Опорный узел сотовой панели и способ установки опорного узла в сотовую панель
Владельцы патента RU 2783874:
Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва» (RU)
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для изготовления космических конструкций, в частности сотовых панелей, предназначенных для изготовления, например, корпусов негерметичных космических аппаратов, которые имеют опорные узлы, в виде установленных в отверстия сотовой панели закладных элементов, предназначенных для крепления на своей поверхности конструкций, приборов и оборудования. Опорный узел сотовой панели выполнен в виде втулки с двумя фланцами, установленной в глухое отверстие в сотовой панели и закрепленной с сотовым заполнителем при помощи клеевого соединения. Причём на дне глухого отверстия, между сотовым заполнителем и втулкой, установлена прокладка. Способ установки опорного узла заключается в выполнении глухого отверстия в сотовой панели, установке в указанное отверстие опорного узла, выполненного в виде втулки с двумя фланцами, на верхний фланец которой помещают прижимной элемент, который позиционируют с опорным узлом при помощи соосных отверстий, через которые в пустоты между сотовым заполнителем и центральной частью втулки вводят клеевую композицию. На дно глухого отверстия в сотовой панели закладывают прокладку, поверх которой устанавливают опорный узел. При этом прижимной элемент соединяют с втулкой при помощи болтового соединения. После полимеризации клеевой композиции прижимной элемент демонтируют. Техническими результатами, обеспечиваемыми приведенной совокупностью признаков, являются: уменьшение массы конструкций, ликвидация избыточных зон напряжений, отсутствие смещения центра масс от расчетного положения. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для изготовления, в частности сотовых панелей, предназначенных для изготовления космических конструкций, например, корпусов негерметичных космических аппаратов (КА), которые имеют опорные узлы, в виде установленных в отверстия сотовой панели закладных элементов, предназначенных для крепления на своей поверхности конструкций, приборов и оборудования.
Известен опорный узел сотовой панели, описанный в способе установки опорных узлов в сотовой панели (патент RU №2360799), согласно которому опорные узлы, выполненные в виде закладных элементов, устанавливают в процессе сборки сотовой панели. В сотовом заполнителе и обшивках выполняют отверстия, устанавливают закладные элементы с нанесенной клеевой композицией. Затем закладной элемент фиксируют, за счет технологического штыря, относительно обшивок.
Недостатком известного решения является то, что для установки опорных узлов в сотовую панель, требуется одновременная установка всех закладных элементов, входящих в сотовую панель, что является трудозатратным и нецелесообразным. В указанном известном решении также исключена возможность установки дополнительных закладных элементов в уже изготовленную сотовую панель. При этом каждому отдельно взятому закладному элементу, на протяжении всего процесса изготовления сотовой панели, необходим собственный технологический штырь, что неоправданно повышает количество необходимых элементов для сборки. Кроме того невозможно обеспечить равномерное распределение клеевой композиций на все склеиваемые поверхности конструкций.
Наиболее близким к заявляемому устройству, является опорный узел сотовой панели и способ его установки, описанный в статье авторов Чичурина В.Е, Наговицина В.Н, Патраева Е.В, Мациенко А.В, Михнева М.М, Лукиной Н.М. Способ установки закладного элемента в трехслойный сотовый рефлектор и методика проверки качества вклеивания // Новые технологии. Том 2. – Материалы XV Всероссийской конференции. –М.: РАН, 2018, стр. 11-21, согласно которой в сотовой панели выполняют глухое отверстие, устанавливают закладной элемент с двумя фланцами в выполненное отверстие, при этом на верхний фланец закладного элемента помещают прижимной элемент, позиционирующийся с закладным элементом при помощи соосных отверстий, через которые в пустоты между сотовым заполнителем и центральной частью закладного элемента вводят вспенивающуюся клеевую композицию, после полимеризаций которой прижимной элемент демонтируют.
Недостатком данного способа является то, что при подобной установке закладного элемента в глухое отверстие, подаваемая клеевая композиция заполняет пустоты сотового заполнителя находящегося непосредственно под закладным элементом, и таким образом, существенно увеличивает массу конструкции, создает избыточные зоны напряжений, а также, смещает центр масс сборки от расчетного положения, и таким образом, негативно влияя на конструкцию в целом.
Для заявленного устройства выявлены следующие общие с прототипом существенные признаки: опорный узел сотовой панели, выполненный в виде втулки с двумя фланцами, установленной в глухое отверстие в сотовой панели и закрепленной с сотовым заполнителем при помощи клеевого соединения.
Для заявленного способа выявлены следующие общие с прототипом существенные признаки:
- способ установки опорного узла с двумя фланцами в сотовую панель;
- в сотовой панели выполняют глухое отверстие;
- опорный узел в виде втулки устанавливают в выполненное отверстие;
- опорный узел устанавливают при помощи прижимного элемента;
- опорный узел прикрепляют к сотовому заполнителю посредством ввода вспенивающейся клеевой композиций.
Техническими проблемами, на решение которых направленно заявленное изобретение, является высокая масса и низкая надежность конструкции опорного узла.
Поставленные проблемы решаются за счет:
1. Опорного узла сотовой панели, выполненного в виде втулки с двумя фланцами, установленной в глухое отверстие в сотовой панели и закрепленной с сотовым заполнителем при помощи вспенивающегося клеевого соединения. Причём на дне глухого отверстия, между сотовым заполнителем и втулкой, установлена прокладка.
2. Способа установки опорного узла по п.1, заключающегося в выполнении глухого отверстия в сотовой панели, установке в указанное отверстие опорного узла, выполненного в виде втулки с двумя фланцами, на верхний фланец которой помещают прижимной элемент, который позиционируют с опорным узлом при помощи соосных отверстий, через которые в пустоты между сотовым заполнителем и центральной частью втулки вводят вспенивающую клеевую композицию. На дно глухого отверстия в сотовой панели закладывают прокладку, поверх которой устанавливают опорный узел. При этом прижимной элемент соединяют с втулкой при помощи болтового соединения. После полимеризации клеевой композиции прижимной элемент демонтируют.
Сущность технического решения поясняется фиг. 1, на которой изображена сотовая панель с установленным закладным элементом.
На фиг. 1 показана сотовая панель 1 с выполненным глухим отверстием и установленным в нем опорным узлом, выполненным в виде втулки 2 с фланцами. Непосредственно под опорным узлом (втулкой) 2 установлена прокладка 3. Втулка 2 предварительно спозиционирована с прижимным элементом 4 с помощью соосных отверстий 5 и соединена с ним при помощи болтового соединения 6, установленного в резьбовое отверстие 8 втулки 2. Через отверстия 5 вводят вспенивающуюся клеевую композицию 7, которая крепит центральную часть втулки 2 с сотовым заполнителем 9, а после ее полимеризации прижимной элемент 4 демонтируют. Вспенивающаяся клеевая композиция - это многокомпонентный материал, состоящий, в основном, из эпоксидной смолы, отвердителя и пенообразователя, после полимеризации имеет вид пористого монолитного материала с замкнутоячеистой структурой. В качестве примера подтверждения достижения указанного технического результата при использовании вспенивающейся клеевой композиции может служить описание к патенту RU 2291782 С1, согласно которому свободное пространство между сотовым заполнителем и втулкой заполняется вспенивающейся клеевой композицией, в исходном состоянии представляющей собой густую клееобразную массу, наносимую на втулку. В качестве вспенивающейся композиции может быть применена, например, композиция ВКВ-9, частично отверждающаяся при помощи фена.
Способ установки закладного элемента с двумя фланцами в сотовую панель заключается в следующем: в сотовой панели 1 выполняется глухое отверстие, после этого в выполненное отверстие устанавливается прокладка 3 для того, чтобы исключить затекание вспенивающейся клеевой композиций 7 в сотовый заполнитель 9, находящихся непосредственно под втулкой 2. После установки прокладки 3, в глухое отверстие устанавливают втулку 2, которую предварительно соединяют с прижимным элементом 4 при помощи болтового соединения 6, установленного в резьбовое отверстие 8 втулки 2, при этом втулку 2 позиционируют с прижимным элементом 4 при помощи соосных отверстий 5. После установки втулки 2 в глухое отверстие, в пустоты между сотовым заполнителем 9 и центральной частью втулки 2, через отверстия 5 подается вспенивающаяся клеевая композиция 7. На протяжении всего процесса полимеризаций вспенивающейся клеевой композиций 7, прижимной элемент 4 обеспечивает перпендикулярное и неподвижное положение опорного узла (втулки) 2 относительно плоскости обшивки сотовой панели 1. После окончания полимеризаций вспенивающейся клеевой композиций 7 прижимной элемент 4 демонтируют. После чего можно производить монтаж приборов, оборудования или интерфейсов (на фиг. 1 не показаны).
Таким образом, заявленные опорный узел и способ его установки позволяют решить указанные проблемы изобретения и достичь следующих технических результатов, обеспечиваемых приведенной в формуле изобретения совокупностью признаков:
уменьшение массы конструкций, за счет использования несквозной втулки с необходимой строительной высотой и низкой массой, уменьшения вводимого объёма клеевой композиции с высокой плотностью;
ликвидация избыточных зон напряжений, возникающих в заливаемой вспенивающей клеевой композиции за счёт применения прокладки не позволяющей заполнять вспенивающейся клеевой композиции объем под установленной втулкой;
отсутствие смещения центра масс от расчетного положения, за счёт применения несквозных втулок с маленькой строительной высотой в требуемых конструкцией местах изделия.
1. Опорный узел сотовой панели, выполненный в виде втулки с двумя фланцами, установленной в глухое отверстие в сотовой панели и закрепленной с сотовым заполнителем при помощи вспенивающейся клеевой композиции, отличающийся тем, что на дне глухого отверстия, между сотовым заполнителем и втулкой, установлена прокладка.
2. Способ установки опорного узла по п.1, заключающийся в выполнении глухого отверстия в сотовой панели, установке в указанное отверстие опорного узла, выполненного в виде втулки с двумя фланцами, на верхний фланец которой помещают прижимной элемент, который позиционируют с опорным узлом при помощи соосных отверстий, через которые в пустоты между сотовым заполнителем и центральной частью втулки вводят вспенивающуюся клеевую композицию, после полимеризации которой прижимной элемент демонтируют, отличающийся тем, что на дно глухого отверстия в сотовой панели закладывают прокладку, поверх которой устанавливают опорный узел, для чего в глухое отверстие устанавливают втулку, которую предварительно соединяют с прижимным элементом при помощи болтового соединения, установленного в резьбовое отверстие втулки.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что прижимной элемент соединяют с втулкой при помощи болтового соединения.
