Резьбовое соединение отсеков корпуса летательного аппарата

Резьбовое соединение отсеков корпуса летательного аппарата

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано в конструкции разъемных соединений корпусов отсеков летательных аппаратов (ЛА) - ракет, снарядов, а также в машиностроении.

Известна конструкция резьбового соединения отсеков корпуса, в котором на конце одного отсека нарезана внутренняя, а на конце другого отсека - наружная резьба, и соединение осуществляется навинчиванием одного конца отсека на другой до упора с обеспечением взаимной угловой ориентации отсеков с помощью контргайки [И.С.Голубев, А.В.Самарин. «Проектирование конструкций летательных аппаратов». - М.: Машиностроение, 1991 г., стр.236, рис.5.28 «б»].

Недостатками данной конструкции являются:

1) Невозможность обеспечения требуемой точности по перекосу осей отсеков из-за отсутствия торцевого ведущего пояска, поскольку в качестве торцевого упора используется контргайка, что приводит к аэродинамической асимметрии планера ЛА и увеличению эксцентриситета тяги двигателя ЛА;

2) Наличие зазора на наружной поверхности ЛА в месте стыка отсеков шириной более шага резьбы, что уменьшает жесткость конструкции, а на гиперзвуковых ЛА приводит к разогреву корпуса;

3) Соединение отсеков путем их относительного взаимного вращения, что делает невозможным установку в корпусе ЛА электрических и других коммуникаций, требующих относительной угловой ориентации отсеков при сборке.

Указанные недостатки устранены в конструкции резьбового соединения отсеков корпуса ЛА, выбранной прототипом предлагаемого изобретения, содержащей один отсек с внутренней резьбой и второй отсек, который снабжен кольцевым пазом с расположенным в нем разрезным резьбовым кольцом, выполненным с наружной резьбой, взаимодействующей с внутренней резьбой первого отсека, и снабженным цилиндрическим пояском, телескопически охваченным распорным кольцом, при этом на наружной поверхности распорного кольца выполнены сквозные радиальные отверстия, совмещенные с аналогичными отверстиями в цилиндрическом пояске разрезного кольца [патент РФ №2268405 от 20.04.2004 г., МПК⁷ F16В 7/00, F16B 17/00, F42B 15/36, B64G 1/64]. При сборке корпуса ЛА в отверстия устанавливают штифт накидного ключа и затягивают стык до упора стыкуемых деталей в торцы распорного кольца.

Конструкция прототипа обеспечила точность по перекосу осей отсеков ЛА, ориентированных относительно друг друга в заданном положении отсеков корпуса ЛА, и отсутствие зазора на наружной поверхности ЛА в месте стыка отсеков.

Недостатком описанного устройства, тем не менее, является недостаточная надежность из-за возможности отвинчивания резьбы, особенно в ракетах, испытывающих в полете вибрационные нагрузки большой интенсивности, причиной чего является отсутствие стопорения резьбового соединения;

Обычные приемы предотвращения отвинчивания резьбы путем механического стопорения резьбового соединения, применяемые в машиностроении (например, с помощью стопорных винтов, кернения, клеящих составов и т.п.), для подобного соединения не подходят, т.к. применение стопорных винтов требует достаточной толщины корпуса отсека, выполняемого в ракетах, как правило, тонкостенным, кернение ведет к частичному разрушению резьбового соединения при возможной разборке узла, а применение клеящих составов, грунтовок, герметиков и т.п. - неконтролируемо и, соответственно, ненадежно.

В авиадвигателестроении широко применяется стопорение резьбовых крепежных деталей с помощью шайб из листовой стали [Ю.М.Никитин. «Конструирование деталей и узлов авиадвигателей». - М.: Машиностроение, 1968 г., стр.207...225], вариантами которого, наиболее возможными для предлагаемого соединения, могут быть:

- стопорение шайбами с отгибными усиками [стр.214, рис.6.36; стр.220, рис.6.48; стр.221, рис.6.49];

- стопорение отгибной чашкой [стр.218, рис.6.44].

Однако указанные варианты стопорения неприемлемы для предлагаемого соединения, поскольку:

- стопорение шайбами с отгибными усиками требует обеспечения взаимной угловой ориентации пазов под усики на стыковочной гайке и корпусной детали, что невозможно при плотном затягивании стыка;

- стопорение отгибной чашкой связано с охватом ею одной из деталей по наружной поверхности, что также неприемлемо.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности резьбового соединения отсеков корпуса ЛА путем обеспечения его механического стопорения после свинчивания.

Решение поставленной задачи заключается в том, что в резьбовое соединение отсеков корпуса летательного аппарата, содержащее один отсек с внутренней резьбой, второй отсек с кольцевым пазом, резьбовое разрезное кольцо, установленное на него распорное кольцо и совмещенные между собой сквозные радиальные отверстия, выполненные в резьбовом и распорном кольцах, введена тонкостенная разрезная шайба, расположенная между плоскостью торцов разрезного резьбового и распорного колец и торцом кольцевого паза со стороны, противоположной отсеку с внутренней резьбой и снабженная центральной отбортовкой, расположенной в ответной кольцевой проточке, выполненной в разрезном резьбовом кольце, при этом контактирующие с тонкостенной разрезной шайбой торцы кольцевого паза и разрезного резьбового кольца снабжены радиальными выемками, в которые заштампованы участки соответственно наружного контура и центральной отбортовки тонкостенной разрезной шайбы.

Введение тонкостенной разрезной шайбы, расположенной между плоскостью торцов разрезного резьбового и распорного колец и торцом кольцевого паза со стороны, противоположной отсеку с внутренней резьбой, обеспечило выполнение стопорного устройства в габаритах резьбового стыка отсеков.

Выполнение шайбы с центральной отбортовкой, расположенной в ответной кольцевой проточке, выполненной в разрезном резьбовом кольце, исключает при свинчивании возможность выхода наружного контура шайбы за калибр ЛА.

Выполнение контактирующих с тонкостенной разрезной шайбой торцов кольцевого паза и разрезного резьбового кольца с радиальными выемками, в которые заштампованы участки наружного контура и отбортовки разрезной тонкостенной шайбы, обеспечивает механическое стопорение резьбового соединения после свинчивания отсеков.

Изобретение поясняется чертежами, на которых показаны:

на фиг.1 - продольный разрез по месту стыковочных отверстий;

на фиг.2 - продольный разрез по месту радиальных выемок;

на фиг.3 - вид на наружные радиальные выемки;

на фиг.4 - поперечный разрез по месту радиальных выемок.

Предлагаемое резьбовое соединение отсеков корпуса ЛА содержит один отсек 1 (фиг.1) с внутренней резьбой и второй отсек 2, снабженный кольцевым пазом 3 с расположенным в нем разрезным резьбовым кольцом 4, выполненным с наружной резьбой 5, взаимодействующей с внутренней резьбой первого отсека 1, и снабженным цилиндрическим пояском 6, телескопически охваченным распорным кольцом 7, при этом на наружной поверхности распорного кольца выполнены сквозные радиальные отверстия 8, совмещенные с аналогичными отверстиями 9 в цилиндрическом пояске разрезного кольца.

В кольцевом пазу 3 между плоскостью 10, образованной торцами распорного кольца 7 и разрезного кольца 4 и задним торцом 11 кольцевого паза, установлена тонкостенная разрезная шайба 12, снабженная центральной отбортовкой 13, расположенной в ответной кольцевой проточке 14 разрезного кольца 4.

На заднем торце кольцевого паза 3 выполнены радиальные выемки 15 (фиг.2), а на заднем торце разрезного кольца 4 - выемки (пазы) 16, в которые заштампованы участки 17 отбортовки 13 тонкостенной шайбы 12.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

При соединении отсеков 1 и 2 корпуса ЛА их механическая стыковка включает:

- установку в кольцевой паз 3 последовательно разрезной шайбы 12, разрезного кольца 4 с обеспечением вхождения выштамповок 17 шайбы 12 в пазы 16, и распорного кольца 7;

- предварительную взаимную угловую ориентацию отсеков;

- свинчивание отсеков до упора путем совместного вращения разрезного кольца 4 и распорного кольца 7 с помощью ключа со штифтом, входящим в отверстия 8 и 9. При этом тонкостенная шайба 12 вращается вместе с разрезным кольцом 4 за счет взаимодействия боковых стенок пазов 16 кольца 4 с выштамповками 17;

- стопорение резьбового соединения за счет заштамповки участков 18 наружного контура шайбы 12 с помощью специального ударного инструмента 19, что исключает возможность ослабления затяжки либо отвинчивания резьбового соединения.

Таким образом, предложенное устройство обеспечивает повышение надежности резьбового соединения отсеков корпуса ЛА путем обеспечения механического стопорения соединения после свинчивания отсеков.

Резьбовое соединение отсеков корпуса летательного аппарата, содержащее один отсек с внутренней резьбой и второй отсек с кольцевым пазом, в котором размещено резьбовое разрезное кольцо, установленное на него распорное кольцо и совмещенные между собой сквозные радиальные отверстия в резьбовом и распорном кольцах, отличающееся тем, что в него введена тонкостенная разрезная шайба, расположенная между плоскостью торцов разрезного резьбового и распорного колец и торцом кольцевого паза со стороны, противоположной отсеку с внутренней резьбой, и снабженная центральной отбортовкой, расположенной в ответной кольцевой проточке, выполненной в разрезном резьбовом кольце, при этом контактирующие с тонкостенной разрезной шайбой торцы кольцевого паза и разрезного резьбового кольца снабжены радиальными выемками, в которые заштампованы участки соответственно наружного контура и центральной отбортовки тонкостенной разрезной шайбы.