多功能一體化端軸頸的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于航空航天設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種多功能一體化端軸頸。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展和人類對宇宙探測的需求，現(xiàn)代航空航天飛行器的功能越來越多樣化，結(jié)構(gòu)尺寸也越來越大。目前成熟的航天器制造工藝流程一般采用分段制造、總體裝配的形式，在制造過程中航天器大型部段的支撐、起吊、翻轉(zhuǎn)等問題一直是工藝設(shè)計的難題。
[0003]目前的火箭制造過程中，大型部段的支撐點、起吊點和翻轉(zhuǎn)點大都是單獨設(shè)置，這增加了部段上的工藝吊裝接口，需要多套地面設(shè)備工裝配合完成支撐、起吊和翻轉(zhuǎn)等工作，工裝復(fù)雜。此外，傳統(tǒng)端軸頸一般采用直接插入部段螺紋孔的點接觸式連接方式，在起吊和翻轉(zhuǎn)過程中會造成較大應(yīng)力集中；對于復(fù)雜曲面的部段，一般采用“歪脖”式端軸頸避免與部段干涉，此種方式的端軸頸制造加工困難，且吊裝的傳力路徑不好，存在安全隱患。
[0004]國際上復(fù)雜曲面的航天飛行器中，一般采用復(fù)雜的地面吊裝工裝實現(xiàn)飛行器的支撐、起吊和翻轉(zhuǎn)，以減少在飛行器上非必要重量增加。例如美國航天飛機的吊裝工裝，采用大型框梁桁架式結(jié)構(gòu)，通過與插入飛行器的端軸頸進行對接實現(xiàn)飛行器的吊裝和翻轉(zhuǎn)。其端軸頸與飛行器也為點式接觸，存在應(yīng)力集中，且地面工裝設(shè)備極其復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為:現(xiàn)有的大型部段支撐、起吊、翻轉(zhuǎn)接頭工藝接口多，地面工裝復(fù)雜；傳統(tǒng)端軸頸與吊裝部段點式接觸應(yīng)力集中的問題。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0007]一種多功能一體化端軸頸，包括軸頸部分和底座部分；其中，軸頸部分具有支撐部位和起吊部位；底座部分的第一端與軸頸部分固定連接，第二端與飛行器連接；底座部分與飛行器的連接面為與飛行器連接處的表面的共形面。
[0008]底座部分通過連接螺栓與飛行器連接。
[0009]連接螺栓的螺栓孔與軸頸部分的軸線平行。
[0010]端軸頸底座上設(shè)置彈性橡膠墊貼合連接面。
[0011]軸頸部分為變截面形，截面縮小部分為支撐部位或起吊部位。
[0012]螺栓孔設(shè)置多個。
[0013]螺栓孔的軸線水平。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于:
[0015](I)本發(fā)明采用變截面吊、支點的軸頸方案，軸頸部分集成支撐部位和起吊部位，實現(xiàn)了支撐、起吊和翻轉(zhuǎn)接口結(jié)合于一體的功能。
[0016](2)本發(fā)明采用與飛行器表面貼合的底座與軸頸一體化設(shè)計，簡化了工作，方便了操作時的對接工作。
[0017](3)本發(fā)明采用前后吊點與支點位置不同的方案，可以有效避免起吊時吊具與飛行器的干涉問題。
[0018](4)本發(fā)明采用與軸頸平行的連接形式，方便拆裝，提高地面操作效率。
【附圖說明】
[0019]圖1示出了本發(fā)明的多功能一體式端軸頸的第一實施例的方案圖；
[0020]圖2示出了本發(fā)明的多功能一體式端軸頸的第二實施例的方案圖；
[0021]圖3示出了本發(fā)明的多功能一體式端軸頸的第一實施例的吊裝示意圖；
[0022]圖4示出了本發(fā)明的多功能一體式端軸頸的第二實施例的吊裝示意圖；
[0023]圖5示出了本發(fā)明的多功能一體式端軸頸的底座接口圖；
[0024]圖6示出了本發(fā)明的多功能一體式端軸頸的連接示意圖。
【具體實施方式】
[0025]本發(fā)明設(shè)計了一種集支撐、起吊和翻轉(zhuǎn)于一體的多功能帶底座式端軸頸，與飛行器采用面式接觸方案，能有效減少飛行器上吊裝接口，大大降低接觸部位集中應(yīng)力，方便了端軸頸的加工，減少地面工裝設(shè)備。
[0026]參見圖1所示，本發(fā)明的多功能一體式端軸頸方案，該端軸頸由變截面的軸頸部分20和與曲面貼合的底座部分10兩部分組成，軸頸與底座一體化設(shè)計，方便拆裝和操作。
[0027]軸頸部分20的支撐部位21和起吊部位22根據(jù)實際飛行器的外形曲面和結(jié)構(gòu)重量確定。支撐部位21用于與支撐構(gòu)架連接支撐飛行器，起吊部位22用于與起吊機構(gòu)連接對飛行器進行起吊。通過調(diào)整支撐部位21和起吊部位22實現(xiàn)對飛行器支撐或起吊的非干涉整體式操作，這樣不用在飛行器上再設(shè)置專門的支撐點、起吊點和翻轉(zhuǎn)點，減少飛行器上工藝吊裝接口和地面工裝，方便現(xiàn)場人員操作。
[0028]端軸頸底座13 —端與軸頸部分20連接，其另一端為與飛行器連接的連接面11，連接面11采用與飛行器表面共形設(shè)計，實現(xiàn)與復(fù)雜曲面飛行器的外表面高精度貼合的面式接觸，避免了傳統(tǒng)的在飛行器機體上直接開較大的端軸頸安裝孔方案，大大改善吊裝處飛行器機體的應(yīng)力集中現(xiàn)象。
[0029]端軸頸底座13通過連接螺栓與飛行器連接，連接螺栓的螺栓孔12的軸線與端軸頸的軸線平行，采用與連接面11的非垂直設(shè)計。這樣在安裝時，底座安裝面可以始終保持與水平面垂直的狀態(tài)，端軸頸也始終與水平面平行，既方便端軸頸的制造加工，也有利于吊裝時的操作。
[0030]參見附圖1、2所示，本發(fā)明提供一種支撐、起吊、翻轉(zhuǎn)多功能一體化端軸頸總體方案，該方案將端軸頸與底座一體化設(shè)計，底座為與飛行器外表面協(xié)調(diào)的共形面，將點式接觸轉(zhuǎn)化為面式接觸，且端軸頸上同時設(shè)置支撐部位和起吊部位，減少飛行器上支撐部位和吊裝部位的設(shè)置，簡化工裝結(jié)構(gòu)。
[0031]圖2示出了本發(fā)明的另一實施例，該實施例中的支撐部位21和起吊部位22按照需要設(shè)置位置，與上述第一實施例不同。連接面11的表面形狀也采用了與飛行器另一部分表面貼合的面式接觸。
[0032]如附圖3、附圖4所示為端軸頸與某飛行器的吊裝示意圖。圖中可見，端軸頸的安裝面與飛行器表面貼合，端軸頸的支撐點和吊點可根據(jù)飛行器外表面的情況靈活設(shè)置，有效避開支撐和吊裝時吊具與飛行器的干涉問題。
[0033]如附圖5所示為端軸頸底座與飛行器接口示意圖，圖中安裝面11上的螺栓孔12為四個，根據(jù)所需支撐/起吊部段的重量，可選擇更多或更少的合適的連接螺栓數(shù)目。
[0034]如附圖6所示為本發(fā)明的多功能一體化端軸頸與飛行器詳細的連接示意圖，端軸頸通過連接螺栓32與飛行器上預(yù)設(shè)的托板螺母31連接，端軸頸底座13與飛行器連接面11之間設(shè)置彈性橡膠墊14，通過連接螺栓32的預(yù)緊力壓縮彈性橡膠墊14，使端軸頸底座13和飛行器40的表面緊密貼合，同時減小飛行器表面的應(yīng)力集中。
[0035]連接螺栓32與飛行器連接面11不垂直而與水平面平行，此時端軸頸底座安裝面可以設(shè)計為與水平面垂直的豎立面，這樣軸頸與底座安裝面垂直時，其軸線始終與水平面平行，方便端軸頸的及其底座的制造加工，同時方便吊裝時的現(xiàn)場操作。
[0036]本發(fā)明有以下發(fā)明要點:
[0037]1、端軸頸與底座一體化設(shè)計，底座的連接面為與飛行器外表面協(xié)調(diào)的共形面。
[0038]2、支撐部位21和起吊部位22設(shè)置在端軸頸上，實現(xiàn)對飛行器支撐/起吊的非干涉整體式操作，這樣不用在飛行器上再設(shè)置專門的支撐點。
[0039]3、連接螺栓32與飛行器連接面11不垂直而與水平面平行，其軸線始終與水平面平行，方便端軸頸的及其底座的制造加工，同時方便吊裝時的現(xiàn)場操作。
【主權(quán)項】
1.一種多功能一體化端軸頸，其特征在于，包括軸頸部分(20)和底座部分(10);其中，所述軸頸部分具有支撐部位(21)和起吊部位(22);所述底座部分(10)的第一端與所述軸頸部分(20)固定連接，第二端與飛行器連接；所述底座部分(10)與所述飛行器的連接面(11)為與所述飛行器連接處的表面的共形面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能一體化端軸頸，其特征在于，所述底座部分(10)通過連接螺栓與飛行器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能一體化端軸頸，其特征在于，所述連接螺栓的螺栓孔(12)與所述軸頸部分(20)的軸線平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能一體化端軸頸，其特征在于，所述端軸頸底座(13)上設(shè)置彈性橡膠墊(14)貼合所述連接面(11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能一體化端軸頸，其特征在于，所述軸頸部分為變截面形，截面縮小部分為所述支撐部位(21)或所述起吊部位(22)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能一體化端軸頸，其特征在于，所述螺栓孔(12)設(shè)置多個。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能一體化端軸頸，其特征在于，所述螺栓孔(12)的軸線水平。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種多功能一體化端軸頸，包括軸頸部分和底座部分；其中，軸頸部分具有支撐部位和起吊部位；底座部分的第一端與軸頸部分固定連接，第二端與飛行器連接；底座部分與飛行器的連接面為與飛行器連接處的表面的共形面。本發(fā)明的優(yōu)點在于：采用變截面吊、支點的軸頸方案，軸頸部分集成支撐部位和起吊部位，實現(xiàn)了支撐、起吊和翻轉(zhuǎn)接口結(jié)合于一體的功能；采用與飛行器表面貼合的底座與軸頸一體化設(shè)計，簡化了工作，方便了操作時的對接工作。
【IPC分類】B66C1-10
【公開號】CN104555699
【申請?zhí)枴緾N201410599590
【發(fā)明人】袁園, 陳亮, 董彥民, 王飛, 李波, 榮華, 劉業(yè)寶
【申請人】中國運載火箭技術(shù)研究院
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年10月30日