RU2540356C1

RU2540356C1 - Flexible skewback hinge

Info

Publication number: RU2540356C1
Application number: RU2013133377/11A
Authority: RU
Inventors: Галина Ивановна Шайдурова; Юрий Леонидович Макаревич; Денис Сергеевич Лобковский; Алексей Николаевич Кремлев
Original assignee: Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра"
Priority date: 2013-07-17
Filing date: 2013-07-17
Publication date: 2015-02-10
Also published as: RU2013133377A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: flexible skewback hinge contains alternating layers of elastomer and reinforcing scuff plates, mounted between bearing elements. Reinforcing scuff plates are made from composite material reinforced by carbon fabric, meanwhile the surface layer of carbon fabric is filled with plated copper. The combination of cured rubber layers and composite based on carbon fabric with plated copper and epoxy binder in a package of elastic movable hinge ensures the stability of reinforcing scuff plates and necessary shift strength.

EFFECT: decrease of mass and increase of reliability of the flexible skewback hinge used in design of rotary controlling nozzle of the solid-fuel rocket motors.

1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении гибких соединений, в том числе гибких опорных шарниров в конструкциях сопловых блоков ракетных двигателей твердого топлива.The invention relates to mechanical engineering and can be used in the manufacture of flexible joints, including flexible support joints in the design of nozzle blocks of solid propellant rocket engines.

Известен гибкий опорный шарнир, содержащий чередующиеся слои эластомера и армирующие тарели, установленные между опорными кольцами (патент РФ №2231693), являющийся ближайшим аналогом изобретения.A known flexible support hinge containing alternating layers of elastomer and reinforcing plates installed between the support rings (RF patent No. 2231693), which is the closest analogue of the invention.

В настоящее время тарели выполняются из металла, что заметно утяжеляет конструкцию соплового блока и, соответственно, ухудшает массовую характеристику двигателя.Currently, plates are made of metal, which significantly complicates the design of the nozzle block and, accordingly, worsens the mass characteristic of the engine.

Технической задачей изобретения является снижение массы гибкого шарнира.An object of the invention is to reduce the mass of the flexible hinge.

Технический результат достигается тем, что в гибком шарнире, содержащем чередующиеся между собой слои эластомера и армирующие тарели, установленные между опорными элементами, армирующие тарели выполнены из композиционного материала, армированного углеродной тканью, при этом поверхностные слои углеродной ткани наполнены электроосажденной медью.The technical result is achieved in that in a flexible hinge containing alternating layers of elastomer and reinforcing plates installed between the supporting elements, the reinforcing plates are made of a composite material reinforced with carbon fabric, while the surface layers of the carbon fabric are filled with electrodeposited copper.

Отличительные признаки заявляемого технического решения являются существенными:Distinctive features of the proposed technical solution are essential:

- выполнение тарелей из композиционного материала, армированного углеродной тканью, снижает массу тарелей и, соответственно, массу шарнира.- the implementation of the plates from a composite material reinforced with carbon cloth, reduces the mass of the plates and, accordingly, the mass of the hinge.

- наполнение поверхностного слоя углеродной ткани осажденной медью обеспечивает высокую прочность адгезионного соединения тарелей с эластомером за счет образования химического соединения меди с серусодержащей вулканизующей группой, входящей в рецептурный состав эластомера на основе полиизопрена.- filling the surface layer of carbon fabric with precipitated copper provides high adhesion of the plates to the elastomer due to the formation of a chemical compound of copper with a sulfur-containing vulcanizing group included in the formulation of the polyisoprene based elastomer.

На чертеже представлено продольное сечение гибкого шарнира.The drawing shows a longitudinal section of a flexible hinge.

Гибкий шарнир содержит:Flexible hinge contains:

- композиционные армирующие тарели - 1;- composite reinforcing plates - 1;

- чередующиеся между собой слои эластомера - 2;- alternating layers of elastomer - 2;

- опорные элементы - 3.- supporting elements - 3.

Подвижные управляющие сопла относятся к газодинамическим органам управления в современных РДТТ.Mobile control nozzles are gas-dynamic controls in modern solid propellant rocket motors.

При отклонении подвижной части соплового блока создается управляющая сила, пропорциональная углу отклонения сопла. Подвижные управляющие сопла должны обеспечивать:When the movable part of the nozzle block is deflected, a control force is created proportional to the nozzle deflection angle. Movable control nozzles should provide:

- создание минимальной нагрузки на рулевой привод (минимального шарнирного момента);- creating a minimum load on the steering gear (minimum articulated torque);

- необходимую жесткость кинематической передачи от подвеса к рулевому приводу;- the necessary rigidity of the kinematic transmission from the suspension to the steering gear;

- минимальный момент инерции подвижной части;- minimum moment of inertia of the moving part;

- надежное уплотнение разъема.- reliable seal of the connector.

Гибкий опорный шарнир, являясь упругим подвесом, представляет собой шарнирный узел, который устанавливается между подвижной и неподвижной частями соплового блока и обеспечивает пространственное отклонение сопла за счет упругих деформаций и элементов из слоев низкомодульного эластомера (0,2^±0,02 МПа) при коэффициенте Пуассона 0,4995.A flexible supporting hinge, being an elastic suspension, is a hinge assembly that is installed between the movable and fixed parts of the nozzle block and provides spatial deviation of the nozzle due to elastic deformations and elements from the layers of a low-modulus elastomer (0.2 ^{± 0.02} MPa) with a Poisson's ratio 0.4995.

Сочетание вулканизованных слоев резины и композита на основе углеродной ткани с электроосажденной медью и эпоксидным связующим в пакете эластичного подвижного шарнира обеспечивает устойчивость тарелей и необходимую сдвиговую прочность.The combination of vulcanized layers of rubber and a composite based on carbon fabric with electrodeposited copper and an epoxy binder in an elastic flexible joint package provides plate stability and the necessary shear strength.

Предлагаемая конструкция позволяет снизить массу и повысить надежность гибкого опорного шарнира, используемого в конструкции поворотных управляющих сопел ракетных двигателей твердого топлива.The proposed design allows to reduce weight and increase the reliability of the flexible support hinge used in the design of rotary control nozzles of solid propellant rocket engines.

Claims

A flexible support hinge containing alternating layers of elastomer and reinforcing plates installed between the supporting elements, characterized in that the reinforcing plates are made of composite material reinforced with carbon fabric, while the surface layer of carbon fabric is filled with electrodeposited copper.