RU207131U1

RU207131U1 - BRACKET

Info

Publication number: RU207131U1
Application number: RU2021117227U
Authority: RU
Inventors: Евгений Витальевич Пшеничный; Андрей Викторович Жуков; Екатерина Андреевна Шангина; Василий Николаевич Наговицин
Original assignee: Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва"
Priority date: 2021-06-15
Filing date: 2021-06-15
Publication date: 2021-10-13

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к космической отрасли, а именно к креплению элементов силовой конструкции космического аппарата (КА).Задачей, на решение которой направлено заявляемая полезная модель, является обеспечение надежности, размерной стабильности конструкции, минимизация взаимовлияния кронштейна на элементы силовой конструкции из материалов с различными температурными коэффициентами линейного расширения, в местах их соединения.Данная задача решается за счёт того, что кронштейн, состоящий из двух концевых участков с пазами, выполнен из металла, например алюминиевого сплава, имеет Г-образный профиль с продольными и поперечными вырезами переменной ширины, закреплён стационарно к двум условно независимым конструктивным элементам (например, элементам силовой конструкции космического аппарата), обладающим различными температурными коэффициентами линейного расширения, с одной стороны с помощью болтового соединения, в котором применены прецизионные элементы, а с другой стороны с помощью сферического шарнирного соединения.Кронштейн обеспечивает надежность, простоту и высокую технологичность. Данная полезная модель может быть использована не только в космической отрасли, но и в различных строительных конструкциях и автомобилестроении. 2 ил.The utility model relates to the field of mechanical engineering, in particular to the space industry, namely, to the fastening of the elements of the power structure of the spacecraft. structures made of materials with different temperature coefficients of linear expansion, in the places of their connection. This problem is solved due to the fact that the bracket, consisting of two end sections with grooves, is made of metal, for example, an aluminum alloy, has an L-shaped profile with longitudinal and transverse cutouts of variable width, permanently fixed to two conditionally independent structural elements (for example, elements of the power structure of a spacecraft) with different temperature coefficients of linear expansion, on the one hand, using a bolted connection in which precision elements are applied and on the other hand with a spherical swivel connection. The bracket provides reliability, simplicity and high manufacturability. This useful model can be used not only in the space industry, but also in various building structures and the automotive industry. 2 ill.

Description

Настоящая полезная модель относится к области машиностроения, в частности к космической отрасли, а именно к креплению элементов силовой конструкции космического аппарата (КА).This useful model relates to the field of mechanical engineering, in particular to the space industry, namely, to the fastening of the elements of the power structure of the spacecraft (SC).

Известен металлический кронштейн (патент RU 2565427), который состоит из двух концевых участков с пазами и имеющий Г-образный профиль с продольными и поперечными пазами различной толщины по всей его длине. Согласно изобретению кронштейн закреплен с помощью болтового соединения на двух противоположных элементах сложной конструкции, обеспечивая компенсацию температурных деформаций силовой конструкции.Known metal bracket (patent RU 2565427), which consists of two end sections with grooves and having an L-shaped profile with longitudinal and transverse grooves of various thicknesses along its entire length. According to the invention, the bracket is fastened by means of a bolted connection to two opposite elements of a complex structure, providing compensation for thermal deformations of the load-bearing structure.

Недостатком известного устройства является отсутствие равного коэффициента деформации кронштейна при разнонаправленных нагрузках, вызванных температурными деформациями силовой конструкции КА.The disadvantage of the known device is the lack of an equal coefficient of deformation of the bracket under multidirectional loads caused by thermal deformations of the spacecraft load-bearing structure.

Наиболее близкой к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату является полезная модель кронштейна (патент RU 177024), выполненного из металла, имеющего Г-образный профиль, состоящий из двух концевых участков с продольными и поперечными пазами различной ширины по всей длине кронштейна, причем направление длинного концевого участка кронштейна выполнено секциями с длиной в секции равной длине пазов короткого участка кронштейна, при этом пазы длинного концевого участка выполнены секциями в виде сквозных вырезов, расположенных поочередно в поперечном и продольном направлениях на смежных сторонах концевого участка; ребра образованные пазами в каждой секции имеют различную толщину, причем толщина ребер уменьшается от центра к границам каждой секции, а ширина пазов наоборот увеличивается.The closest to the claimed technical solution in terms of the technical essence and the achieved technical result is a useful model of the bracket (patent RU 177024), made of metal having an L-shaped profile, consisting of two end sections with longitudinal and transverse grooves of various widths along the entire length of the bracket, moreover, the direction of the long end section of the bracket is made in sections with a length in the section equal to the length of the grooves of the short section of the bracket, while the grooves of the long end section are made in sections in the form of through cuts arranged alternately in the transverse and longitudinal directions on the adjacent sides of the end section; the ribs formed by the grooves in each section have a different thickness, and the thickness of the ribs decreases from the center to the boundaries of each section, and the width of the grooves, on the contrary, increases.

Недостатком известного технического решения является отсутствие элементов компенсации угловых перемещений конструкции в точках крепления кронштейна, что создает моментную нагрузку и, как следствие, искривление опорной поверхности конструкции КА в точке крепления.The disadvantage of the known technical solution is the absence of elements to compensate for the angular displacements of the structure at the attachment points of the bracket, which creates a moment load and, as a consequence, the curvature of the supporting surface of the spacecraft structure at the attachment point.

Для заявленной полезной модели выявлены следующие общие с прототипом существенные признаки: кронштейн, выполненный из металла, имеющий Г-образный профиль прямоугольного сечения, состоящий из двух концевых участков с продольными и поперечными пазами различной ширины по всей длине кронштейна.For the claimed utility model, the following essential features common to the prototype have been identified: a bracket made of metal with an L-shaped rectangular profile, consisting of two end sections with longitudinal and transverse grooves of various widths along the entire length of the bracket.

Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемая полезная модель является повышение надежности и технологичности кронштейна.The technical problem to be solved by the claimed utility model is to improve the reliability and manufacturability of the bracket.

Указанная техническая проблема решается за счёт того, что кронштейн, выполненный из металла, имеет прямоугольное сечение и Г-образный профиль, состоящий из двух концевых участков с продольными и поперечными пазами различной ширины по всей длине кронштейна, отличается тем, что на торце одного концевого участка, со стороны его соединения к силовой конструкции космического аппарата, установлено сферическое шарнирное соединение, а со стороны торца второго концевого участка выполнена вставка в виде фланца, имеющая, по меньшей мере, три точки крепления к силовой конструкции космического аппарата, две из которых прецизионные, выполнены в виде отверстия и паза, а остальные в виде гладкого отверстия, с диаметром, превышающим диаметр элемента крепления.This technical problem is solved due to the fact that the bracket, made of metal, has a rectangular section and an L-shaped profile, consisting of two end sections with longitudinal and transverse grooves of different widths along the entire length of the bracket, differs in that at the end of one end section , from the side of its connection to the power structure of the spacecraft, a spherical hinge joint is installed, and from the side of the end of the second end section, an insert is made in the form of a flange, having at least three attachment points to the power structure of the spacecraft, two of which are precision in the form of a hole and a groove, and the rest in the form of a smooth hole, with a diameter exceeding the diameter of the fastening element.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1 и 2.The essence of the invention is illustrated in FIG. 1 and 2.

На фиг.1 в изометрической проекции представлен общий вид заявляемого кронштейна.Figure 1 in isometric projection shows a General view of the inventive bracket.

На фиг.2 представлен кронштейн в разрезе со схемой компенсации изгибающего момента.Figure 2 shows a sectional bracket with a bending moment compensation circuit.

Кронштейн 1, выполненный из металла, например алюминиевого сплава, имеет Г-образный профиль, который состоит из двух концевых участков с продольными и поперечными вырезами 2 различной толщины. Кронштейн 1 обеспечивает закрепление между собой элементов силовой конструкции 3 и 4, имеющих различный температурный коэффициент линейного расширения (например, для соединения конструкций, выполненных из алюминиевого сплава с конструкциями из композиционного материала). Крепление кронштейна 1 с элементами силовой конструкции 3, 4 осуществляется с использованием сферического шарнирного соединения 5, установленного с одного торца концевого участка и при помощи болтового соединения 6 с другого. При этом со стороны торца концевого участка, закрепляемого при помощи болтового соединения 6, выполнен фланец, имеющий, по меньшей мере, три точки крепления к силовой конструкции космического аппарата, две из которых прецизионные, выполненные в виде классного отверстия и классного паза (с точностью не хуже Н7), обеспечивающих повышенную точность позиционирования кронштейна и компенсацию перерезывающих нагрузок, а остальные в виде гладких отверстий с диаметрами, превышающими диаметр элементов крепления на величину не менее суммарной величины допуска на расположения отверстий и величины линейного перемещения фланца или места установки на силовой конструкции космического аппарата от температурных деформаций. Количество гадких отверстий выбирается исходя из величины действующих на кронштейн нагрузок и с учетом конструктивных особенностей установочной поверхности.The bracket 1, made of metal, for example an aluminum alloy, has an L-shaped profile, which consists of two end sections with longitudinal and transverse cutouts 2 of different thicknesses. The bracket 1 provides for the fastening of the elements of the load-bearing structure 3 and 4, which have different temperature coefficient of linear expansion (for example, for connecting structures made of aluminum alloy with structures made of composite material). The fastening of the bracket 1 with the elements of the load-bearing structure 3, 4 is carried out using a spherical hinge joint 5, installed at one end of the end section and using a bolted joint 6 at the other. At the same time, on the side of the end face of the end section, fixed by means of a bolted connection 6, a flange is made, which has at least three attachment points to the power structure of the spacecraft, two of which are precision, made in the form of a classy hole and a classy groove (with an accuracy not worse than Н7), providing increased accuracy of positioning of the bracket and compensation of shearing loads, and the rest in the form of smooth holes with diameters exceeding the diameter of the fastening elements by an amount not less than the total tolerance for the location of holes and the value of the linear displacement of the flange or the installation location on the power structure of the spacecraft from thermal deformations. The number of nasty holes is selected based on the magnitude of the loads acting on the bracket and taking into account the design features of the mounting surface.

Кронштейн работает следующим образом. При возникновении угловых перемещений опорных поверхностей элементов силовой конструкции от механических или температурных воздействий, происходит упругая деформация в поперечном направлении (прогиб или скручивание) участков кронштейна 1, на котором находятся продольные или поперечные вырезы 2, при этом, для исключения изгибного момента, происходит вращение вокруг внешней части сферического подшипника шарнирного соединения 5, при этом фланец, за счет прецизионных отверстий не меняет своего положения по отношению к поверхности космического аппарата, на которую он установлен. The bracket works as follows . When angular displacements of the supporting surfaces of the structural elements from mechanical or thermal influences occur, elastic deformation occurs in the transverse direction (deflection or twisting) of the sections of the bracket 1, on which the longitudinal or transverse cutouts 2 are located, while, in order to eliminate the bending moment, rotation occurs around the outer part of the spherical bearing of the swivel joint 5, while the flange, due to the precision holes, does not change its position with respect to the surface of the spacecraft on which it is installed.

Технический результат заключается в компенсации температурных деформаций, то есть в уменьшении механического воздействия на опорную поверхность сопрягаемых элементов, изготовленных из материалов, имеющих различные коэффициенты температурного линейного расширения и увеличении стабильности конструкции в местах соединения этих элементов. Таким образом, кронштейн обеспечивает надежность, простоту и высокую технологичность. The technical result consists in compensating for thermal deformations, that is, in reducing the mechanical effect on the supporting surface of mating elements made of materials with different coefficients of thermal linear expansion and increasing the stability of the structure at the junction of these elements. Thus, the bracket provides reliability, simplicity and high manufacturability.

Полезная модель может быть использована не только в космической отрасли, но и в различных строительных конструкциях и автомобилестроении.The utility model can be used not only in the space industry, but also in various building structures and the automotive industry.

Claims

A bracket made of metal, having a rectangular section and an L-shaped profile, consisting of two end sections with longitudinal and transverse grooves of different widths along the entire length of the bracket, characterized in that at the end of one end section, from the side of its connection to the element of the load-bearing structure of the spacecraft, a spherical hinge joint is installed, and on the side of the end of the second end section, a flange is made, which has at least three attachment points to the element of the power structure of the spacecraft, two of which are precision, made in the form of a cool hole and a cool groove, and the rest in the form of a smooth hole with a diameter exceeding the diameter of the fastening element.