СПОСОБ КОНТРОЛЯ УСИЛИЯ ЗАТЯЖКИ ЗАМКОВ ЗАЧЕКОВКИ Российский патент 2025 года по МПК G01L5/24 B64G1/00 

Настоящее изобретение относится к области механизмов для удержания и освобождения подвижных элементов конструкций трансформируемых механических систем или для удержания и освобождения составных частей устройств отделения малых космических аппаратов (КА).

Из существующего уровня техники известны способы, осуществляющие контроль усилия затяжки, основанные на замере удлинений болта, по величине крутящего момента затяжки, применении встраиваемых предельных устройств (фрикционных муфт), использовании тензорезисторных преобразователей и по показаниям встроенных индикаторов [Г.Б. Иосилевич, Ю.В. Шарловский. Затяжка и стопорение резьбовых соединений. - М.: Машиностроение, 1971, с. 21-27].

Также известен способ контроля уровня затяжки стального болта или шпильки (патент РФ 2456562, G01L 5/24, 20.07.2012), согласно которому на контролируемой поверхности стержня стального болта или шпильки полюсом намагничивающего устройства стержнового типа создают локальную область с остаточной намагниченностью металла, измеряют нормальную составляющую поля над серединой этой локальной области, и по измеренному значению магнитного поля определяют величину механического напряжения стержня стального болта или шпильки.

Также известен способ контроля усилия затяжки реализованный в устройстве для контроля усилий в резьбовых соединениях (патент СССР 1352263, G01D 5/24, 15.11.1987), содержащем измеритель деформации и подкладной упругий элемент, включающий в себя стопорное кольцо и две концентричные шайбы с кольцевыми проточками на конических поверхностях. При этом шайбы упругого элемента сопряжены по конической поверхности и поджаты одна к другой до совпадения проточек в единый кольцевой канал, в который введено стопорное кольцо. Подкладной упругий элемент устанавливают между стягиваемым элементом и гайкой, затем затягивают гайку и с помощью измерителя деформации контролируют диаметр шайбы упругого элемента.

Также известен способ контроля усилия затяжки резьбовых соединений (патент РФ 2401423 С1, G01L 5/24, 10.10.2010), согласно которому резьбовое соединение подвергают испытанию, для чего фиксируют и нагружают болт осевой силой, затем фиксируют величину контролируемого параметра (радиальную деформацию гайки), после чего затяжку резьбового соединения выполняют до достижения величины контролируемого параметра, а контроль усилия затяжки осуществляют по радиальной деформации гайки с помощью датчика радиальной деформации, устанавливаемого у опорного торца гайки на магнитных кронштейнах.

Способ контроля усилия затяжки принят за прототип, так как контроль усилия затяжки осуществляется по деформации упругого элемента (гайки) путем ее сравнения с контрольным значением деформации данного упругого элемента при номинальном усилии затяжки резьбового соединения.

Недостатками данных технических решений являются:

невозможность контроля усилия затяжки при отсутствии доступа к гайке или нагруженному участку резьбовой шпильки;

невозможность контроля усилия затяжки крепежа или деталей, изготовленных из немагнитных материалов;

необходимость введения в состав конструкции дополнительных контрольных элементов не участвующих в работе механизма;

необходимость применения специализированного высокоточного оборудования и датчиков для контроля малых деформаций, не регистрирующихся при использовании ручного инструмента.

Для предлагаемого изобретения выявлены следующие общие с прототипом существенные признаки: способ контроля усилия затяжки замков зачековки, характеризующийся тем, что производят затяжку замка до достижения расчетного значения изгиба упругого деформируемого элемента, после чего на этапе эксплуатации замка контролируют усилие затяжки, сравнивая текущие значения измеренного изгиба деформируемого элемента с расчетным значением изгиба данного элемента.

Техническая проблема, на решение которой направлено заявляемое изобретение заключается в реализации способа контроля усилия затяжки замков зачековки (в том числе замков зачековки подвижных элементов механических систем КА), обеспечивающего:

контроль усилия затяжки функциональных (разделяющихся при срабатывании) стыков замков зачековки при их взведении и нагружении без использования специализированного и высокоточного измерительного оборудования;

контроль усилия затяжки функциональных стыков замков зачековки при отсутствии доступа к элементам резьбового соединения (гайке и резьбовой шпильке);

контроль усилия затяжки функциональных стыков замков зачековки изготовленных как из магнитных, так и из немагнитных материалов;

контроль сохранения усилия затяжки функциональных стыков замков зачековки после проведения испытаний на воздействие вибрационных нагрузок и термоциклирования;

контроль усилия затяжки функциональных стыков замков с помощью ручных средств измерений (например, штангенциркуль).

Поставленная задача решается за счет того, что способ контроля усилия затяжки замков зачековки, характеризующийся тем, что производят затяжку замка до достижения расчетного значения изгиба (деформации) упругого деформируемого элемента, после чего на этапе эксплуатации замка контролируют усилие затяжки, сравнивая текущие значения измеренного изгиба деформируемого элемента с расчетным (контрольным) значением изгиба данного элемента, выполняют так, что изгибание деформируемого элемента, являющегося элементом механизма замка зачековки, производят одновременно с затяжкой замка путем приложения к деформируемому элементу расчетного удерживающего усилия, при этом затяжку замка выполняют до достижения расчетного положения деформируемого элемента; контроль изгиба (деформации) деформируемого элемента осуществляют ручным измерительным инструментом, причем контролируемое значение изгиба деформируемого элемента должно быть не менее 1 мм при расчетном удерживающем усилии соответствующем номинальному усилию затяжки и достигается конструктивной жесткостью деформируемого элемента.

Достигаемый технический результат заключается в упрощении контроля усилия затяжки при изготовлении и эксплуатации замков зачековки КА приводящем к обеспечению возможности оперативного контроля усилия затяжки на всех этапах изготовления изделий, что в свою очередь способствует повышению надежности замков зачековки и КА в целом.

Изобретение поясняется чертежами, которые не охватывают и не ограничивают весь объем притязаний данного технического решения, а являются лишь иллюстрирующими материалами частного случая выполнения:

На фиг. 1 - схема настройки замка зачековки с упругим элементом.

На фиг. 2 - положение упругого элемента после снятия нагрузки.

Один из элементов механизма замка зачековки, нагрузка на который пропорциональна усилию затяжки функционального стыка замка, изготавливается в виде упругого деформируемого элемента, изгибающегося (деформирующегося) на заданную величину, соответствующую расчетному значению изгиба при номинальном усилии затяжки стыка замка. Обеспечение усилия затяжки стыка при настройке замка осуществляется путем затяжки резьбового соединения, стягивающего стык, с одновременным приложением расчетного удерживающего усилия к упругому элементу, удерживающему механизм замка от срабатывания. При этом затяжка производится до обеспечения соответствия положения контрольной точки на упругом элементе расчетному положению. Положение контрольной точки определяется расчетом и соответствует номинальному усилию затяжки при оптимальном положении элементов механизма замка с учетом деформации упругого элемента при расчетном удерживающем усилии. После настройки замка, контроль усилия затяжки стыка, в том числе после перевзведения замка в процессе эксплуатации, сводится к контролю положения контрольной точки на предмет соответствия расчетному значению.

Способ контроля усилия затяжки замков зачековки, реализованный в механической системе адаптации, являющейся системой отделения малых КА, заключается в том, что контроль усилия Р₁ затяжки стыка Ф замка осуществляется путем измерения размера L, характеризующего деформацию изгиба элемента 1 механизма замка, причем в конструкции данного элемента выполняется гибкий участок, жесткость которого обеспечивает значение изгиба элемента 1 не менее 1 мм в контрольной точке, что будет соответствовать точности контроля усилия затяжки ±5% при цене деления ручного измерительного инструмента 0,05 мм.

Измеренное значение размера L (характеризующего деформацию) сравнивается с опорным значением размера L определенного расчетом для номинального усилия затяжки Р₁ и настроенного путем затяжки стыка Ф при действии расчетного усилия удержания Р₂.

Настройка усилия затяжки Р₁ стыка Ф замка осуществляется при первом взведении замка путем затяжки стыка при действии номинального усилия удержания Р₂ до обеспечения соответствия размера L расчетному значению, соответствующему номинальному значению усилия Р_1.

Благодаря применению данного способа упрощается настройка и последующий контроль усилия затяжки стыков замков зачековки, так как не требуется использование специализированного и высокоточного измерительного оборудования. Также, за счет уменьшения трудоемкости изготовления и эксплуатации замков зачековки возможно снижение стоимости изготовления и испытаний механических устройств КА и КА в целом.

Изобретение относится к области механизмов для удержания и освобождения подвижных элементов конструкций трансформируемых механических систем или для удержания и освобождения составных частей устройств отделения малых космических аппаратов (КА). Способ заключается в том, что контроль усилия затяжки стыка замка осуществляется путем измерения размера, характеризующего деформацию элемента механизма замка. При этом конструкция данного элемента обеспечивает значение деформации, достаточное для контроля с помощью ручного измерительного инструмента при номинальном усилии затяжки, а измеренное значение изгиба (деформации) сравнивается с опорным значением данного размера, определенного расчетом для номинального усилия затяжки и настроенного путем затяжки стыка при действии расчетного усилия удержания. Настройка усилия затяжки стыка замка осуществляется при взведении замка путем затяжки стыка замка при действии усилия удержания до обеспечения соответствия контролируемого размера расчетному значению, соответствующему номинальному значению усилия затяжки. Технический результат заключается в повышении технологичности замков зачековки в части обеспечения контроля усилия затяжки при изготовлении и эксплуатации замков, а также при изготовлении КА в целом. 2 ил.

Способ контроля усилия затяжки замков зачековки, характеризующийся тем, что производят затяжку замка до достижения расчетного значения изгиба упругого деформируемого элемента, после чего на этапе эксплуатации замка контролируют усилие затяжки, сравнивая текущие значения измеренного изгиба деформируемого элемента с расчетным значением изгиба данного элемента, отличающийся тем, что изгибание деформируемого элемента, являющегося элементом механизма замка зачековки, производят одновременно с затяжкой замка путем приложения к деформируемому элементу расчетного удерживающего усилия, при этом затяжку замка выполняют до достижения расчетного положения деформируемого элемента; контроль изгиба деформируемого элемента осуществляют ручным измерительным инструментом, причем контролируемое значение изгиба деформируемого элемента должно быть не менее 1 мм при расчетном удерживающем усилии, соответствующем номинальному усилию затяжки, и достигается конструктивной жесткостью деформируемого элемента.