РЕГУЛИРУЮЩИЙ УЗЕЛ Российский патент 2014 года по МПК F16B9/02 

Регулирующий узел предназначен для углового регулирования конструкций в небольшом диапазоне с высокой точностью. Область применения разработанной конструкции - точное угловое регулирование силовых конструкций в производственных условиях с последующим применением зафиксированного узла при выведении КА, а также на целевой орбите в условиях вакуума, экстремально низких и высоких температур (в тени и на солнце), воздействия радиации, без дополнительной защиты данной конструкции.

Из патентной литературы известен регулирующий узел, содержащий элемент, скрепляющий силовую конструкцию с базовым основанием (см., например, патент США №4456206, опубл. 26.01.1984 г., МКИ В64D 11/00, НКИ 224/118.5).

Однако данный регулирующий узел не обладает способностью углового регулирования с высокой точностью.

Задачей разработки предлагаемого регулирующего узла является создание устройства, технический результат которого, достигаемый при изготовлении и работе - обеспечение углового регулирования силовой конструкции больших габаритных размеров с высокой точностью, обеспечение требуемого (небольшого) диапазона регулирования, восприятие большой поперечной нагрузки от силовой конструкции при выведении космического аппарата (КА), обеспечение стойкости к радиационному воздействию на узел, обеспечение возможности регулирования с сохранением точности до 20 раз, обеспечение минимального количества деталей, их минимальных размеров и массы, обеспечение высокой технологичности, коррозионной стойкости и ремонтопригодности.

Указанные технические результаты достигаются тем, что в регулирующем узле, содержащем соединительный элемент, скрепляющий силовую конструкцию с базовым основанием, в соответствии с изобретением, соединительный элемент выполнен в виде шпильки, на одном конце которой выполнен резьбовой участок, устанавливаемый на базовое для углового регулирования основание, а на другом конце выполнена резьбовая часть с мелким шагом, а также конический переход от резьбы с мелким шагом на больший диаметр шпильки с лысками для установки на базовое для углового регулирования основание; на силовой конструкции установлена втулка сферическая с координированным центром, коническим упором и отверстием для установки с зазором шпильки и возможности углового регулирования в пределах зазора, закрепленная на силовой конструкции с помощью гайки и двумя другими гайками с мелким шагом резьбы с двумя шайбами сферическими со сферическими поверхностями, ответными сферической поверхности втулки сферической, установленной на силовой конструкции и закрепленной на резьбовой части шпильки с мелким шагом; во втулке сферической выполнено дренажное отверстие с возможностью использования его и в случае заполнения внутренней полости материалом для дополнительной контровки конечного положения регулирующего узла и увеличения несущей способности к поперечным нагрузкам.

Далее предлагаемое изобретение поясняется более подробно с использованием схемного чертежа, где показан предлагаемый регулирующий узел.

Регулирующий узел содержит втулку сферическую 1, дренажное отверстие 2 в ней, внутреннюю полость 3 втулки сферической 1, резьбовую часть 4 втулки сферической 1, конический упор 5, а также сферическую поверхность 6 с координированным центром 7 на втулке сферической 1; гайку 8 на втулке сферической 1, шайбу 9 на втулке сферической 1, клей 10 для контровки гайки 8 на силовой конструкции 11, шайбу сферическую 12 с фаской 13 на ней, гайки 14, шпильку 15 с резьбовой частью 16 с мелким шагом, а также коническим переходом 17 на больший диаметр 18 шпильки 15 с лысками 19 с контровочным отверстием 20 и резьбовым участком 21 на конце; шайбу 22, устанавливаемую на базовое для углового регулирования основание 23. При этом гайки 14 законтрены проволокой 24 с пломбой 25.

Монтаж и реализация заявленного технического результата обеспечивается следующим образом.

На силовую конструкцию устанавливается втулка сферическая, имеющая конический упор и резьбовую часть для крепления втулки к силовой конструкции с помощью гайки с шайбой (при этом в силовой конструкции выполняется соответствующее отверстие для установки втулки с минимальным зазором). Такой подход обеспечивает возможность установки втулки в силовую конструкцию из металла и неметалла. Контровка гайки осуществляется стандартно с помощью клея. Кроме того, на втулке сферической выполнена сферическая поверхность (необходимая для осуществления углового поворота силовой конструкции) с координированным центром относительно технологической базы. Также во втулке сферической выполнено центральное отверстие, необходимое для установки шпильки с необходимым зазором. Параметры зазора и сферической поверхности втулки определяют величину диапазона углового регулирования. Втулка сферическая, закрепленная с помощью гайки с шайбой к силовой конструкции, закрепляется на шпильке двумя гайками и двумя шайбами сферическими. Сферическая поверхность на шайбах сферических выполнена ответной к сферической поверхности втулки сферической. Величина шайбы определяется требуемой площадью поверхности контакта со втулкой. Параметры сферической поверхности втулки и шайбы определяют несущую способность регулирующего узла к поперечным нагрузкам. Кроме того, на шайбе выполнена фаска для перехода к требуемой поверхности трения шайбы с гайкой (а также для облегчения). Также отверстие в шайбе сферической необходимо для установки шпильки, а зазор между шпилькой и шайбой определяет начальную точность установки центра вращения регулирующего узла. Конструкция шпильки состоит из резьбовой части с мелким шагом необходимой длины, включающей требуемый запас для углового регулирования (в силовой конструкции, закрепленной с помощью трех регулирующих узлов) коническим переходом на участок с большим диаметром, лысками на большем диаметре и резьбовой частью на конце. Резьбовая часть шпильки с мелким шагом определяет точность углового регулирования. Длина резьбовой части шпильки с мелким шагом в том числе определяет диапазон углового регулирования. Величина и параметры большего диаметра шпильки с коническим переходом определяют устойчивость конструкции к поперечным нагрузкам. Лыски на большем диаметре шпильки необходимы для возможности поворота шпильки при ее закручивании. Шпилька с резьбовой частью на конце с шайбой устанавливается на базовое для углового регулирования основание. Угловое регулирование с помощью разработанного узла осуществляется при последовательном повороте на требуемую величину верхней и нижней гайки на шпильке. Порядок поворота верхней и нижней гайки на шпильке определяет направление углового регулирования в силовой конструкции, закрепленной с помощью трех регулирующих узлов. Контровка верхней гайки на шпильке осуществляется проволокой с пломбой к гайке на втулке сферической. Контровка нижней гайки на шпильке осуществляется проволокой с пломбой к шпильке. Кроме того, на шпильке выполнено контровочное отверстие на большем диаметре для контровки проволокой с пломбой шпильки к базовому для углового регулирования основанию. Также для декомпрессии внутренней полости втулки сферической после фиксации регулирующего узла во время выведения на орбиту предусмотрено дренажное отверстие. При необходимости дренажное отверстие возможно использовать для залития во внутреннюю полость втулки сферической неметалла для фиксации углового положения регулирующего узла и увеличения его несущей способности к поперечным нагрузкам. Выбор материалов конструкции регулирующего узла определен задачами его разработки, поэтому втулка сферическая может быть выполнена, например, из титанового сплава, гайка с шайбой на втулке сферической, шайбы сферические на шпильке, гайки на шпильке и шпилька с шайбой из нержавеющей стали.

К достоинствам изобретенного регулирующего узла можно отнести его точность, компактность, технологичность, надежность (в том числе за счет малого числа деталей), ремонтопригодность, стойкость к температурным и радиационным воздействиям.

Изобретение относится к разъемным соединениям, а именно к узлам для углового регулирования конструкций. Регулирующий узел содержит втулку сферическую, дренажное отверстие в ней, внутреннюю полость втулки сферической, резьбовую часть втулки сферической, конический упор, а также сферическую поверхность с координированным центром на втулке сферической, гайку на втулке сферической, шайбу на втулке сферической, клей для контровки гайки на силовой конструкции, шайбу сферическую с фаской на ней, гайки, шпильку с резьбовой частью с мелким шагом, коническим переходом на больший диаметр шпильки с лысками с контровочным отверстием и резьбовым участком на конце, шайбу, устанавливаемую на базовое для углового регулирования основание. Гайки законтрены проволокой с пломбой. Изобретение позволяет повысить точность углового регулирования силовой конструкции больших габаритных размеров. 1 ил.

Регулирующий узел, содержащий соединительный элемент, скрепляющий силовую конструкцию с базовым основанием, отличающийся тем, что
соединительный элемент выполнен в виде шпильки, на одном конце которой выполнен резьбовой участок, устанавливаемый на базовое для углового регулирования основание, а на другом конце выполнена резьбовая часть с мелким шагом, а также конический переход от резьбы с мелким шагом на больший диаметр шпильки с лысками для установки на базовое для углового регулирования основание, а на силовой конструкции установлена втулка сферическая с координированным центром, коническим упором и отверстием для установки с зазором шпильки и возможности углового регулирования в пределах этого зазора, закрепленная на силовой конструкции с помощью гайки и двух других гаек с мелким шагом резьбы с двумя шайбами сферическими со сферическими поверхностями, ответными сферической поверхности втулки сферической, установленной на силовой конструкции и закрепленной на резьбовой части шпильки с мелким шагом, а во втулке сферической выполнено дренажное отверстие с возможностью использовать его и в случае заполнения внутренней полости материалом для дополнительной контровки конечного положения регулирующего узла и для увеличения несущей способности регулирующего узла к поперечным нагрузкам.