多功能一体化端轴颈的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明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。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
【发明内容】
[0005]本发明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。
[0006]本发明的技术方案为:
[0007]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。
[0008]底座部分通过连接螺栓与飞行器连接。
[0009]连接螺栓的螺栓孔与轴颈部分的轴线平行。
[0010]端轴颈底座上设置弹性橡胶垫贴合连接面。
[0011]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。
[0012]螺栓孔设置多个。
[0013]螺栓孔的轴线水平。
[0014]本发明与现有技术相比的优点在于:
[0015](I)本发明采用变截面吊、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。
[0016](2)本发明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。
[0017](3)本发明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。
[0018](4)本发明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】
[0019]图1示出了本发明的多功能一体式端轴颈的第一实施例的方案图；
[0020]图2示出了本发明的多功能一体式端轴颈的第二实施例的方案图；
[0021]图3示出了本发明的多功能一体式端轴颈的第一实施例的吊装示意图；
[0022]图4示出了本发明的多功能一体式端轴颈的第二实施例的吊装示意图；
[0023]图5示出了本发明的多功能一体式端轴颈的底座接口图；
[0024]图6示出了本发明的多功能一体式端轴颈的连接示意图。
【具体实施方式】
[0025]本发明设计了一种集支撑、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。
[0026]参见图1所示，本发明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。
[0027]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。
[0028]端轴颈底座13 —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。
[0029]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。
[0030]参见附图1、2所示，本发明提供一种支撑、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。
[0031]图2示出了本发明的另一实施例，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。
[0032]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。
[0033]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。
[0034]如附图6所示为本发明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。
[0035]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。
[0036]本发明有以下发明要点:
[0037]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。
[0038]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。
[0039]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。
【主权项】
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)与所述轴颈部分(20)的轴线平行。
4.根据权利要求1所述的多功能一体化端轴颈，其特征在于，所述端轴颈底座(13)上设置弹性橡胶垫(14)贴合所述连接面(11)。
5.根据权利要求1所述的多功能一体化端轴颈，其特征在于，所述轴颈部分为变截面形，截面缩小部分为所述支撑部位(21)或所述起吊部位(22)。
6.根据权利要求1所述的多功能一体化端轴颈，其特征在于，所述螺栓孔(12)设置多个。
7.根据权利要求1所述的多功能一体化端轴颈，其特征在于，所述螺栓孔(12)的轴线水平。
【专利摘要】本发明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。
【IPC分类】B66C1-10
【公开号】CN104555699
【申请号】CN201410599590
【发明人】袁园, 陈亮, 董彦民, 王飞, 李波, 荣华, 刘业宝
【申请人】中国运载火箭技术研究院
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年10月30日