Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для фиксации отделяемых в процессе эксплуатации частей изделия от корпуса

Данное изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при проектировании, например, космических аппаратов (КА), оснащенных отделяемыми элементами.

Из описания к патенту РФ№2304236 от 23.03.2006 г известно устройство для фиксации отделяемых в процессе эксплуатации частей изделия от корпуса. Данное устройство содержит связанные с отделяемыми частями изделия цилиндрический корпус, соосно установленные в нем стяжную муфту, выполненную в виде полого цилиндра, обойму в виде полого цилиндра с торцовым фланцем, жестко связанным с указанным цилиндрическим корпусом и взаимодействующим с корпусом изделия, фиксирующие элементы, выполненные в виде частей плоского кольца с конической фаской, обращенной внутрь устройства, подвижно установленные внутри устройства с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью стяжной муфты, установленный внутри обоймы с возможностью осевого перемещения шток в виде резьбового стержня с фланцем, выполненным с переходящим в стержень участком в виде шарового пояса для взаимодействия с конической фаской фиксирующих элементов, и фигурным выступом, жестко связанным с указанным фланцем и расположенным соосно указанному штоку со стороны, противоположенной его резьбовому стержню. Устройство содержит также упор, расположенный соосно цилиндрическому корпусу со стороны, противоположенной фланцу обоймы, и цилиндрический стержень, установленный внутри указанной обоймы соосно штоку и выполненный с фигурным гнездом, взаимодействующим с указанным фигурным выступом штока, и с фигурным хвостовиком под ключ, расположенным за торцом обоймы с противоположенной штоку стороны и взаимодействующим с указанным упором, устройство фиксации стяжной муфты в осевом направлении, пиротехнический привод для перемещения стяжной муфты относительно обоймы, а также средство крепления устройства к отделяемым частям изделия, выполненное в виде шайбы, установленной на резьбовом стержне указанного штока, гайки, закрепленной на этом стержне с опорой на указанную шайбу и подпружиненной относительно нее.

Данное устройство имеет существенный эксплуатационный недостаток, а. именно незначительные эксплуатационные нагрузки, что определяется незначительной контактной поверхностью фиксирующих элементов, которые, как видно из описания к пат.№2304236, выполнены в виде двух равных частей плоского кольца, установленных в радиальных прямоугольных пазах. Технической задачей решаемой данным техническим решением является улучшение эксплуатационных характеристик устройства за счет увеличения эксплуатационной нагрузки при сохранении его габаритов и надежности работы.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в известном устройстве, введен кольцевой упор, жестко связанный со стяжной муфтой, расположенный на ее внутренней поверхности, внутренний диаметр которого охватывает фланец резьбового стержня штока, при этом указанный кольцевой упор образует с плоским торцом обоймы кольцевую полость под фиксирующие элементы, которые выполнены в виде не менее трех равных кольцевых секторов, составляющих в сумме плоское кольцо.

На фиг. 1 показан общий вид устройства.

На фиг. 2 показан общий вид устройства после срабатывания и отделения частей изделия от корпуса.

На фиг. 3 показано сечение А-А.

Устройство для фиксации отделяемых в процессе эксплуатации частей изделия от корпуса содержит полый цилиндрический корпус 1, соосно установленные в нем обойму 2, выполненную в виде полого цилиндра с торцовым, фланцем 3, жестко скрепленным с цилиндрическим корпусом 1и взаимодействующим с корпусом изделия 4, фиксирующие элементы 5, которые выполнены в виде не менее трех равных кольцевых секторов, составляющих в сумме плоское кольцо, с конической фаской 6 на внутреннем диаметре, обращенной внутрь устройства, стяжную муфту 7, выполненную в виде полого цилиндра с кольцевым фланцем 8 на внешней поверхности муфты и кольцевым упором 9 на внутренней поверхности муфты 7, образующим с плоским торцом обоймы 2 кольцевую полость 10 под фиксирующие элементы 3. Устройство содержит также шток 11, установленный внутри обоймы 2 с возможностью осевого перемещения. Шток 11 выполнен в виде резьбового стержня с цилиндрическим фланцем 12, с переходящим в стержень участком 13 в виде шарового пояса, предназначенным для взаимодействия с конической фаской 6 фиксирующих элементов 5. Шток 11 снабжен также фигурным хвостовиком 14, например, в виде многогранника, расположенным соосно фланцу 12 штока 11, жестко с ним связанным и расположенным относительно фланца 8 со стороны противоположенной переходному участку 13. Корпус 1, жестко связанный торцевым фланцем 3 обоймы 2, охватывающий стяжную муфту 7 и обойму 2, выполнен с приливом 15 на наружной поверхности с резьбовым гнездом 16 под пиротехнический источник давления 17, с кольцевым буртом 18 на внутренней поверхности и примыкающей к указанному бурту кольцевой канавкой 19, пиротехнический привод перемещения корпуса относительно обоймы, образованный указанным кольцевым фланцем 8 на наружной поверхности стяжной муфты 7, кольцевым буртом 18 на внутренней поверхности корпуса 1, примыкающей к. указанному бурту кольцевой канавкой 19, сопряженной с резьбовым гнездом 16 под пиротехнический источник давления 17, и указанным источником давления 17. Устройство содержит также крышку 20, расположенную соосно цилиндрическому корпусу 1 со стороны, противоположенной фланцу 4 обоймы 3, устройство фиксации стяжной муфты 7 в осевом направлении, например, пружина сжатия 21, установленная между крышкой 20 и стяжной муфтой 7, и цилиндрический стержень 22, установленный внутри устройства соосно штоку 9 и выполненный с фигурным гнездом 23, взаимодействующим с указанным фигурным выступом 12 штока 9, и подпружиненный относительно крышки 20 пружиной 24. Стержень 22 снабжен также головкой под ключ 25, расположенной за крышкой 20 и взаимодействующей с ней при срабатывании. Устройство содержит также демпфирующее устройство(устройство снижения кинетической энергии подвижной при срабатывании устройства стяжной муфты 7), выполненное, например, в виде полого цилиндра 26 из необратимо деформируемого материала, закрепленного на крышке 19, и средство стопорения 27 штока 9. Крепится устройство к отделяемой части 28 с помощью средства крепления, выполненного в виде шайбы 29, установленной на резьбовом стержне штока 9, гайки 30, закрепленной на резьбовом стержне штока 9 с возможностью опоры на отделяемые части 28 изделия через шайбу 29, и подпружиненной относительно указанной шайбы 29 пружиной 31.

Стыковку отделяемой части 28 к корпусу изделия 4 производят в следующем порядке. Вращая стержень 22 за головку 25 вворачивают шток 9 в гайку 30 средства крепления. При затяжке штока 9 моментом осевая составляющая силы действует на торец обоймы распределяясь по всей контактной кольцевой поверхности фиксирующих элементов, в результате чего возможно увеличить осевую силу.

Срабатывание устройства и разделение отделяемой части 28 и корпуса 4 изделия происходит следующим образом.

При подаче электрического сигнала на пиротехнический источник давления 17, размещенный в резьбовом гнезде 16 корпуса 1 происходит его срабатывание. Продукты сгорания пиротехнического источника давления 17 из резьбового гнезда 16 попадают в кольцевую канавку 19 пиротехнического привода перемещения стяжной муфты 7. За счет действия давления продуктов сгорания на рабочую поверхность привода (торцевая поверхность фланца 8) стяжная муфта 7,приодолевая усилие фиксации пружины 23, перемещается в осевом направлении, освобождая фиксирующие элементы 5 и деформируя демпфер 26. Гайка 30, под действием пружины 31, перемещается в осевом направлении, выдергивая при этом шток 11 из обоймы 2. Шток 11 при осевом перемещении раздвигает фиксирующие элементы 5 за счет взаимодействия сферической поверхности переходного участка 13 с конической фаской 6 фиксирующих элементов 5. При перемещении штока 11 цилиндрический стержень 22 перемещается в том же направлении под действием пружины 24 до упора головки под ключ 25 в крышку 20 1 и выходит из зацепления с фигурным хвостовиком 14 штока 11. Отделяемая часть 28 отходит от корпуса 4 изделия.

Таким образом, как видно из описания конструкции и работы устройства, решена поставленная техническая задача, а именно, обеспечено улучшение эксплуатационных характеристик устройства за счет увеличения эксплуатационной нагрузки.

На предлагаемое техническое решение разработана конструкторская документация, изготовлены опытные образцы.