。7.手柄。8.支座9.弹簧。10.螺杆。11.螺母。12.橡皮。13.固定座。14.六角螺钉。15.定位销。

五、试验装置设计要点

试验装置结构包括有：伞锁的固定及安装，推拉力计的选择，螺旋推力机构和减震保护构件及可更换组件的设计。

1.伞锁的固定及安装。

如图2所示，定位板2-2与支撑板2-1、呈45°倾斜的角板（I）2-3、角板（II）2-4、底板2-5焊接牢固形成定位组件2，定位板2-2上加工与伞锁孔距位置一致的定位孔，定位销15同时穿过定位组件2和伞锁的定位孔固定，保证试验时伞锁定位准确且呈45°角放置牢固。

2.推拉力计的选择。

经多方考证，确定采用三度仪器厂的SN-500型推拉力计提供载荷，如图3所示。此推拉力计为计量力专用仪器，质量可靠，使用寿命长，读数准确，而且外形小巧便于安装。它的计量范围为0-50Kg，精度达到±1%，为将来有可能的不同大小力的试验提供方便。而其独有的指针锁定功能，避免了伞锁在打开力消除的一瞬间，指针偏摆太快造成的损坏。

图3推拉力计

3.螺旋推力机构的设计。

如图2所示，转动手柄7，螺杆10沿支座8的导向孔向后移动，带动着放置推拉力计6的固定座13后退，推拉力计通过拉力构件3、钢丝绳4与伞锁连接，从推拉力计刻度盘可读出此时施加在水平方向的力的大小，在达到所需力时停止转动手柄7，此时可进行手动开锁试验。此机构非常省力，只需轻轻转动手柄7，不再需要搬负沉重的砝码，解决了人工施力的费时费力问题，同时保证了水平力的施加很稳定准确，实现了试验装置的各项要求。

4.减震保护构件的设计。

为了保护推拉力计，避免伞锁打开时的撞击，将厚2mm橡皮12粘接在固定座13里面与推拉力计紧贴，起到减震作用。螺杆10上装上弹簧9，在开锁后推拉力计向后弹出时起缓冲作用。试验架组件1设计成1m高的梯形，既稳固操作也较舒适。

5.可更换组件的设计。

在设计时考虑到以后应该还会有类似的试验，如果试验架和推拉力计能够重复使用，将是可以成为通用型测量装置。因此定位组件2与支架组件5与试验架组件1均用六角螺钉14连接，支承推拉力计的固定座13也采用可拆卸式设计，如有其他不同方向角度不同大小力的开启伞锁试验，只需重新设计并更换定位组件2及支架组件5，调整推拉力计高度即可使用，极大地节约材料和加工成本，充分扩展了该装置的使用范围。

六、结论

此试验装置经使用后，完全达到角度负载手动开启伞锁试验要求，施加的力稳定、精确和可靠，操作也非常方便简单，省时也省力，并保证了试验的顺利地进行。