ВИНТОВОЙ ЗАЖИМ ДЛЯ СТЯГИВАНИЯ СТЫКОВ Российский патент 1994 года по МПК F16B21/06 

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано, например, для стягивания стыков космических конструкций.

Известны зажимы, например, тиски стуловые по ГОСТу 7225-54 (Справочник металлиста, т. 4, с. 698, М. : Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1959), которые состоят из неподвижного рычага, крепящегося к опоре и имеющего ось, на которой установлен подвижный рычаг. Силовой винт через отверстие в подвижном рычаге установлен в резьбе неподвижного рычага, а опорный торец силового винта упирается в подвижный рычаг со стороны, противоположной неподвижному рычагу.

Сжимание и разжимание рычагов осуществляется вращением зажимного винта с помощью ручки.

Однако разжимание рычагов с помощью ручки требует затраты времени и является неприемлемым в аварийных обстоятельствах.

Известен зажим винтовой для стягивания стыков, состоящий из двух соединенных шарнирно двуплечих рычагов и установленного на первом рычаге силового самотормозящегося винта [1] .

Зажим содержит двуплечий рычаг, шарнирно соединенный посредством пальца с другим двуплечим рычагом. Рычаги подпружинены друг относительно друга пружиной растяжения. На одном из рычагов установлен силовой самотормозящийся винт, сферический конец которого взаимодействует со сферическим подпятником, выполненным на другом рычаге.

Между губками рычагов расположены фланцы стыкуемых космических конструкций.

Стягивание стыка космических конструкций при установке зажима осуществляется вращением силового самотормозящегося винта с помощью моментного ключа по часовой стрелке.

При этом сферический конец винта давит на сферический подпятник рычага, который поворачивается вокруг оси пальца, стык конструкций зажимается. Снятие зажима осуществляется вращением винта с помощью моментного ключа против часовой стрелки. При этом сферический конец перестает давить на сферический подпятник рычага и он под действием пружины поворачивается вокруг оси пальца.

Стык конструкций и освобождается от зажима.

Однако снятие зажима вращением винта с помощью моментного ключа в условиях ограниченного пространства космического корабля требует затраты времени, что неприемлемо в аварийных обстоятельствах космического полета, так как любое промедление ставит под угрозу жизнь экипажа.

Целью изобретения является обеспечение экстренного раскрытия зажима.

Это достигается тем, что в известный зажим винтовой для стягивания стыков преимущественно космических конструкций, состоящий из двух двуплечих рычагов и установленного на первом рычаге силового самотормозящегося винта, взаимодействующего с вторым рычагом, введен корпус, на котором выполнена бобышка, снабженная многозаходной самоотвинчивающейся под действием осевой силы резьбой, которая взаимодействует с pезьбой, выполненной на первом рычаге, при этом силовой самотормозящийся винт установлен в корпусе, который снабжен прикрепленной одним концом к корпусу, а другим - к первому рычагу пружиной кручения, ось которой совпадает с осью силового самотормозящегося винта, кроме того, корпус снабжен ограничителем поворота корпуса и взаимодействует с подпружиненной защелкой, установленной на первом рычаге.

На фиг. 1 изображен зажим разрез; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1; (в положении перед экстренным раскрытием); на фиг. 3 - то же, в положении после экстренного раскрытия; на фиг. 4 - вид по стрелке Б в положении перед экстренным раскрытием; на фиг. 5 - то же, в положении после экстренного раскрытия; на фиг. 6 - узел I на фиг. 1; на фиг. 7 - сечение В-В на фиг. 1.

Зажим содержит двуплечий pычаг 1, шарнирно соединенный посредством пальца 2 с двуплечим рычагом 3. Рычаги подпружинены друг относительно друга пружиной 4 растяжения. На одном из рычагов установлен силовой самотормозящийся винт 5, сферический конец которого взаимодействует со сферическим подпятником, выполненным на другом рычаге. Между губками рычагов pасположены фланцы стыкуемых космических конструкций 6 и 7.

Кроме того, зажим содержит втулку с многозаходной самоотвинчивающейся резьбой 8 и корпус 9 с цилиндрической бобышкой, внутри которой расположен силовой самотормозящийся винт. На корпусе втулки смонтирован ограничитель 10 поворота, а внутри корпуса - пружина 11 кручения, один конец которой закреплен на корпусе, а другой через штифт 12 связан с двуплечим рычагом. На этом же рычаге на оси 13 установлена защелка 14, которая снабжена упором 15, подпружинена пружиной 16, один конец которой с помощью винта 17 закреплен на защелке, а другой с помощью такого же винта связан с двуплечим рычагом.

На фиг. 2 показана поверхность 18 нажатия защелки; на фиг. 3 показано, что при раскрытии зажима угол поворота корпуса β; на фиг. 4 - ограничивающая поверхность для упора защелки 19; на фиг. 6 - регулировочные прокладки 20 и торец втулки с многозаходной самоотвинчивающейся резьбой 21.

Перед использованием описываемого зажима необходимо привести его в положение, изображенное на фиг. 7.

В этом положении пружина 11 закручена, корпус 9 удерживается от поворота защелкой 14. Упор защелки 15 не касается ограничивающей поверхности 19 (см. фиг. 4).

Стягивание стыка космических конструкций 6 и 7 (см. фиг. 1) при установке зажима осуществляется вращением силового самотормозящегося винта 5 с помощью моментного ключа. При этом сферический конец винта 5 давит на сферический подпятник двуплечего рычага 1.

В результате рычаг поворачивается вокруг оси пальца 2, стык конструкций 6 и 7 зажимается.

По оси винта 5 действует сила
P₂= (P₁×l₁)/l₂ кгс, где Р₁ - сила сжатия стыков, кгс;
l₁ - расстояние от оси пальца до точки приложения силы Р₁, мм;
l₂ - расстояние от оси пальца до оси винта, мм.

Так как силовой винт 5 имеет самотормозящуюся резьбу, то зажим удерживает стык конструкций в стянутом положении.

Для аварийного снятия зажима необходимо нажать на поверхность 18 защелки (см. фиг. 2), при этом защелка поворачивается вокруг оси 13 и освобождает корпус 9. Под действием силы Р₂ корпус 9 вместе с силовым винтом 5 и втулкой 8 (см. фиг. 6) поворачивается на многозаходной самоотвинчивающейся резьбе на угол β и занимает положение, изображенное на фиг. 4. При этом упор 10 ударяется в торец рычага 3 и препятствует дальнейшему вращению корпуса 9. Защелка 14 под действием пружины 16 возвращается в исходное положение.

Упор 15 защелки касается поверхности 19 рычага и удерживает защелку в исходном положении (см. фиг. 5).

При повороте корпуса 9 вместе с винтом 5 на угол β по самоотвинчивающейся резьбе винт 5 перемещается по оси на величину С (см. фиг. 1).

C= (t×β)/360^°, мм, где t - шаг самоотвинчивающейся резьбы, мм.

В представленной конструкции β = = 125^о, t = 20 мм, следовательно, винт 5 при повороте вместе с корпусом 9 перемещается по оси на величину С = 7 мм.

Сферический конец винта 5 перестает давить на рычаг 1, и он под действием пружины 4 поворачивается вокруг оси пальца 2. Стык конструкций 6 и 7 освобождается от зажима.

При аварийном раскрытии зажима под действием силы Р₂ в многозаходной самоотвинчивающейся резьбе возникает момент
М = Р₂ r tg/α + β/ где r - средний радиус самоотвинчивающейся резьбы;
α - угол подъема самоотвинчивающейся резьбы;
β - угол трения.

Момент М действует, как показано на фиг. 7, на завинчивание втулки 8 на цилиндрической бобышке корпуса 9, так как эта резьба правая.

Чтобы не происходило довинчивание резьбы при аварийном раскрытии зажима, втулка 8 при установке затягивается моментом М₁ ≥ М до упора в корпус 9.

Самоотвинчивающаяся резьба выполнена 4-заходной, что позволяет регулировать угловое положение корпуса 9 при сборке.

Окончательная регулировка положения корпуса при сборке осуществляется подшлифовкой торца 21 втулки 8 или установкой регулировочных прокладок 20 между корпусом и втулкой (см. фиг. 6).

Изложенный выше принцип работы зажима винтового для стягивания стыков космических конструкций показывает, что при возникновении аварийной ситуации одно лишь нажатие на защелку приводит к мгновенному раскрытию зажима под действием реактивной силы за счет одновременного поворота и осевого перемещения в многозаходной самоотвинчивающейся резьбе корпуса и установленного в нем силового самотормозящегося винта.

Таким образом, предлагаемое решение позволяет обеспечить экстренное раскрытие зажима винтового, что чрезвычайно важно в аварийных обстоятельствах космического полета. (56) 1. Чертеж. Зажим винтовой N 334.4973. 006, 1982.

Сущность изобретения: зажим содержит два шарнирно соединенных и связанных пружиной растяжения двуплечих рычага. В резьбовом отверстии первого рычага установлена самоотвинчивающаяся при действии осевой силы втулка. В резьбовом отверстии втулки установлен самотормозящийся при действии осевой нагрузки винт, контактирующий с вторым рычагом. На первом рычаге установлена пружина кручения, закрепленная на втулке, причем ее геометрическая ось совпадает с осью винта. На втулке закреплен ограничитель поворота, взаимодействующий с подпружиненной защелкой, смонтированной на первом рычаге. Для быстрого раскрытия зажима достаточно нажать на защелку. 7 ил.

ВИНТОВОЙ ЗАЖИМ ДЛЯ СТЯГИВАНИЯ СТЫКОВ, преимущественно космических конструкций, содержащий два шарнирно соединенных и связанных пружиной растяжения двуплечих рычага, самотормозящийся при действии осевой нагрузки винт, находящийся в контакте с вторым рычагом, отличающийся тем, что он снабжен установленными на первом рычаге самоотвинчивающейся под действием осевой силы втулкой с наружной многозаходной и внутренней резьбами и бобышкой, пружиной кручения, закрепленной на втулке, геометрическая ось которой совпадает с осью винта, подпружиненной защелкой, установленным на втулке ограничителем поворота, смонтированным с возможностью взаимодействия с подпружиненной защелкой, при этом на первом рычаге выполнено резьбовое отверстие, втулка установлена в резьбовом отверстии этого рычага, а винт - в резьбовом отверстии втулки.