一種氦氣瓶支架的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氦氣瓶支架，適用于通信衛(wèi)星應用領域。
【背景技術】
[0002]氦氣瓶支架用于氦氣瓶與承力筒之間的連接，承受從生產到上天飛行整個壽命期間的各種載荷，因此要求支架具有足夠的剛度和強度。在滿足功能要求的前提下，氦氣瓶支架應具有重量輕、剛度好、制造工藝和裝配簡單等特點。
[0003]以往通信衛(wèi)星平臺使用3個氦氣瓶，將3個氦氣瓶安裝在中板上表面的東西方向，此種安裝方式對通信艙中板上方的布局空間和操作空間產生影響，占用中板上表面的利用率。某新型衛(wèi)星平臺使用2個90升氦氣瓶，相對以往通信衛(wèi)星平臺氣瓶重量增加60%，高度增加近一倍，為實現衛(wèi)星對該大容量氣瓶的支撐和滿足力學環(huán)境適應性，并優(yōu)化某新型平臺布局，增加通信艙內中板上方的操作空間和衛(wèi)星艙體內的空間利用率，需對氦氣瓶的安裝方案進行重新設計。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術問題是:為克服現有技術的不足，提高衛(wèi)星通信艙內中板上方的操作空間和衛(wèi)星艙體內的空間利用率，將氦氣瓶安裝至承力筒上，現有支架無法滿足使用需求，提供一種復材板和復材桿相結合的大容量氦氣瓶支架。
[0005]本發(fā)明技術解決方案:
[0006]一種氦氣瓶支架，包括安裝板組件、下支撐桿組件和上支撐桿組件，
[0007]其中安裝板組件包括安裝板、安裝角盒、氣瓶安裝埋件，安裝板為類三角型，弧形底邊設有與外部承力筒連接的安裝角盒；安裝板由上面板、下面板和置于上、下面板間的蜂窩芯子組成；呈圓形的氣瓶安裝埋件設置在安裝板頂角處，氣瓶安裝埋件外圓柱面上設有與氦氣瓶連接的安裝孔，每兩個安裝孔之間設計減重凹槽；與下支撐桿組件連接的氣瓶安裝埋件中心部分軸向采用承力梁式結構，其余部分設計減重凹槽；
[0008]上支撐桿組件、下支撐桿組件由支撐桿、螺套及接頭組成，支撐桿與螺套膠接，螺套與接頭螺紋連接，下支撐桿組件一端通過雙耳支撐座連接在氣瓶安裝埋件上，另一端通過單耳支撐座連接在外部承力筒上；
[0009]上支撐桿組件一端與氦氣瓶連接，另一端與外部承力筒連接。
[0010]所述下支撐桿組件中的下支撐桿有兩個，其中心軸交點與氦氣瓶的中心軸重合，兩桿夾角為40-50度，支撐桿與安裝板夾角為45-55度。
[0011]所述上支撐桿組件中的上支撐桿有兩個，其中心軸交點與氦氣瓶的中心軸重合，兩桿夾角為90度。
[0012]所述支撐桿材料選用T300級碳纖維，碳纖維體積含量為60%，共14層，鋪層方向為 90° /0° 2/45° /-45° /0° 4/-45° /45° /0° 2/90°，0° 方向為沿桿的中心線方向。
[0013]上、下面板用碳纖維M55J/環(huán)氧無瑋布四層復合而成。
[0014]螺套與接頭一組采用左旋螺距螺紋連接，另一組采用右旋螺距螺紋連接。
[0015]本發(fā)明與現有技術相比的優(yōu)點在于:
[0016](I)本發(fā)明將氦氣瓶固定于承力筒上，提高通信艙內中板上方的操作空間和衛(wèi)星艙體內的空間利用率，為推進系統(tǒng)布局提供了充裕的空間。
[0017](2)本發(fā)明在通信衛(wèi)星上首次采用復材板和復材桿相結合的次級結構設計方式，利用特殊埋件將復材桿和復材板結合在一起形成支撐結構，使氦氣瓶的傳遞路徑更為合理，支架已通過鑒定級力學試驗和衛(wèi)星的整星級鑒定試驗，滿足該衛(wèi)星平臺的使用需求。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明結構示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明安裝板組件結構示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明氣瓶安裝埋件結構示意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明支撐桿組件結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖及實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0023]一種氦氣瓶支架，如圖1所示，包括安裝板組件2、下支撐桿組件3和上支撐桿組件5，其中安裝板組件2包括安裝板、安裝角盒6、氣瓶安裝埋件8，如圖2所示，安裝板為類三角型，弧形底邊設有與外部承力筒連接的安裝角盒6 ;上、下面板用碳纖維M55J/環(huán)氧無瑋布四層復合而成，單層厚度0.1mm，鋪層順序為:0° /+45° /-45° /90°。
[0024]呈圓形的氣瓶安裝埋件8設置在安裝板頂角處，如圖3所示，氣瓶安裝埋件8外圓柱面上設有與氦氣瓶I連接的安裝孔，每兩個安裝孔之間設計減重凹槽；與下支撐桿組件連接的氣瓶安裝埋件8中心部分軸向采用承力梁式結構，其余部分設計減重凹槽；
[0025]上支撐桿組件5、下支撐桿組件3由支撐桿9、螺套10及接頭11組成，如圖4所示，支撐桿9與螺套10膠接，螺套10與接頭11螺紋連接，下支撐桿組件3 —端通過雙耳支撐座4連接在氣瓶安裝埋件8上，另一端通過單耳支撐座7連接在外部承力筒上；所述支撐桿材料選用T300級碳纖維，碳纖維體積含量為60%，共14層，鋪層方向為90° /0° 2/45° /-45° /0° 4/-45° /45° /0° 2/90°，0°方向為沿桿的中心線方向。螺套10與接頭11 一組采用左旋螺距螺紋連接，另一組采用右旋螺距螺紋連接。
[0026]單耳支撐座7用來連接支撐桿組件和承力筒，在載荷的傳遞路徑上采用承力梁和加強筋式結構，提高承載能力；設計承力梁與底座的角度，使得梁的主承力方向與支撐桿的受力方向一致，同時應避免承力梁的末端與底座直角連接而產生應力集中；在承力梁的側面使用加強筋以分散載荷，末端設計圓弧形筋結構避免應力集中；另外，在底座的非傳力路徑上設計凹槽減重。
[0027]雙耳支撐座4，一方面和氣瓶安裝埋件8連接，另一方面和兩個支撐桿連接，兩個耳片之間的角度應與兩個支撐桿夾角在水平方向的投影大小相同；承力梁的承力方向與支撐桿受力方向一致。支撐桿接頭和支撐座連接為雙耳片和單耳片的連接形式，此種連接方式為耳片間的間隙配合，不通過摩擦力來傳力載荷，通過剪切力來傳遞載荷，以增強剛度。
[0028]上支撐桿組件5 —端與氦氣瓶I連接，另一端與外部承力筒連接。
[0029]所述下支撐桿組件3中的下支撐桿有兩個，其中心軸交點與氦氣瓶I的中心軸重合，兩桿夾角為48度，支撐桿與安裝板夾角為50度。所述上支撐桿組件5中的上支撐桿有兩個，其中心軸交點與氦氣瓶I的中心軸重合，兩桿夾角為90度。
[0030]本發(fā)明未詳細闡述部分屬于本領域公知技術。
【主權項】
1.一種氦氣瓶支架，其特征在于，包括安裝板組件(2)、下支撐桿組件(3)和上支撐桿組件(5)， 其中安裝板組件(2)包括安裝板、安裝角盒(6)、氣瓶安裝埋件(8)，安裝板為類三角型，弧形底邊設有與外部承力筒連接的安裝角盒(6);安裝板由上面板、下面板和置于上、下面板間的蜂窩芯子組成；呈圓形的氣瓶安裝埋件(8)設置在安裝板頂角處，氣瓶安裝埋件(8)外圓柱面上設有與氦氣瓶(I)連接的安裝孔，每兩個安裝孔之間設計減重凹槽；與下支撐桿組件連接的氣瓶安裝埋件(8)中心部分軸向采用承力梁式結構，其余部分設計減重凹槽； 上支撐桿組件(5)、下支撐桿組件(3)由支撐桿(9)、螺套(10)及接頭(11)組成，支撐桿(9)與螺套(10)膠接，螺套(10)與接頭(11)螺紋連接，下支撐桿組件(3) —端通過雙耳支撐座(4)連接在氣瓶安裝埋件(8)上，另一端通過單耳支撐座(7)連接在外部承力筒上; 上支撐桿組件(5) —端與氦氣瓶(I)連接，另一端與外部承力筒連接。
2.根據權利要求1所述的一種氦氣瓶支架，其特征在于:所述下支撐桿組件(3)中的下支撐桿有兩個，其中心軸交點與氦氣瓶(I)的中心軸重合，兩桿夾角為40-50度，支撐桿與安裝板夾角為45-55度。
3.據權利要求1所述的一種氦氣瓶支架，其特征在于:所述上支撐桿組件(5)中的上支撐桿有兩個，其中心軸交點與氦氣瓶(I)的中心軸重合，兩桿夾角為90度。
4.根據權利要求1或2或3所述的一種氦氣瓶支架，其特征在于:所述支撐桿材料選用T300級碳纖維，碳纖維體積含量為60%，共14層，鋪層方向為90° /0° 2/45° /-45° /0。4/_45° /45° /0° 2/90°，0°方向為沿桿的中心線方向。
5.根據權利要求4所述的一種氦氣瓶支架，其特征在于:上、下面板用碳纖維M55J/環(huán)氧無瑋布四層復合而成。
6.根據權利要求5所述的一種氦氣瓶支架，其特征在于:螺套(10)與接頭(11)一組采用左旋螺距螺紋連接，另一組采用右旋螺距螺紋連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氦氣瓶支架，包括安裝板組件、下支撐桿組件和上支撐桿組件，安裝板為類三角型，弧形底邊設有與外部承力筒連接的安裝角盒；呈圓形的氣瓶安裝埋件設置在安裝板頂角處，氣瓶安裝埋件外圓柱面上設有與氦氣瓶連接的安裝孔，每兩個安裝孔之間設計減重凹槽；與下支撐桿組件連接的氣瓶安裝埋件中心部分軸向采用承力梁式結構，其余部分設計減重凹槽。本發(fā)明將氦氣瓶固定于承力筒上，提高通信艙內中板上方的操作空間和衛(wèi)星艙體內的空間利用率，為推進系統(tǒng)布局提供了充裕的空間。
【IPC分類】F17C13-08
【公開號】CN104832786
【申請?zhí)枴緾N201510205171
【發(fā)明人】崔佳濤, 王浩攀, 劉麗坤, 王耀東, 田野
【申請人】中國空間技術研究院
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年4月27日