一种高承载的锥型承力筒制造技术

一种高承载的锥型承力筒，涉及航天器结构领域；包括上框、下框、蒙皮、n个桁条、4列连接角盒组；其中，蒙皮为轴向竖直放置的锥形环状结构；上框为圆环状结构；上框与蒙皮的大径开口端对接；下框与蒙皮的小径开口端对接；n个桁条均匀固定安装在蒙皮的内表面，且呈放射性分布；4列连接角盒组沿竖直方向均匀分布在蒙皮的外壁；桁条包括上端桁头、桁条和下端桁头；连接角盒包括底板、立板和2个加固板；本发明专利技术解决了卫星望远镜大承载问题，实现了质量控制分步骤实施，便于产品提升质量水平。

A Conical Load-Bearing Cylinder with High Load-Bearing Capacity

The utility model relates to a conical load-bearing cylinder with high load-carrying capacity, which relates to the structural field of spacecraft, including an upper frame, a lower frame, a skin, n trusses and four rows of connection angle boxes; in which the skin is a conical ring structure vertically placed in the axial direction; the upper frame is a circular structure; the upper frame is butted with the large diameter opening end of the skin; the lower frame is butted with the small diameter opening end of the skin; and N trusses are uniformly fixed inside the skin. Surface and radioactive distribution; 4 rows of connection angle boxes are evenly distributed along the outer wall of skin in vertical direction; trusses include upper truss, truss and lower truss; connection angle boxes include bottom plate, upright plate and two reinforcement plates; the invention solves the problem of large bearing capacity of satellite telescopes, realizes quality control step by step, and facilitates product quality improvement.

【技术实现步骤摘要】
一种高承载的锥型承力筒
本专利技术涉及一种航天器结构领域，特别是一种高承载的锥型承力筒。
技术介绍
HXMT-1卫星是基于资源二号(CS-L3000B)卫星平台的我国首颗大型天文卫星。其有效载荷为中科院高能所创新研制的X射线调制望远镜(包括高能、中能和低能探测器)，望远镜作为卫星主载荷重达954kg，位于卫星顶端。卫星的主载荷为硬X调制望远镜，其主要技术参数为：平面尺寸：1900mm×1600mm重量：960kg高度：912.5mm质心高度：250mm(距安装平面)望远镜中板用40个M8螺钉与载荷舱承力筒连接，螺钉分布圆直径Φ1280mm，中板最大直径为Φ1302mm。如图3-4所示。望远镜本体伸入载荷舱承力筒内部分深度180mm，最大外包络Φ1070±3mm。资源二号(CS-L3000B)卫星平台服务舱承力筒由筒壳、框及桁条组成，其尺寸为Ф1194mm×1620mm。桁条分布在筒壳的内侧，数量为24根，通过上框分度圆Φ1220mm的48个M8螺钉与锥形承力筒相连接。由于望远镜接口与资源二号(CS-L3000B)卫星平台服务舱承力筒接口的分度圆不一致，现有柱形承力筒的设计已不能满足需求，需要进行重新锥形承力筒的设计以满足型号的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种高承载的锥型承力筒，解决了卫星望远镜大承载问题，实现了质量控制分步骤实施，便于产品提升质量水平。本专利技术的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：一种高承载的锥型承力筒，包括上框、下框、蒙皮、n个桁条、4列连接角盒组；其中，蒙皮为轴向竖直放置的锥形环状结构；上框为圆环状结构；上框与蒙皮的大径开口端对接；下框与蒙皮的小径开口端对接；n个桁条均匀固定安装在蒙皮的内表面，且呈放射性分布；4列连接角盒组沿竖直方向均匀分布在蒙皮的外壁；n为正整数。在上述的一种高承载的锥型承力筒，所述的上框的外径为1315-1325mm；内径为1235-1245mm；上框的截面为倒置L型结构；上框沿轴线的高度为55-57mm。在上述的一种高承载的锥型承力筒，所述的下框的外径为1283-1295mm；内径为1182-1192mm；下框的截面为L型结构；下框沿轴线的高度为55-57mm。在上述的一种高承载的锥型承力筒，所述蒙皮采用碳纤维和环氧树脂混合材料。在上述的一种高承载的锥型承力筒，所述蒙皮沿轴向的锥度为5.8°-6.2°；蒙皮的轴向长度为617-621mm。在上述的一种高承载的锥型承力筒，所述22≤n≤26；且桁条采用碳纤维和环氧树脂混合材料。在上述的一种高承载的锥型承力筒，所述桁条包括上端桁头、桁条和下端桁头；其中，桁条为竖直放置的条状结构；上端桁头固定安装在桁条的顶端；下端桁头固定安装在桁条的底端；且桁条的上端桁头固定安装在上框与蒙皮的连接处；桁条的下端桁头固定安装在下框与蒙皮的连接处；桁条宽度为54-56mm。在上述的一种高承载的锥型承力筒，每列列连接角盒组包括4个连接角盒；4个连接角盒沿蒙皮外表面的竖直方向均匀排列。在上述的一种高承载的锥型承力筒，所述连接角盒包括底板、立板和2个加固板；其中，底板固定安装在蒙皮的外表面；立板沿长度方向垂直固定安装在底板的外表面；2个加固板均为三角形板状结构；2个加固板分别设置在底板的长度方向的两端；通过加固板实现底板与立板轴向两端的加固连接。在上述的一种高承载的锥型承力筒，所述底板为弧状结构；底板对应圆弧的直径R为612-616mm。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：(1)本专利技术通过锥形承力筒的设计，兼顾了资源二号(CS-L3000B)卫星平台及望远镜接口，在不改变卫星服务舱平台的基础上，满足了望远镜大承载的需求；(2)本专利技术与传统的缠绕工艺方案相比，蒙皮使用铺叠工艺节约了工艺区的纤维(用于回纱)。同时，铺叠工艺实施过程使得质量控制分步骤实施，便于产品提升质量水平；(3)本专利技术采用了新型连接角盒定位方法可有效提高承力筒组装效率，使得连接角盒与蒙皮装配过程简便、准确。附图说明图1为本专利技术锥型承力筒结构示意图；图2为本专利技术桁条结构示意图；图3为本专利技术连接角盒结构示意图；图4为本专利技术连接角盒轴向示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细的描述：本专利技术提供一种高承载的锥型承力筒，锥型承力筒是结构构型和承受整星各项载荷的最主要部件，为了实现HXMT-1卫星平台服务舱接口与望远镜安装接口分度圆不一致问题，需要通过设计锥形承力筒以满足型号的需求。本专利技术按照合理选择承力筒的构型、优化传力桁条、连接端框的适应性改进等一系列优化设计措施，达到了兼顾提高主结构的承载能力及上下接口分度圆不一致的目的。如图1所示为锥型承力筒结构示意图，由图可知，一种高承载的锥型承力筒，其特征在于：包括上框1、下框2、蒙皮3、n个桁条4、4列连接角盒组5；其中，蒙皮3为轴向竖直放置的锥形环状结构；上框1为圆环状结构；上框1与蒙皮3的大径开口端对接；下框2与蒙皮3的小径开口端对接；n个桁条4均匀固定安装在蒙皮3的内表面，且呈放射性分布；4列连接角盒组5沿竖直方向均匀分布在蒙皮3的外壁；n为正整数，且22≤n≤26；桁条4采用碳纤维和环氧树脂混合材料。其中，上框1的外径为1315-1325mm；内径为1235-1245mm；上框1的截面为倒置L型结构；上框1沿轴线的高度为55-57mm。下框2的外径为1283-1295mm；内径为1182-1192mm；下框2的截面为L型结构；下框2沿轴线的高度为55-57mm。蒙皮3采用碳纤维和环氧树脂混合材料。蒙皮3沿轴向的锥度为5.8°-6.2°；蒙皮3的轴向长度为617-621mm。如图2所示为桁条结构示意图，由图可知，桁条4包括上端桁头41、桁条42和下端桁头43；其中，桁条42为竖直放置的条状结构；上端桁头41固定安装在桁条42的顶端；下端桁头43固定安装在桁条42的底端；且桁条4的上端桁头41固定安装在上框1与蒙皮3的连接处；桁条4的下端桁头43固定安装在下框2与蒙皮3的连接处；桁条4宽度为54-56mm。每列列连接角盒组5包括4个连接角盒51；4个连接角盒51沿蒙皮3外表面的竖直方向均匀排列。如图3所示为连接角盒结构示意图，由图可知，连接角盒51包括底板511、立板512和2个加固板513；其中，底板511固定安装在蒙皮3的外表面；立板512沿长度方向垂直固定安装在底板511的外表面；2个加固板513均为三角形板状结构；2个加固板513分别设置在底板511的长度方向的两端；通过加固板513实现底板511与立板512轴向两端的加固连接。如图4所示为连接角盒轴向示意图，由图可知，底板511为弧状结构；底板511对应圆弧的直径R为612-616mm。蒙皮3制备时，先根据蒙皮3技术状态，设计成型模具，模具分为两段，方便后续脱模。同时，制备M40JB-6K高模量碳纤维预浸料。当模具与预浸料准备完毕后，在模具表面铺设预浸料直至规定外形及厚度，再送入热压罐内，依据树脂特性，加温、加压固化成型。本专利技术说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高承载的锥型承力筒，其特征在于：包括上框(1)、下框(2)、蒙皮(3)、n个桁条(4)、4列连接角盒组(5)；其中，蒙皮(3)为轴向竖直放置的锥形环状结构；上框(1)为圆环状结构；上框(1)与蒙皮(3)的大径开口端对接；下框(2)与蒙皮(3)的小径开口端对接；n个桁条(4)均匀固定安装在蒙皮(3)的内表面，且呈放射性分布；4列连接角盒组(5)沿竖直方向均匀分布在蒙皮(3)的外壁；n为正整数。

【技术特征摘要】
1.一种高承载的锥型承力筒，其特征在于：包括上框(1)、下框(2)、蒙皮(3)、n个桁条(4)、4列连接角盒组(5)；其中，蒙皮(3)为轴向竖直放置的锥形环状结构；上框(1)为圆环状结构；上框(1)与蒙皮(3)的大径开口端对接；下框(2)与蒙皮(3)的小径开口端对接；n个桁条(4)均匀固定安装在蒙皮(3)的内表面，且呈放射性分布；4列连接角盒组(5)沿竖直方向均匀分布在蒙皮(3)的外壁；n为正整数。2.根据权利要求1所述的一种高承载的锥型承力筒，其特征在于：所述的上框(1)的外径为1315-1325mm；内径为1235-1245mm；上框(1)的截面为倒置L型结构；上框(1)沿轴线的高度为55-57mm。3.根据权利要求2所述的一种高承载的锥型承力筒，其特征在于：所述的下框(2)的外径为1283-1295mm；内径为1182-1192mm；下框(2)的截面为L型结构；下框(2)沿轴线的高度为55-57mm。4.根据权利要求3所述的一种高承载的锥型承力筒，其特征在于：所述蒙皮(3)采用碳纤维和环氧树脂混合材料。5.根据权利要求4所述的一种高承载的锥型承力筒，其特征在于：所述蒙皮(3)沿轴向的锥度为5.8°-6.2°；蒙皮(3)的轴向长度为617-621mm。6.根据权利要求5所述的一种高承载的锥型承力筒，其特征在于：所述22≤n≤26；且桁条(4)采用碳纤维和环氧树...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫亮，张晓莉，杜巍，徐鹤，钱志英，李昂，洪斌，赵二鑫，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：北京,11