RU2230951C1

RU2230951C1 - Hinge joint

Info

Publication number: RU2230951C1
Application number: RU2002133244/11A
Authority: RU
Inventors: П.А. Вараксин (RU); П.А. Вараксин; Д.Ф. Довбн (RU); Д.Ф. Довбня
Original assignee: Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева"
Priority date: 2002-12-09
Filing date: 2002-12-09
Publication date: 2004-06-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to round trusses for suspending cryogenic containers and rod systems for mounting sets outside or inside cryogenic container. Proposed hinge joint contains outer shell accommodating spherical elements in form of ball segments, and inner shell with ball layer. Ball segments and ball layer are mounted on common axle.

EFFECT: possibility of assembling rods into round load bearing truss with compensation of mounting displacements and temperature shifts of cryogenic container.

5 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к круговым фермам для подвески криогенных емкостей, а также к стержневым системам для установки агрегатов снаружи или внутри криогенной емкости.The invention relates to mechanical engineering, namely to circular farms for suspension of cryogenic tanks, as well as to rod systems for installing units outside or inside a cryogenic tank.

Соединение стержней в круговую ферму с помощью шарниров для компенсации монтажных смещений и температурных перемещений требует от шарнира шесть степеней свободы, так как он должен обеспечить три степени свободы одному стержню и три степени свободы присоединенному стержню.Connecting the rods to a circular truss using hinges to compensate for mounting displacements and temperature movements requires six degrees of freedom from the hinge, since it must provide three degrees of freedom to one rod and three degrees of freedom to the attached rod.

Известны шарниры самых разнообразных схем и конструкций (см. С.Н. Кожевников, Я.И. Есипенко, Я.М. Раскин. Механизмы. - М.: Машиностроение, 1976 г., стр. 66; рис.2.11а) один из которых взят за аналог.The hinges of the most diverse schemes and designs are known (see S.N. Kozhevnikov, Ya.I. Esipenko, Ya.M. Raskin. Mechanisms. - M .: Mechanical Engineering, 1976, p. 66; Fig. 2.11a) one of which is taken as an analog.

Такой шарнир используется в несиловых узлах, как, например, в рукоятках переключения передач коробок скоростей, и является кинематической парой третьего рода (три вращения, три степени свободы).Such a hinge is used in non-power units, such as, for example, in gear shift knobs of gearboxes, and is a kinematic pair of the third kind (three rotations, three degrees of freedom).

Из того же источника взят прототип (см. С.Н. Кожевников, Я.И. Есипенко, Я.М. Раскин. Механизмы. - М.: Машиностроение, 1976 г., стр.72, рис.2.41) - шарнир, включающий наружную обойму, внутреннюю обойму с прямоугольным окном и сферические элементы.A prototype was taken from the same source (see S.N. Kozhevnikov, Ya.I. Esipenko, Ya.M. Raskin. Mechanisms. - M .: Mechanical Engineering, 1976, p. 72, Fig. 2.41) - hinge, including an outer clip, an inner clip with a rectangular window and spherical elements.

Такой шарнир используется в силовых узлах, но опять же является кинематической парой третьего рода (три вращения, три степени свободы).Such a hinge is used in power nodes, but again it is a kinematic pair of the third kind (three rotations, three degrees of freedom).

Задача предлагаемого изобретения - обеспечить сборку стержней в круговую силовую ферму с компенсацией монтажных смещений и температурных перемещений криогенной емкости за счет установки в местах сочленения стержней фермы шарниров с шестью степенями свободы.The objective of the invention is to ensure the assembly of the rods in a circular power truss with compensation for mounting displacements and temperature displacements of the cryogenic capacity due to the installation of joints with six degrees of freedom at the joints of the truss rods.

Техническим результатом является возможность сборки стержней в круговую силовую ферму с компенсацией монтажных смещений и температурных перемещений криогенной емкости.The technical result is the ability to assemble the rods in a circular power truss with compensation for mounting displacements and temperature displacements of the cryogenic tank.

Задача достигается тем, что в шарнире, включающим наружную обойму, внутреннюю обойму прямоугольным окном и сферические элементы, последние выполнены в виде шаровых сегментов, установленных в наружной обойме и симметричного относительно своей экваториальной плоскости шарового слоя, установленного во внутренней обойме, причем шаровые сегменты и шаровой слой смонтированы на общей оси.The problem is achieved in that in the hinge, including the outer casing, the inner casing with a rectangular window and spherical elements, the latter are made in the form of spherical segments mounted in the outer casing and symmetrical with respect to their equatorial plane of the spherical layer installed in the inner cage, and the spherical segments and the spherical layer mounted on a common axis.

На фиг.1 изображена предлагаемая конструкция шарнира;Figure 1 shows the proposed design of the hinge;

на фиг.2 - продольный разрез А-А по фиг.1;figure 2 is a longitudinal section aa in figure 1;

на фиг.3 - один из вариантов взаимного расположения элементов шарнира;figure 3 is one of the options for the relative positioning of the elements of the hinge;

на фиг.4 - крепление круговой фермы с шарнирным узлом к криогенной емкости;figure 4 - fastening of a circular truss with a hinged node to a cryogenic tank;

на фиг.5 - крепление круговой фермы с шарнирным узлом и несущей конструкции.figure 5 - fastening of a circular truss with a hinged node and a supporting structure.

Шарнир состоит из наружной обоймы 1, внутренней обоймы 2 с прямоугольным окном 3, шаровых сегментов 4 и 5, установленных в наружной обойме 1 симметричного относительно своей экваториальной плоскости 6 шарового слоя 7, установленного во внутренней обойме 2 оси 8, на которой смонтированы шаровые сегменты 4, 5 и шаровой слой 7.The hinge consists of an outer sleeve 1, an inner sleeve 2 with a rectangular window 3, spherical segments 4 and 5 installed in the outer sleeve 1 symmetrical with respect to its equatorial plane 6 of the spherical layer 7, mounted in the inner sleeve 2 of the axis 8, on which the ball segments 4 are mounted 5 and the ball layer 7.

Для сборки круговой фермы из шарниров и присоединенных к ним стержней 9 и 10 служат фитинги 11 и 12.Fittings 11 and 12 are used to assemble a circular truss from hinges and rods 9 and 10 attached to them.

С помощью фитингов 11 и 12 круговая ферма крепится к криогенной емкости и силовой конструкции.Using fittings 11 and 12, the circular farm is attached to the cryogenic tank and the power structure.

Шарнир собирают следующим образом: во внутреннюю обойму 2 через прямоугольное окно 3 вставляют шаровой слой 7, разворачивают на 90°, за счет чего фиксируют от продольных перемещений.The hinge is assembled as follows: a spherical layer 7 is inserted into the inner sleeve 2 through a rectangular window 3, rotated 90 °, due to which it is fixed from longitudinal movements.

Шаровые сегменты 4 и 5 вставляют в наружную обойму 1, а между ними вставляют внутреннюю обойму 2 с шаровым слоем 7.The spherical segments 4 and 5 are inserted into the outer sleeve 1, and between them the inner sleeve 2 with the ball layer 7 is inserted.

В шаровые сегменты 4, 5 и шаровой слой 7 вставляют ось 8, которая объединяет все конструктивные элементы в шарнир.An axis 8 is inserted into the spherical segments 4, 5 and the spherical layer 7, which combines all the structural elements into a hinge.

Наружная обойма 1 с присоединенным стержнем 10 имеет три степени свободы относительно шаровых сегментов 4 и 5.The outer cage 1 with the attached rod 10 has three degrees of freedom relative to the spherical segments 4 and 5.

Внутренняя обойма 2 с присоединенным стержнем 9 имеет три степени свободы относительно шарового слоя 7.The inner sleeve 2 with the attached rod 9 has three degrees of freedom relative to the spherical layer 7.

Таким образом, шарнир имеет шесть степеней свободы.Thus, the hinge has six degrees of freedom.

Взаимное расположение шаровых сегментов 4, 5 и шарового слоя 7 возможно как концентрично, так и с эксцентриситетом е, максимальная величина которого е_mах определяется размерами элементов шарнира, а в диапазоне о…е_mах _- конструктивной необходимостью.The relative position of the spherical segments 4, 5 and the spherical layer 7 is possible both concentrically and with an eccentricity e, the maximum value of which e _max is determined by the dimensions of the hinge elements, and in the range of o ... e _max _{- by} structural necessity.

Конструктивное выполнение оси 8 и ее фиксация не показаны.The design of the axis 8 and its fixation are not shown.

Claims

A hinge comprising an outer cage, an inner cage with a rectangular window and spherical elements, characterized in that the spherical elements are made in the form of spherical segments mounted in the outer casing and a spherical layer mounted symmetrically with respect to its equatorial plane in the inner casing, and the spherical segments and ball layer mounted on a common axis.