一种球柱形贮箱总装结构及总装装配方法与流程

本发明涉及航天器用球柱形贮箱的总装设计，具体涉及一种球柱形贮箱总装结构及总装装配方法。

背景技术：

1、针对航天器用球柱形贮箱常采用平面双法兰两端固支的总装结构形式，该总装结构形式存在众多缺点：

2、a、该总装结构存在过约束，难以避免存在装配应力，降低了结构承载能力；

3、b、由于过约束，法兰面必然存在安装间隙，需要额外采用垫片等手段进行消除，导致结构复杂，操作困难；

4、c、由于贮箱需要在安装后增压，一般可达到mpa级内压，贮箱轴向产生较大的形变，进一步增大结构内应力。

5、为避免上述情况，常见的方法是，仅保留一处平面法兰，另一处采用轴向放开自由度的方式。例如采用一端平面法兰和一端拉杆形式实现贮箱的总装，虽然采用拉杆形式可以实现贮箱长度方向(即轴向)的自由度，解决上述平面双法兰两端固支总装结构的缺点，但增加了拉杆结构，导致结构复杂，重量增加。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种球柱形贮箱总装结构及总装装配方法，实现贮箱长度方向的自由度。

2、为了达到上述的目的，本发明提供一种球柱形贮箱总装结构，采用贮箱腰部平面法兰固支和贮箱顶部端头简支相结合的安装形式，其中，贮箱顶部端头简支安装形式具有沿贮箱长度方向游动自由度。

3、上述一种球柱形贮箱总装结构，其中，贮箱腰部平面法兰固支安装形式：在球柱形贮箱腰部增设一平面法兰，球柱形贮箱腰部通过该平面法兰与航天器舱体横向主结构下层舱板固定连接，实现球柱形贮箱与航天器舱体的连接；贮箱顶部端头简支安装形式：设计端盖衬套组件，该端盖衬套组件套设在球柱形贮箱顶部端头上，该端盖衬套组件与航天器舱体横向主结构上层舱板连接，约束球柱形贮箱顶部横向自由度，但球柱形贮箱顶部具有纵自由度。

4、上述一种球柱形贮箱总装结构，其中，所述端盖衬套组件上设有销钉孔，在上层舱板上配打销钉孔，安装抗剪定位销钉。

5、上述一种球柱形贮箱总装结构，其中，所述端盖衬套组件包括端盖和衬套，所述衬套套设在球柱形贮箱顶部端头上，所述端盖套设在所述衬套上，所述衬套与所述端盖连接，所述端盖与上层舱板连接。

6、上述一种球柱形贮箱总装结构，其中，所述衬套选用具有润滑效果的材料制作。

7、上述一种球柱形贮箱总装结构，其中，所述端盖包括第一圆环柱体和第一法兰，所述第一法兰设置于所述第一圆环柱体的一端，所述第一法兰上设有衬套安装孔、上层舱板安装孔和销钉孔，衬套安装孔用于连接衬套，上层舱板安装孔用于连接上层舱板，销钉孔用于安装抗剪定位销钉；所述上层舱板安装孔为腰形孔。

8、上述一种球柱形贮箱总装结构，其中，所述衬套包括第二圆环柱体和第二法兰，所述第二法兰设置于所述第二圆环柱体的一端，所述第二法兰上设有端盖安装孔，端盖安装孔用于连接端盖。

9、上述一种球柱形贮箱总装结构，其中，所述衬套内径与球柱形贮箱顶部端头外径之间采用间隙配合；所述衬套外径与所述端盖内径之间为小间隙配合；所述端盖置于上层舱板通孔内，通过紧固件连接，所述端盖外径与上层舱板通孔之间采用间隙配合。

10、上述一种球柱形贮箱总装结构，其中，球柱形贮箱顶部端头开设螺纹通孔。

11、本发明提供的另一技术方案是一种球柱形贮箱总装装配方法，包括：在球柱形贮箱腰部增设一平面法兰，装配时，将球柱形贮箱腰部平面法兰与下层舱板固定；将上层舱板安装至航天器舱体横向主结构上，该过程中保证球柱形贮箱顶部端头插入上层舱板通孔内；将衬套套入端盖内，采用胶粘结衬套与端盖，并通过第三紧固件连接衬套与端盖，得到端盖衬套组件；将端盖衬套组件插入上层舱板通孔内，且球柱形贮箱顶部端头套入端盖衬套组件中，采用第二紧固件连接端盖衬套组件与上层舱板；根据端盖衬套组件上的销钉孔，在上层舱板上配打销钉孔，再安装抗剪定位销钉。

12、与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：

13、本发明的球柱形贮箱总装结构及总装装配方法，采用贮箱腰部平面法兰固支和贮箱顶部端头简支(具有沿贮箱长度方向游动自由度)相结合的安装形式，实现了贮箱顶部端头这一端不约束贮箱沿轴向变形，该端沿着贮箱轴向是自由状态，减小了装配应力和结构内应力；

14、本发明的球柱形贮箱总装结构及总装装配方法，在球柱形贮箱腰部增设一平面法兰，实现球柱形贮箱与航天器舱体的连接；设计端盖衬套组件，约束球柱形贮箱顶部横向自由度，但球柱形贮箱顶部具有轴向自由度；球柱形贮箱直接和航天器主结构相连接，总装结构简单、便于操作、重量较轻；

15、本发明的球柱形贮箱总装结构及总装装配方法，考虑到贮箱顶部端头是自由端并且会发生摩擦产生磨损，在贮箱顶部端头外面套上衬套，该衬套主要功能为定位、减磨、润滑及缓冲，在衬套外面安装端盖，该端盖主要功能是连接、传力及承载，该端盖和舱体主结构通过紧固件装配；为解决沿贮箱横向方向的过定位问题，将端盖和舱体主结构通孔之间设计为间隙配合，同时端盖上上层舱板安装孔设计为腰形孔，便于与舱体主结构通孔装配；

16、本发明的球柱形贮箱总装结构及总装装配方法，考虑到端盖通过紧固件与舱体主结构装配，因为球柱形贮箱轴向尺寸过长，发射主动段期间，贮箱顶部端头处会受到较大横向剪力，而紧固件所提供的剪力由其摩擦力决定，为增加装配可靠性，在该端盖上打若干销，可以起到承受部分横向剪力的作用，同时起到重复安装定位，快速恢复装配精度的作用。

技术特征：

1.一种球柱形贮箱总装结构，其特征在于，采用贮箱腰部平面法兰固支和贮箱顶部端头简支相结合的安装形式，其中，贮箱顶部端头简支安装形式具有沿贮箱长度方向游动自由度。

2.如权利要求1所述的一种球柱形贮箱总装结构，其特征在于，贮箱腰部平面法兰固支安装形式：在球柱形贮箱腰部增设一平面法兰，球柱形贮箱腰部通过该平面法兰与航天器舱体横向主结构下层舱板固定连接，实现球柱形贮箱与航天器舱体的连接；

3.如权利要求2所述的一种球柱形贮箱总装结构，其特征在于，所述端盖衬套组件上设有销钉孔，在上层舱板上配打销钉孔，安装抗剪定位销钉。

4.如权利要求2所述的一种球柱形贮箱总装结构，其特征在于，所述端盖衬套组件包括端盖和衬套，所述衬套套设在球柱形贮箱顶部端头上，所述端盖套设在所述衬套上，所述衬套与所述端盖连接，所述端盖与上层舱板连接。

5.如权利要求4所述的一种球柱形贮箱总装结构，其特征在于，所述衬套选用具有润滑效果的材料制作。

6.如权利要求4所述的一种球柱形贮箱总装结构，其特征在于，所述端盖包括第一圆环柱体和第一法兰，所述第一法兰设置于所述第一圆环柱体的一端，所述第一法兰上设有衬套安装孔、上层舱板安装孔和销钉孔，衬套安装孔用于连接衬套，上层舱板安装孔用于连接上层舱板，销钉孔用于安装抗剪定位销钉；所述上层舱板安装孔为腰形孔。

7.如权利要求4所述的一种球柱形贮箱总装结构，其特征在于，所述衬套包括第二圆环柱体和第二法兰，所述第二法兰设置于所述第二圆环柱体的一端，所述第二法兰上设有端盖安装孔，端盖安装孔用于连接端盖。

8.如权利要求4所述的一种球柱形贮箱总装结构，其特征在于，所述衬套内径与球柱形贮箱顶部端头外径之间采用间隙配合；所述衬套外径与所述端盖内径之间为小间隙配合；所述端盖置于上层舱板通孔内，通过紧固件连接，所述端盖外径与上层舱板通孔之间采用间隙配合。

9.如权利要求1所述的一种球柱形贮箱总装结构，其特征在于，球柱形贮箱顶部端头开设螺纹通孔。

10.一种球柱形贮箱总装装配方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供一种球柱形贮箱总装结构及总装装配方法，采用贮箱腰部平面法兰固支和贮箱顶部端头简支相结合的安装形式，实现贮箱长度方向的自由度。在球柱形贮箱腰部增设一平面法兰，球柱形贮箱腰部通过该平面法兰与航天器舱体横向主结构下层舱板固定连接，实现球柱形贮箱与航天器舱体的连接；贮箱顶部端头简支安装形式：设计端盖衬套组件，该端盖衬套组件套设在球柱形贮箱顶部端头上，该端盖衬套组件与航天器舱体横向主结构上层舱板连接，约束球柱形贮箱顶部横向自由度，但球柱形贮箱顶部具有纵向自由度。该总装结构具有总装结构简单、重量较轻、便于操作、装配应力及结构内应力小的优点。

技术研发人员：朱俊杰,杨延蕾,程世伟,柴煜,邸乔月,康志宇,肖余之,赵春慧
受保护的技术使用者：上海宇航系统工程研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14