RU2691552C1

RU2691552C1 - Slings tension adjustment assembly

Info

Publication number: RU2691552C1
Application number: RU2018105426A
Authority: RU
Inventors: Евгений Дмитриевич Мироненко; Станислав Владимирович Авкельгин; Андрей Викторович Жуков; Вячеслав Васильевич Савицкий; Надежда Николаевна Старицына
Original assignee: Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва"
Priority date: 2018-02-13
Filing date: 2018-02-13
Publication date: 2019-06-14

Abstract

FIELD: astronautics.

SUBSTANCE: invention relates to power structures of housings (PSH) of mesh structure, containing sling (cables) for fixation of spacecraft elements (for example, fuel tanks). Inner part of the proposed assembly is formed by platform (1) with slings (14) fixed between inner (2) and external (3) straps by means of bracket (4) with eye (7), washers (6) and nuts (5). Two bracket supports (12, 11) for installation respectively on internal and external sides of PSH (15) are interconnected by screws (13), forming external part of assembly. Said parts of the assembly are connected to each other by means of pin (8), washer (10) and nut (9). Bracket support sides repeat PSH ribs direction.

EFFECT: increased accuracy of adjustment (provision of uniform) tension of slings, reduced weight and unification of the assembly.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к космической отрасли, в частности к составным частям, устанавливаемым на космический аппарат (КА), а именно к узлам регулировки натяжения строп, обеспечивающих закрепление конструкций.The invention relates to the space industry, in particular to the components installed on the spacecraft (SC), namely to the nodes adjusting the tension of the sling, providing fastening structures.

Стропа (ванта) - гибкий криволинейный несущий элемент, работающий на растяжение.Sling (guy) is a flexible curvilinear bearing element that works in tension.

Вантовая система - преднапряженная система, состоящая из переплетенных друг относительно друга и жестко связанных между собой вант.The cable system is a pre-stressed system consisting of mutually intertwined and rigidly intertwined cables.

Вантовая система крепления в настоящем случае используется для крепления оборудования КА, например, топливного бака высокого давления.The cable-mounting system in the present case is used to mount the equipment of the spacecraft, for example, a high-pressure fuel tank.

Наиболее близким аналогом заявленного технического решения является регулируемый узел крепления (патент №2559370 от 14.07.2015, МПК B64G 1/22), используемый для равномерного натяжения строп, удерживающих топливный бак на силовой конструкции корпуса (СКК) КА. Данный регулируемый узел крепления содержит комплект крепежных элементов - болты, шайбы сферические, гайки и втулки с наружной резьбой, а также второй комплект крепежных элементов, площадку углепластиковую со стропами, закрепленную между накладкой и первым кронштейном, соединенным со вторым и третьим кронштейнами посредством крепежных элементов. Известное решение принято за прототип изобретения.The closest analogue of the claimed technical solution is an adjustable mount (patent No. 2559370 dated 07/14/2015, IPC B64G 1/22), used for uniform tension of the sling, holding the fuel tank on the power structure of the hull. This adjustable fastener contains a set of fasteners - bolts, spherical washers, nuts and bushings with an external thread, as well as a second set of fasteners, a carbon fiber pad with slings fixed between the cover plate and the first bracket connected to the second and third brackets by means of fasteners. Known decision adopted for the prototype of the invention.

Недостатками прототипа являются неравномерное натяжение и низкая точность регулировки натяжения строп, большая масса конструкции, а также отсутствие возможности универсального применения узла (на конструктивно разных СКК КА).The disadvantages of the prototype are uneven tension and low accuracy of adjustment of the tension of the sling, a large mass of the structure, as well as the lack of the possibility of universal use of the node (on structurally different spacecraft CCMs).

Приведенные выше недостатки известного изобретения существенно влияют на работоспособность вантовой системы и снижают ее надежность. Для повышения надежности вантовой системы необходимо обеспечить устойчивую работу всех строп при внешних воздействиях, т.е. обеспечить равномерное натяжение строп.The above disadvantages of the known invention significantly affect the performance of the cable system and reduce its reliability. To improve the reliability of the cable system, it is necessary to ensure the stable operation of all lines under external influences, i.e. to ensure uniform tension sling.

Неравномерное натяжение строп происходит вследствие неточности изготовления вантовой системы и неточности изготовления СКК КА. Под неточностью изготовления вантовой системы подразумевается разность длин и толщин строп и наличие в них остаточных напряжений. Разность длин и толщин строп возникает по причине неидеальной геометрии оснастки и отклонения положения строп при намотке вантовой системы. Остаточные напряжения являются следствием непостоянства значения силы натяжения при намотке вантовой системы. Неточность изготовления СКК КА приводит к разной удаленности накладок опорных относительно продольной оси СКК КА, что оказывает существенное влияние на перераспределение усилий в стропах. Существующий регулируемый узел крепления не позволяет обеспечить равномерное натяжение строп под действием вышеперечисленных факторов.Uneven tension of the sling occurs due to inaccuracies in the manufacture of the cable system and inaccuracies in the manufacture of the CCM KA. Under the inaccuracy of the manufacture of the cable system means the difference in length and thickness of the lines and the presence of residual stresses in them. The difference in lengths and thicknesses of the lines arises because of the non-ideal geometry of the tooling and the deviation of the position of the lines when winding the cable system. The residual stresses are a consequence of the inconstancy of the value of the tension force when winding the cable system. The inaccuracy of production of a spacecraft CCM leads to a different distance of the overlays of the support plates relative to the longitudinal axis of the CCM spacecraft, which has a significant impact on the redistribution of efforts in the lines. The existing adjustable attachment point does not allow for uniform tension of the lines under the action of the above factors.

Низкая точность регулировки натяжения, большая масса и невозможность универсального использования узла на конструктивно разных СКК обусловлены конструктивными недостатками узла, а именно наличием двух комплектов крепежных элементов (болт, сферическая шайба, гайка и втулка с наружной резьбой).The low accuracy of the tension adjustment, the large mass and the impossibility of universal use of the assembly on structurally different CCMs are caused by the design flaws of the assembly, namely, the presence of two sets of fasteners (bolt, spherical washer, nut and sleeve with external thread).

Низкая точность регулировки характеризуется необходимостью попеременной регулировки с одинаковым шагом двух комплектов крепежных элементов, что усложняет процесс натяжки строп и оказывает существенное влияние на их равномерное натяжение. Кроме того гайки и втулки с наружной резьбой имеют относительно большой шаг резьбы, что также снижает точность регулировки натяжения строп.Low adjustment accuracy is characterized by the need to alternately adjust with the same pitch of two sets of fasteners, which complicates the process of stretching the lines and has a significant effect on their uniform tension. In addition, nuts and bushings with external threads have a relatively large thread pitch, which also reduces the accuracy of adjustment of the sling tension.

Универсальное использование узла регулировки натяжения на конструктивно разных СКК ограничивается увеличенными размерами конструкции, и организацией двух посадочных мест.The universal use of the tension control unit on structurally different CCMs is limited by the increased size of the structure, and the organization of two seats.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение равномерного натяжения строп, повышение точности регулировки натяжения строп, снижение собственной массы, обеспечение возможности универсального использования узла регулировки натяжения (на конструктивно разных СКК КА).The problem to which the invention is directed, is to ensure uniform tension of the sling, improving the accuracy of adjusting the tension of the sling, reducing its own weight, ensuring the possibility of universal use of the tension control unit (on structurally different CCM KA).

Поставленная задача решается тем, что в узле регулировки натяжения строп, площадка со стропами закреплена между накладкой внутренней и накладкой внешней посредством скобы с проушиной, шайб и гаек, образуя внутреннюю часть узла, а два кронштейна для установки с внутренней и внешней сторон силовой конструкции корпуса соединены между собой винтами, образуя внешнюю часть узла, при этом внутренняя и внешняя части узла соединены между собой при помощи комплекта крепежных элементов, в состав которого входят шпилька, шайба и гайка. Грани накладки опорной и накладок ответных повторяют направление ребер СКК КА.The task is solved by the fact that in the tension adjustment unit the sling, the platform with the slings is fixed between the inner lining and the outer lining by means of a bracket with eye, washers and nuts, forming the inner part of the unit, and two brackets for installation from the inner and outer sides of the hull's power structure are connected between themselves with screws, forming the outer part of the assembly, while the inner and outer parts of the assembly are interconnected by means of a set of fasteners, which consists of a stud, a washer and a nut. The faces of the support lining and the response lining repeat the direction of the edges of the CCM SC.

Равномерное натяжение строп обеспечивается исключением влияния разности длин и остаточных напряжений строп при затяжке узла. Для этого площадка со стропами имеет возможность поворота относительно продольной и поперечной оси узла (самопроизвольно регулируется в пространстве в зависимости от разности длин и остаточных напряжений строп), за счет соединения скобы и проушины по типу шарнира. Равноудаленность посадочных поверхностей кронштейнов относительно продольной оси СКК КА, обеспечивается их механической обработкой в составе СКК КА с заданным допуском.Uniform tension of the sling is ensured by eliminating the effect of the difference in length and residual stresses of the sling when the knot is tightened. For this, the platform with slings has the ability to rotate relative to the longitudinal and transverse axis of the node (spontaneously adjustable in space depending on the difference in length and residual stresses of the sling), due to the connection of the bracket and eyelet according to the type of hinge. The equidistance of the mounting surfaces of the brackets relative to the longitudinal axis of the CCM KA is ensured by their machining as part of the CCM KA with a specified tolerance.

Высокая точность регулировки натяжения строп обеспечивается использованием одного элемента регулировки натяжения строп (вместо двух) и малым шагом резьбы шпильки.High accuracy of adjustment of the tension of the sling is ensured by using one element of adjustment of the tension of the sling (instead of two) and a small thread pitch of the stud.

Снижение массы узла регулировки натяжения обусловлено использованием одного элемента регулировки натяжения строп (вместо двух), что позволяет максимально уменьшить габаритные размеры.The weight reduction of the tension control unit is due to the use of one element for adjusting the tension of the sling (instead of two), which allows to reduce the overall dimensions as much as possible.

Возможность универсального использования узла регулировки натяжения на конструктивно разных СКК, обеспечивается модификацией кронштейнов в части изменения внутренних граней, повторяющих направление ребер СКК КА.The possibility of universal use of the tension adjustment unit on structurally different CCMs is provided by modifying the brackets in terms of changing the internal faces repeating the direction of the edges of the CCM SC.

В качестве примера элемента конструкции в заявляемом техническом решении был принят топливный бак.As an example of a structural element in the claimed technical solution a fuel tank was adopted.

Сущность изобретения поясняется фигурами чертежей, где представлены:The invention is illustrated by the figures of the drawings, where:

- фиг. 1 - размещение узлов регулировки натяжения и топливного бака на СКК КА;- FIG. 1 - placement of the tension adjustment units and the fuel tank at the CCM SC;

- фиг. 2 - узел регулировки натяжения на СКК КА;- FIG. 2 - the tension adjustment unit at the CCM SC;

- фиг. 3, 4 - узел регулировки натяжения в разрезе.- FIG. 3, 4 - section of tension adjustment in the section.

Регулируемый узел крепления топливного бака 16 состоит из внутренней части, внешней части и комплекта крепежных элементов. Внутренняя часть включает в себя площадку 1 со стропами 14, накладку внутреннюю 2 и накладку внешнюю 3, а также скобу 4, удерживающую проушину 7. Внешняя часть включает в себя кронштейны 11, 12 и винты 13. Грани кронштейнов 11, 12 повторяют направление ребер СКК КА 15, для исключения их перемещения относительно СКК КА 15. Внутренняя часть соединяется с внешней частью посредством комплекта крепежных элементов, включающего в себя шпильку 8, гайку 9 и шайбу 10.Adjustable mounting of the fuel tank 16 consists of the inner part, the outer part and a set of fasteners. The inner part includes the platform 1 with the lines 14, the inner lining 2 and the outer lining 3, as well as the bracket 4 holding the eye 7. The outer part includes brackets 11, 12 and screws 13. The edges of the brackets 11, 12 repeat the direction of the CCM ribs KA 15, to avoid their movement relative to the CCM KA 15. The inner part is connected to the outer part by means of a set of fasteners, including a pin 8, a nut 9 and a washer 10.

Крепление топливного бака 16 к СКК КА 15 осуществляется следующим образом (фиг. 3, 4).The fastening of the fuel tank 16 to the CCM KA 15 is carried out as follows (Fig. 3, 4).

Площадка 1, со стропами 14, устанавливается между накладкой внутренней 2 и накладкой внешней 3, при этом совмещаются отверстия площадки 1, накладки внутренней 2 и накладки внешней 3. В отверстия со стороны накладки внешней 3 устанавливается скоба 4 с проушиной 7. Со стороны накладки внутренней 2 на резьбовые части скобы 4 одеваются шайбы 6 и затягиваются гайки 5 моментным ключом. На контактирующие поверхности деталей 2 и 3 наносится клей, гайки 5 стопорятся. Перечисленные выше операции выполняются во всех узлах вантовой системы.The platform 1, with the slings 14, is installed between the lining of the inner 2 and the lining of the outer 3, while the openings of the platform 1, the lining of the inner 2 and the lining of the outer 3 are aligned. In the holes on the side of the lining of the outer 3, the bracket 4 is fixed to the eye 7. On the lining side of the inner 2 on the threaded parts of the bracket 4 dress the washers 6 and tighten the nuts with the 5 torque wrench. Glue is applied to the contacting surfaces of parts 2 and 3, the nuts 5 are locked. The above operations are performed in all nodes of the cable system.

На грани СКК КА 15 устанавливаются кронштейны 11 и 12, предварительно покрытые клеем по контактирующим поверхностям, при этом, кронштейны 11 - с внешней стороны СКК КА 15, а кронштейны 12 - с внутренней. Кронштейны 11 и 12 фиксируются винтами 13. Винты 13 стопорятся. Выполняется механическая обработка бобышек всех кронштейнов 11 в размер К1.Brackets 11 and 12, pre-coated with glue on the contacting surfaces, are mounted on the edge of the CCM KA 15, with the brackets 11 on the outer side of the CCM KA 15, and the brackets 12 on the internal one. The brackets 11 and 12 are fixed with screws 13. Screws 13 are locked. Performed machining bosses all brackets 11 in size K1.

С внешней стороны СКК КА 15 через сквозное отверстие кронштейна 11 в резьбовое отверстие проушины 7 вкручивается шпилька 8, до упора при помощи шлица, после чего на шпильку 8, со стороны шлица, одевается шайба 10 и наживляется гайка 9. Данная операция выполняется во всех узлах вантовой системы.From the outer side of the CCM KA 15, the pin 8 is screwed through the through hole of the bracket 11 into the threaded hole of the eyelet 7, until it stops with the aid of a slot, then a washer 10 is put on the side of the slot and the nut 9. This operation is performed in all units cable system.

Для регулировки натяжения строп 14, необходимо закручивать гайки 9 в пол оборота, попеременно, в узлах расположенных друг напротив друга. При этом направляющая часть проушины 7 входит в направляющую часть кронштейна 11 по плотной посадке, обеспечивая требуемое направление натяжки. Операцию выполнять до достижения размера К2 (расчетное значение, обеспечивающее требуемое усилие в стропах).To adjust the tension of the sling 14, it is necessary to tighten the nuts 9 half a turn, alternately, in the nodes located opposite each other. When this guide part of the eyelets 7 is included in the guide part of the bracket 11 by a tight fit, providing the desired direction of tension. Perform the operation before reaching the size of K2 (calculated value that provides the required force in the slings).

Для контроля натяжения строп используются тензометрические датчики или специальные механические устройства (на фиг. 1, 2, 3, 4 не показаны).To control the tension of the lines, strain gauges or special mechanical devices are used (not shown in Figures 1, 2, 3, 4).

Соединение скобы 4 и проушины 7 по типу шарнира обеспечивает поворот площадки 1 относительно продольной и поперечной оси узла, тем самым учитывая остаточные напряжения в стропах 14 и разницу их длин (исключает влияние неточности изготовления вантовой системы на распределение усилий в стропах). Механическая обработка посадочных поверхностей кронштейнов 11 в размер К1 с заданным допуском, обеспечивает их равноудаленность относительно продольной оси СКК КА 15 (исключает влияние неточности изготовления СКК КА 15 на распределение усилий в стропах).The connection of the bracket 4 and the lugs 7 according to the type of hinge ensures the rotation of the platform 1 relative to the longitudinal and transverse axis of the node, thereby taking into account the residual stresses in the lines 14 and the difference in their lengths (eliminates the influence of inaccurate manufacturing of the cable system on the distribution of forces in the lines). Mechanical treatment of the seating surfaces of the brackets 11 in size K1 with a specified tolerance ensures their equidistance relative to the longitudinal axis of the CCM KA 15 (eliminates the effect of inaccuracies in the manufacture of the CCM KA 15 on the distribution of effort in the lines).

Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение равномерного натяжения строп, повышение точности регулировки натяжения строп (не менее чем в 2 раза), снижение собственной массы (не менее чем в 1,5 раза), возможность универсального использования регулируемого узла крепления (на конструктивно разных СКК КА).The technical result of the present invention is to ensure uniform tension of the sling, improving the accuracy of adjusting the tension of the sling (at least 2 times), reducing its own weight (not less than 1.5 times), the possibility of universal use of an adjustable attachment site (on structurally different CCM KA ).

Claims

1. Tension adjustment unit of a sling containing a platform with slings, two brackets for installation from the inside and outside of the hull's power structure, the shape of which is chosen from the condition of excluding their movement relative to the hull's power structure, characterized in that the platform with the slings is fixed between the inner and with an external lining using a bracket with eye, washers and nuts, forming the inner part of the assembly, and two mounting brackets on the inner and outer sides of the hull's power structure are connected between screws, forming the outer part of the node, while the inner and outer parts of the knot are interconnected by means of a set of fasteners, which consists of a stud, washer and nut.

2. The node under item 1, characterized in that the edges of the brackets repeat the direction of the edges of the power structure of the housing.