多功能一体化端轴颈制造技术

本发明专利技术提供一种多功能一体化端轴颈，包括轴颈部分和底座部分；其中，轴颈部分具有支撑部位和起吊部位；底座部分的第一端与轴颈部分固定连接，第二端与飞行器连接；底座部分与飞行器的连接面为与飞行器连接处的表面的共形面。本发明专利技术的优点在于：采用变截面吊、支点的轴颈方案，轴颈部分集成支撑部位和起吊部位，实现了支撑、起吊和翻转接口结合于一体的功能；采用与飞行器表面贴合的底座与轴颈一体化设计，简化了工作，方便了操作时的对接工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航空航天设备领域，特别是涉及一种多功能一体化端轴颈。
技术介绍
随着科技的发展和人类对宇宙探测的需求，现代航空航天飞行器的功能越来越多样化，结构尺寸也越来越大。目前成熟的航天器制造工艺流程一般采用分段制造、总体装配的形式，在制造过程中航天器大型部段的支撑、起吊、翻转等问题一直是工艺设计的难题。目前的火箭制造过程中，大型部段的支撑点、起吊点和翻转点大都是单独设置，这增加了部段上的工艺吊装接口，需要多套地面设备工装配合完成支撑、起吊和翻转等工作，工装复杂。此外，传统端轴颈一般采用直接插入部段螺纹孔的点接触式连接方式，在起吊和翻转过程中会造成较大应力集中；对于复杂曲面的部段，一般采用“歪脖”式端轴颈避免与部段干涉，此种方式的端轴颈制造加工困难，且吊装的传力路径不好，存在安全隐患。国际上复杂曲面的航天飞行器中，一般采用复杂的地面吊装工装实现飞行器的支撑、起吊和翻转，以减少在飞行器上非必要重量增加。例如美国航天飞机的吊装工装，采用大型框梁桁架式结构，通过与插入飞行器的端轴颈进行对接实现飞行器的吊装和翻转。其端轴颈与飞行器也为点式接触，存在应力集中，且地面工装设备极其复杂。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题为：现有的大型部段支撑、起吊、翻转接头工艺接口多，地面工装复杂；传统端轴颈与吊装部段点式接触应力集中的问题。本专利技术的技术方案为：一种多功能一体化端轴颈，包括轴颈部分和底座部分；其中，轴颈部分具有支撑部位和起吊部位；底座部分的第一端与轴颈部分固定连接，第二端与飞行器连接；底座部分与飞行器的连接面为与飞行器连接处的表面的共形面。底座部分通过连接螺栓与飞行器连接。连接螺栓的螺栓孔与轴颈部分的轴线平行。端轴颈底座上设置弹性橡胶垫贴合连接面。轴颈部分为变截面形，截面缩小部分为支撑部位或起吊部位。螺栓孔设置多个。螺栓孔的轴线水平。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术采用变截面吊、支点的轴颈方案，轴颈部分集成支撑部位和起吊部位，实现了支撑、起吊和翻转接口结合于一体的功能。(2)本专利技术采用与飞行器表面贴合的底座与轴颈一体化设计，简化了工作，方便了操作时的对接工作。(3)本专利技术采用前后吊点与支点位置不同的方案，可以有效避免起吊时吊具与飞行器的干涉问题。(4)本专利技术采用与轴颈平行的连接形式，方便拆装，提高地面操作效率。附图说明图1示出了本专利技术的多功能一体式端轴颈的第一实施例的方案图；图2示出了本专利技术的多功能一体式端轴颈的第二实施例的方案图；图3示出了本专利技术的多功能一体式端轴颈的第一实施例的吊装示意图；图4示出了本专利技术的多功能一体式端轴颈的第二实施例的吊装示意图；图5示出了本专利技术的多功能一体式端轴颈的底座接口图；图6示出了本专利技术的多功能一体式端轴颈的连接示意图。具体实施方式本专利技术设计了一种集支撑、起吊和翻转于一体的多功能带底座式端轴颈，与飞行器采用面式接触方案，能有效减少飞行器上吊装接口，大大降低接触部位集中应力，方便了端轴颈的加工，减少地面工装设备。参见图1所示，本专利技术的多功能一体式端轴颈方案，该端轴颈由变截面的轴颈部分20和与曲面贴合的底座部分10两部分组成，轴颈与底座一体化设计，方便拆装和操作。轴颈部分20的支撑部位21和起吊部位22根据实际飞行器的外形曲面和结构重量确定。支撑部位21用于与支撑构架连接支撑飞行器，起吊部位22用于与起吊机构连接对飞行器进行起吊。通过调整支撑部位21和起吊部位22实现对飞行器支撑或起吊的非干涉整体式操作，这样不用在飞行器上再设置专门的支撑点、起吊点和翻转点，减少飞行器上工艺吊装接口和地面工装，方便现场人员操作。端轴颈底座13一端与轴颈部分20连接，其另一端为与飞行器连接的连接面11，连接面11采用与飞行器表面共形设计，实现与复杂曲面飞行器的外表面高精度贴合的面式接触，避免了传统的在飞行器机体上直接开较大的端轴颈安装孔方案，大大改善吊装处飞行器机体的应力集中现象。端轴颈底座13通过连接螺栓与飞行器连接，连接螺栓的螺栓孔12的轴线与端轴颈的轴线平行，采用与连接面11的非垂直设计。这样在安装时，底座安装面可以始终保持与水平面垂直的状态，端轴颈也始终与水平面平行，既方便端轴颈的制造加工，也有利于吊装时的操作。参见附图1、2所示，本专利技术提供一种支撑、起吊、翻转多功能一体化端轴颈总体方案，该方案将端轴颈与底座一体化设计，底座为与飞行器外表面协调的共形面，将点式接触转化为面式接触，且端轴颈上同时设置支撑部位和起吊部位，减少飞行器上支撑部位和吊装部位的设置，简化工装结构。图2示出了本专利技术的另一实施例，该实施例中的支撑部位21和起吊部位22按照需要设置位置，与上述第一实施例不同。连接面11的表面形状也采用了与飞行器另一部分表面贴合的面式接触。如附图3、附图4所示为端轴颈与某飞行器的吊装示意图。图中可见，端轴颈的安装面与飞行器表面贴合，端轴颈的支撑点和吊点可根据飞行器外表面的情况灵活设置，有效避开支撑和吊装时吊具与飞行器的干涉问题。如附图5所示为端轴颈底座与飞行器接口示意图，图中安装面11上的螺栓孔12为四个，根据所需支撑/起吊部段的重量，可选择更多或更少的合适的连接螺栓数目。如附图6所示为本专利技术的多功能一体化端轴颈与飞行器详细的连接示意图，端轴颈通过连接螺栓32与飞行器上预设的托板螺母31连接，端轴颈底座13与飞行器连接面11之间设置弹性橡胶垫14，通过连接螺栓32的预紧力压缩弹性橡胶垫14，使端轴颈底座13和飞行器40的表面紧密贴合，同时减小飞行器表面的应力集中。连接螺栓32与飞行器连接面11不垂直而与水平面平行，此时端轴颈底座安装面可以设计为与水平面垂直的竖立面，这样轴颈与底座安装面垂直时，其轴线始终与水平面平行，方便端轴颈的及其底座的制造加工，同时方便吊装时的现场操作。本专利技术有以下专利技术要点：1、端轴颈与底座一体化设计，底座的连接面为与飞行器外表面协调的共形面。2、支撑部位21和起吊部位22设置在端轴颈上，实现对飞行器支撑/起吊的非干涉整体式操作，这样不用在飞行器上再设置专门的支撑点。3、连接螺栓32与飞行器连接面11不垂直而与水平面平行，其轴线始终与水平面平行，方便端轴颈的及其底座的制造加工，同时方便吊装时的现场操作。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能一体化端轴颈，其特征在于，包括轴颈部分(20)和底座部分(10)；其中，所述轴颈部分具有支撑部位(21)和起吊部位(22)；所述底座部分(10)的第一端与所述轴颈部分(20)固定连接，第二端与飞行器连接；所述底座部分(10)与所述飞行器的连接面(11)为与所述飞行器连接处的表面的共形面。

【技术特征摘要】
1.一种多功能一体化端轴颈，其特征在于，包括轴颈部分(20)和底座部分(10)；其中，所述轴颈部分具有支撑部位(21)和起吊部位(22)；所述底座部分(10)的第一端与所述轴颈部分(20)固定连接，第二端与飞行器连接；所述底座部分(10)与所述飞行器的连接面(11)为与所述飞行器连接处的表面的共形面。
2.根据权利要求1所述的多功能一体化端轴颈，其特征在于，所述底座部分(10)通过连接螺栓与飞行器连接。
3.根据权利要求2所述的多功能一体化端轴颈，其特征在于，所述连接螺栓的螺栓孔(12)与...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁园，陈亮，董彦民，王飞，李波，荣华，刘业宝，
申请(专利权)人：中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11