某試驗吊艙專用掛裝車微調機構解決方案

王鐵臣

（貴州風雷航空軍械有限責任公司，貴州 安順 561017）

0 引言

某試驗吊艙與載機機腹掛裝平臺對接時使用的專用掛裝車需具備掛裝高度低、操作簡單方便、配套成本低的特點，特別在機腹有限空間下，需通過掛裝車微調機構對吊艙姿態進行有效調節，確保試驗吊艙吊耳與機腹掛裝平臺掛鉤能夠快速完成位置找正并對接，進而完成試驗吊艙的掛裝。針對上述要求，在充分考慮到成本控制及設計可靠性的前提下，決定在現有的某型成熟裝彈車平臺[1-2]基礎上為該試驗吊艙制定一個經濟實用的托盤機構及微調機構設計解決方案，其中托盤機構主要根據試驗吊艙的外形結構及質量進行設計，用于試驗吊艙的放置及固定，并受微調機構的控制。本文主要對微調機構的結構設計進行詳細的論述，對托盤機構不再進行詳述。微調機構的總體結構如圖1所示。

圖1 專用掛裝車總體結構

1 微調機構設計方案

微調機構用于連接固定裝彈車平臺與托盤機構。在接口關系上，微調機構下部底板通過6顆螺釘與裝彈車平臺上安裝面連接，微調機構上部通過3根連接銷與托盤機構連接。在功能上，微調機構可以通過3個手動調節手柄實現托盤機構的俯仰角度調節、左右平移調節及左右偏轉角度的調節，且能夠實現各調節功能相互獨立，互不影響。微調機構與托盤機構如圖2所示。

圖2 微調機構與托盤機構

1.1 微調機構主要構成

微調機構主要由底板、側板、保護罩、調節板、連接銷、固定螺栓、俯仰調節機構、左右平移調節機構、左右偏轉角度調節機構等零組件構成[3]。底板用于與掛彈車平臺上安裝面的固定以及側板的固定；側板用于固定左右平移調節機構絲杠、左右偏轉調節機構絲杠及保護罩；保護罩用鈑金件加工，主要用于微調機構的內部防塵保護；調節板主要用于支撐托盤機構，既是主要承力件，也是各調節機構的核心零件，為降低調節板與底板在調節過程中的摩擦力并減少磨損，需對調節板及底板進行鍍鎘[4]并涂潤滑脂處理；連接銷主要用于微調機構與托盤機構的固定連接；10顆固定螺栓主要用于底板與側板的固定；俯仰調節機構主要用于實現托盤的俯仰角度的調節，設計調節范圍為±3°；左右平移調節機構主要用于實現托盤機構的左右平移調節，設計左右平移調節范圍為±20 mm；左右偏轉角度調節機構主要用于實現托盤機構的左右偏轉角度的調節，設計左右偏轉角度的調節范圍為±10°。微調機構的主要構成如圖3所示。

圖3 微調機構的構成

1.2 俯仰角度調節方案

托盤的俯仰調節是由微調機構的俯仰調節機構實現的。俯仰調節機構組件及托盤后部連接支座均安裝在底部調節板上，俯仰調節機構主要由調節板、棘輪調節手柄、絲杠螺母、調節絲杠、限位螺母及后部連接支座組成。調節板用于支撐絲杠螺母及后部連接支座；棘輪調節手柄用于控制并驅動絲杠螺母的正反轉；絲杠螺母用于控制調節絲杠的上下移動；調節絲杠頂端通過連接銷與托盤連接，下部與絲杠螺母配合，用于支撐托盤機構前部并實現托盤機構的上下移動，調節絲杠；限位螺母用于對調節絲杠上下移動范圍的限制；后部連接支座用于托盤機構后部的活動連接，使托盤機構能夠繞后部連接支座連接銷轉動。

從設計功能上來看，通過棘輪調節手柄控制絲杠螺母正反轉，帶動調節絲杠上下伸縮移動。調節絲杠上下伸縮可實現托盤繞后部連接支座連接銷的俯仰動作，從而達到改變托盤機構俯仰角度的目的。根據試驗吊艙實際掛裝需求，考慮到吊艙在托盤上的穩定性問題，設定俯仰角度微調范圍為相對水平面±3°可調，調節狀態如圖4所示。

圖4 俯仰調節狀態

棘輪調節手柄主要由手柄、銷釘、換向撥片、換向拉桿、上下固定板、壓縮彈簧、彈簧導桿、棘輪舌片及絲杠螺母[5]組成。手柄表面滾花或者硫化，方便操作人員手握；銷釘用于手柄與上下固定板的連接固定；換向撥片及換向拉桿用于棘輪舌片的換向；上下固定片用于所有零件的固定；壓縮彈簧與彈簧導桿用于棘輪舌片的定位；棘輪舌片用于與絲杠螺母的咬合定位。在使用過程中，操作人員通過換向撥片及換向拉桿調整棘輪舌片與絲杠螺母齒槽的咬合方式，從而實現絲杠螺母的換向旋轉，棘輪調節手柄的結構如圖5所示。

圖5 棘輪調節手柄結構

1.3 左右平移調節方案

左右平移調節主要由平移調節絲杠實現，主要由調節手輪、中心絲杠螺母、平移調節絲杠及銅套組成，調節手輪為旋轉手柄，用于驅動平移調節絲杠的旋轉；中心絲杠調節螺母下部與調節板配合固定，上部與平移調節絲杠配合；平移調節絲杠兩端固定在側板上，可繞側板銅套轉動；銅套用于固定平移調節絲杠。當轉動調節手輪時，平移調節絲杠逆時針或順時針轉動，中心絲杠螺母與調節螺母沿平移調節絲杠及導向桿軸向左右同步移動。中心絲杠螺母下端定位柱與底板中心孔配合，帶動底板組件沿平移調節絲杠左右移動，平移過程中轉動調節絲杠與調節螺母配合的相對位置不發生變動，與調節螺母同步移動。因此在平移調節絲杠轉動時，底板組件、中心絲杠螺母、調節螺母、轉動調節絲杠及連接座組件等均會左右同步移動，因托盤機構通過3個連接銷固定在調節板上，通過平移調節絲杠即可實現托盤機構的左右平移。

根據試驗吊艙的安裝實際需求，同時考慮重心偏移穩定性問題，設計調節板中心圓盤直徑為240 mm，兩側板內側限位間距為280 mm，允許左右平移調整范圍為±20 mm，左右調節狀態如圖6、圖7所示。

圖6 微調機構內部結構及平移調節狀態

圖7 微調機構內部結構圖

1.4 左右偏轉角度調節方案

左右偏轉角度調節由轉動調節絲杠實現，主要由調節手輪、調節絲杠、調節螺母、連接座組件、連接銷及調節板組成。調節手輪用于驅動調節絲杠的轉動；調節絲杠用于帶動調節板繞中心絲杠螺母轉動；調節螺母用于固定調節絲杠；連接座組件通過活動球頭與調節絲杠連接，用于彌補調節螺母與連接銷之間的位置變化；連接銷用于連接調節板與連接座組件。當轉動調節手輪時，調節絲杠逆時針或順時針轉動，絲杠前部球頭帶動連接座組件左右移動，連接座組件通過銷軸與調節板轉動連接，當連接座組件左右移動時，可推拉調節板繞中心絲杠螺母下端定位柱轉動。調節板組件的轉動即可實現托盤機構的左右轉動。

根據試驗吊艙的安裝實際需求，同時考慮重心偏移穩定性問題，設計允許左右偏轉調整范圍為±10°，左右調節狀態如圖8、圖9所示。

圖8 微調機構左右偏轉調節狀態

圖9 左右偏轉角度調節機構

2 經濟性及可靠性分析

在滿足某試驗吊艙掛裝需求的基礎上，充分考慮了微調機構的設計方案的經濟成本因素，從該機構結構設計來看，一共僅涉及25項零件，且結構均比較簡單，涉及7項標準件以及1項成件，標準件及成件均為常用件，機構的設計成本低。從零件材料的選擇來看，全部零件選材均為普通碳素結構鋼及常用合金結構鋼，不涉及特種材料的使用，原材料成本低。從加工制造來看，所有零件結構采用普通車、銑均可實現，加工量小，裝配工藝相對簡單，裝配精度要求不高，加工制造工時費用低。從維護保養來看，微調機構結構簡單可靠，不涉及有壽件和易損件，維護保養工作簡單，維護保養成本低。

微調機構的功能結構設計方案主要通過絲杠與絲杠螺母的配合完成，通過絲杠及絲杠螺母相對位置的變化轉化為托盤機構的位置狀態的變化，整個功能結構設計簡單，無復雜零件，整體結構設計失效概率低、平均故障間隔時間[6]長，具有非常理想的設計可靠性。

3 結論

在充分考慮經濟成本的前提下，通過簡單、可靠的結構設計，實現某試驗吊艙專用掛裝車微調機構對吊艙俯仰角度調節、左右平移調節及左右偏轉角度調節的功能。本文從微調機構的組成、結構、功能實現及經濟性等方面詳細論述了某試驗吊艙專用掛裝車微調機構設計解決方案，根據樣件試用驗證結果和用戶使用感受表明，該微調機構能夠方便可靠地對某試驗吊艙進行俯仰角度、左右平移及左右偏轉角度的調節。