本发明涉及一种高压型电弧加热器螺母锁定装置及方法，属于航空航天飞行器气动热地面模拟试验装置领域。
背景技术：
1、电弧加热器是国内外航天系统地面试验中模拟高超声速热障效应卓具成效的设备之一，其试验准备周期短、费用低，已大规模用于热防护材料的选取及其可靠性研究。随着我国高超声速飞行器型号的迭代更新，对电弧加热器设备试验气压的提升有着迫切需求。
2、建成高压型电弧加热器设备，需要综合提升加热器各部件的承压性能。其中，加热器锁紧螺母的持续承压能力是首要考虑的关键性能，是保证加热器高压运行的重中之重。而在加热器高压运行过程中，由于不可避免的热振及弹性形变等原因，常导致加热器锁紧螺母发生松动现象，进而破坏加热器整体承压能力，造成内腔高压气体外泄、冲击并烧损周边组件。鉴于以上问题，需要研制一种高压型电弧加热器螺母锁定装置，提高加热器轴向承压能力。
技术实现思路
1、本申请解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种高压型电弧加热器螺母锁定装置，通过液压驱动顶针，周向固定螺栓套筒与螺母套筒，进而锁定工态螺母的轴向位置，解决了因螺杆热振及弹性形变所致的螺母松动难题，满足了电弧加热器对高压运行的基本要求，扩大了电弧加热器试验压力的应用范围，提高了电弧加热器高压运行的可靠性。
2、本申请提供的技术方案如下：
3、一种高压型电弧加热器螺母锁定装置，包括端盖、液压顶针、外壳、螺栓套筒和螺母套筒，端盖与外壳均为圆柱筒型结构，采用同轴螺纹进行连接配合，螺栓套筒被压紧于端盖与外壳之间；螺母套筒固定在外壳背离端盖的一侧，与工态螺母间形成过盈配合；螺栓套筒的外壁面设置有凸环，凸环上设置有与螺栓套筒同轴的通孔，凸环端部与端盖接触；端盖朝向凸环的表面设置有安装孔；液压顶针包括带有柱状凸起和环形圆盘，环形圆盘位于凸环朝向螺母套筒一侧，环形圆盘的内壁与螺栓套筒外壁之间密封，环形圆盘的外壁与端盖内壁之间密封；外壳的内壁、环形圆盘背离凸环的端面和螺栓套筒外壁之间形成液压流道，外壳开设有至少一个通液口，通液口连通液压流道和外壳的外壁；液压流道内通入高压流体工质后，流体工质推动环形圆盘向靠近凸环的方向移动，最终环形圆盘将端盖和螺栓套筒之间轴向压紧。
4、所述安装孔沿着端盖的轴线方向贯穿端盖。
5、所述安装孔在端盖上周向设置多个，且安装孔朝向液压顶针的一端为敞口结构。
6、所述外壳的内腔依次设置有直径依次增大的腔体一、腔体二、腔体三和腔体四，腔体一远离腔体二的一端内壁设置有限位环，螺栓套筒的端部外壁位置设置有与限位环配合的限位环槽，以使螺栓套筒被卡到端盖和外壳之间，腔体三的内壁为螺纹面，该螺纹面与端盖的外周向面螺纹配合。
7、所述腔体二和腔体三之间形成第三台阶面，第三台阶面位于环形圆盘背离凸环的一侧。
8、所述液压流道内未通入高压流体工质时，环形圆盘与第三台阶面接触，柱状凸起位于通孔内。
9、所述液压流道内未通入高压流体工质时，环形圆盘与第三台阶面接触，柱状凸起远离环形圆盘的一端伸入安装孔内。
10、所述腔体四的内壁与端盖的外周向面之间设置有第三密封圈；腔体一内壁与螺栓套筒的外壁之间设置有第四密封圈；环形圆盘的内周向面设有内环槽、外周向面设有外环槽，内环槽内安装有内侧密封圈，内侧密封圈的另一侧与螺栓套筒的外壁接触，以将环形圆盘和螺栓套筒之间密封，外环槽内安装有外侧密封圈，外侧密封圈另一侧与端盖的第三腔室的内壁接触，以将环形圆盘和端盖之间密封。
11、还包括弹簧，弹簧位于安装孔内，弹簧的一端与安装孔内壁接触、另一端与柱状凸起端部接触，以在液压流道内泄压后，推动液压顶针复位。
12、一种高压型电弧加热器螺母锁定装置的锁定方法，包括：
13、将工态螺母卡到螺母套筒内，工态螺母和锁定装置形成组合件，然后对组合件施加预紧力，将组合件旋至螺杆上的预定位置；
14、向液压流道内通入高压流体工质，液压顶针的柱状凸起在液压力作用下被推入安装孔内，将螺栓套筒和螺母套筒轴向压紧；
15、待试验结束，停止通入流体工质，液压顶针复位。
16、综上所述，本申请至少包括以下有益技术效果：
17、通过使用本申请的螺母锁定装置，由其上的液压顶针、螺栓套筒、螺母套筒等特定结构，配合特殊设计的液压通道，可锁定工态螺母的轴向位置，解决热振及弹性形变所致的螺母松动难题，满足加热器对高压运行的基本要求，并可在卸压后的弹簧作用下使系统恢复原状，扩大了电弧加热器试验压力的应用范围，提高了电弧加热器高压运行的可靠性。
1.一种高压型电弧加热器螺母锁定装置，其特征在于：包括端盖(1)、液压顶针(2)、外壳(3)、螺栓套筒(4)和螺母套筒(5)，端盖(1)与外壳(3)均为圆柱筒型结构，采用同轴螺纹进行连接配合，螺栓套筒(4)被压紧于端盖(1)与外壳(3)之间；螺母套筒(5)固定在外壳(3)背离端盖(1)的一侧，与工态螺母间形成过盈配合；螺栓套筒(4)的外壁面设置有凸环(41)，凸环(41)上设置有与螺栓套筒(4)同轴的通孔(42)，凸环(41)端部与端盖(1)接触；端盖(1)朝向凸环(41)的表面设置有安装孔(11)；
2.根据权利要求1所述的一种高压型电弧加热器螺母锁定装置，其特征在于：所述安装孔(11)沿着端盖(1)的轴线方向贯穿端盖(1)。
3.根据权利要求1所述的一种高压型电弧加热器螺母锁定装置，其特征在于：所述安装孔(11)在端盖(1)上周向设置多个，且安装孔(11)朝向液压顶针(2)的一端为敞口结构。
4.根据权利要求1所述的一种高压型电弧加热器螺母锁定装置，其特征在于：所述外壳(3)的内腔依次设置有直径依次增大的腔体一、腔体二、腔体三和腔体四，腔体一远离腔体二的一端内壁设置有限位环，螺栓套筒(4)的端部外壁位置设置有与限位环配合的限位环槽，以使螺栓套筒(4)被卡到端盖(1)和外壳(3)之间，腔体三的内壁为螺纹面，该螺纹面与端盖(1)的外周向面螺纹配合。
5.根据权利要求4所述的一种高压型电弧加热器螺母锁定装置，其特征在于：所述腔体二和腔体三之间形成第三台阶面，第三台阶面位于环形圆盘(22)背离凸环(41)的一侧。
6.根据权利要求5所述的一种高压型电弧加热器螺母锁定装置，其特征在于：所述液压流道(6)内未通入高压流体工质时，环形圆盘(22)与第三台阶面接触，柱状凸起(21)位于通孔(42)内。
7.根据权利要求5所述的一种高压型电弧加热器螺母锁定装置，其特征在于：所述液压流道(6)内未通入高压流体工质时，环形圆盘(22)与第三台阶面接触，柱状凸起(21)远离环形圆盘(22)的一端伸入安装孔(11)内。
8.根据权利要求4所述的一种高压型电弧加热器螺母锁定装置，其特征在于：所述腔体四的内壁与端盖(1)的外周向面之间设置有第三密封圈；腔体一内壁与螺栓套筒(4)的外壁之间设置有第四密封圈；环形圆盘(22)的内周向面设有内环槽、外周向面设有外环槽，内环槽内安装有内侧密封圈，内侧密封圈的另一侧与螺栓套筒(4)的外壁接触，以将环形圆盘(22)和螺栓套筒(4)之间密封，外环槽内安装有外侧密封圈，外侧密封圈另一侧与端盖(1)的第三腔室的内壁接触，以将环形圆盘(22)和端盖(1)之间密封。
9.根据权利要求1所述的一种高压型电弧加热器螺母锁定装置，其特征在于：还包括弹簧(8)，弹簧(8)位于安装孔(11)内，弹簧的一端与安装孔(11)内壁接触、另一端与柱状凸起(21)端部接触，以在液压流道(6)内泄压后，推动液压顶针(2)复位。
10.权利要求1-9任一项所述的一种高压型电弧加热器螺母锁定装置的锁定方法，其特征在于，包括：
