大冲击载荷分配机构 |
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| 申请号 | CN201610007206.6 | 申请日 | 2016-01-06 | 公开(公告)号 | CN105509549A | 公开(公告)日 | 2016-04-20 |
| 申请人 | 北京航天发射技术研究所; 中国运载火箭技术研究院; | 发明人 | 张筱; 马广亮; 何冠杰; 王南; 马跃峰; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及大冲击荷载的分配领域，具体涉及大冲击 载荷 分配机构，其为大型盒型 焊接 梁结构，多级载荷梁，每一级所述载荷梁均有多个；同一级的所有载荷梁处于同一荷载面内；上下相邻的两级载荷梁通过销轴连接，下方的载荷梁分担与其销轴连接的上方的载荷梁的载荷；上下相邻的两级载荷梁以所述销轴为 支点 构成杠杆结构。本发明具备将由产品上方承载的大冲击载荷以特定比例予以分散引导至下部结构的功能，从而减小下方结构局部的承载，保证其使用寿命，以达到发射要求。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种大冲击载荷分配机构，其特征在于，为焊接梁结构，包括多级呈上下位置关系的载荷梁，上下相邻的两级载荷梁通过销轴连接，下方的载荷梁分担与其销轴连接的上方的载荷梁的载荷；上下相邻的两级载荷梁以所述销轴为支点构成杠杆结构；每一级所述载荷梁均有多个悬臂梁，同一级的所有悬臂梁处于同一荷载面内。 |
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| 说明书全文 | 大冲击载荷分配机构技术领域[0001] 本发明涉及载荷分配领域，具体而言，涉及大冲击载荷分配机构。 背景技术[0002] 航天产品在起飞前会对产品承载设施造成冲击，冲击过大会造成设施结构的损坏。本发明产生前，未采用具体措施避免上述损坏，仅通过承载设施的四个支腿传载。当冲击过大时，四个支腿传递的载荷过大，造成局部承载设施的破坏。 发明内容[0003] 本发明的目的在于提供大冲击载荷分配机构，以解决冲击较大时的载荷分配问题。 [0004] 本发明提供了一种大冲击载荷分配机构，其为焊接梁结构，包括多级呈上下位置关系的载荷梁，上下相邻的两级载荷梁通过销轴连接，下方的载荷梁分担与其销轴连接的上方的载荷梁的载荷；上下相邻的两级载荷梁以所述销轴为支点构成杠杆结构；每一级所述载荷梁均有多个悬臂梁，同一级的所有悬臂梁处于同一荷载面内。 [0005] 在一些实施例中，优选为，所述销轴在对应所述载荷梁上的安装位置与预设的上下相邻的两级载荷梁的分配比例相对应。 [0006] 在一些实施例中，优选为，第一级载荷梁处于最上方，包括圆盘刚度承载结构和四个刚度悬臂梁，所述圆盘刚度承载结构分别向四个方向延伸出所述刚度悬臂梁，每个所述刚度悬臂梁分别通过销轴与某一个第二级载荷梁的悬臂梁铰接。 [0007] 在一些实施例中，优选为，所述刚度悬臂梁为受力后可弯曲梁。 [0008] 在一些实施例中，优选为，所述销轴处于所述载荷梁的内侧或外侧。 [0009] 在一些实施例中，优选为，最上方的第一级载荷梁外，其他各级的载荷梁的下方均设置凸台凹槽。 [0010] 在一些实施例中，优选为，所述的大冲击载荷分配机构包括4级载荷梁，第一级载荷梁将载荷以1：1：1：1的比例分配给第二级载荷梁，第二级载荷梁将冲击载荷以3:2的比例分散引导至及其下部的凸台凹槽和第三级梁；第三级载荷梁将冲击载荷以1:1的比例分散引导至其下部凸台凹槽。 [0011] 在一些实施例中，优选为，在第二级载荷梁以及第三级载荷梁支腿处设置方形开孔。 [0012] 在一些实施例中，优选为，所述载荷梁在所述方形开孔处设置加强板。 [0013] 本发明实施例提供的大冲击载荷分配结构，具备将由产品上方承载的大冲击载荷以特定比例予以分散引导至下部结构的功能，从而减小下方结构局部的承载，保证其使用寿命，以达到发射要求。载荷分配机构需要满足使用工况的高冲击承载要求，同时对质量、高度方向尺寸均有一定限制。此外，需要保证载荷分配机构与其它设备的接口协调性。此设备为新功能、新设备，同时需针对质量、高度、接口要求对整体结构进行优化，具有一定的设计难度。附图说明 [0014] 图1为本发明一个实施例中大冲击载荷分配结构的主视结构示意图； [0015] 图2为本发明图1中大冲击载荷分配结构的俯视结构示意图； [0016] 图3为本发明图1中第一级载荷梁在受力前后的形变； [0017] 图4为本发明一个实施例中第二、三级载荷梁与下部凸台凹槽的接口示意图； [0018] 图5为本发明一个实施例中方形开孔的设置方式； [0019] 图6为本发明一个实施例中加强板的设置方式。 [0020] 注：1第一级载荷梁；2第二级载荷梁；3第三级载荷梁；4外侧销轴；5内侧销轴；6凸起凹槽；7方形开孔；8油缸；9加强板。 具体实施方式[0021] 下面通过具体的实施例结合附图对本发明做进一步的详细描述。 [0022] 一种大冲击载荷分配机构，其为大型盒型焊接梁结构，多级载荷梁，每一级载荷梁均有多个；同一级的所有载荷梁处于同一荷载面内；上下相邻的两级载荷梁通过销轴连接，下方的载荷梁分担与其销轴连接的上方的载荷梁的载荷；上下相邻的两级载荷梁以销轴为支点构成杠杆结构。 [0023] 具备将由产品上方承载的大冲击载荷以特定比例予以分散引导至下部结构的功能，从而减小下方结构局部的承载，保证其使用寿命，以达到发射要求。载荷分配机构需要满足使用工况的高冲击承载要求，同时对质量、高度方向尺寸均有一定限制。此外，需要保证载荷分配机构与其它设备的接口协调性。此设备为新功能、新设备，同时需针对质量、高度、接口要求对整体结构进行优化，具有一定的设计难度。 [0024] 接下来，对该技术进行详细描述： [0025] 一种大冲击载荷分配机构，如图1、2所示，其为大型盒型焊接梁结构，多级载荷梁，每一级载荷梁均有多个；同一级的所有载荷梁处于同一荷载面内；上下相邻的两级载荷梁通过销轴连接，下方的载荷梁分担与其销轴连接的上方的载荷梁的载荷；上下相邻的两级载荷梁以销轴为支点构成杠杆结构。 [0026] 销轴在对应载荷梁上的安装位置与预设的上下相邻的两级载荷梁的分配比例相对应。通过调整销轴相对于各级梁的位置尺寸，可以调节载荷逐级传递的比例，最终完成载荷可控分配的功能。在设计的时候可以根据需要，通过设计销轴的位置来改变向下传载的比例。形成固定产品后，载荷分配比例将无法调整。 [0027] 第一级载荷梁包括圆盘刚度承载结构和四个刚度悬臂梁，圆盘刚度承载结构分别向四个方向延伸出刚度悬臂梁，每个刚度悬臂梁分别通过销轴与某一个第二级载荷梁铰接。 [0028] 刚度悬臂梁为受力下可弯曲梁。第一级载荷梁的悬臂梁刚度较小，在较小外载下一级梁可产生足够变形以适应地面高度差与结构间隙，以保证一、二级梁铰接处均触实，防止一级梁四个方向上承受载荷出现较大偏差。如图3所示，箭头上方的图为第一级载荷梁未受力时状态，其中2号悬臂梁处地面高度较低导致该处第二、三级载荷梁不能触实地面；箭头下方的图为第一级载荷梁受载后的状态，悬臂梁产生一定变形，使2号悬臂梁下降一定高度以保证该处第二、三级载荷梁触实地面。 [0029] 通过调整销轴相对于各级梁的位置尺寸，可以调节载荷逐级传递的比例，最终完成载荷可控分配的功能。 [0030] 如图4所示，除上方的第一级载荷梁外，其他各级的载荷梁的下方均设置凸台凹槽。 [0031] 在某一个具体实施例中，该大型冲击载荷分配机构，由各级梁顶板、纵板、底板焊接构成盒型结构，包括4级载荷梁，第一级载荷梁将载荷以1：1：1：1的比例分配给第二级载荷梁，第二级载荷梁将冲击载荷以3:2的比例分散引导至及其下部的凸台凹槽和第三级梁；第三级载荷梁将冲击载荷以1:1的比例分散引导至其下部凸台凹槽。 [0032] 销轴处于载荷梁的内侧或外侧，如图2所示，内侧销轴5，外侧销轴4。外侧销轴4作用为保证第二级梁相对第一级梁的转动自由度，内侧销轴5作用为保证第三级梁相对第二级梁的转动自由度。是通过调整销轴的安装位置而保证各级载荷梁的转动自由度。 [0033] 对关键承载部位进行加强。 [0034] 如图5所示，为了适应其他系统的接口要求，载荷分配机构在第二级载荷梁以及第三级载荷梁支腿处设置方形开孔7。比如：为了避让液压系统的油缸8设置方形开孔。 [0035] 如图6所示，载荷梁在方形开孔7处设置加强板9。对开孔处进行局部加强，满足结构的承载要求。并为其他系统提供连接空间。 [0036] 载荷分配机构组装完成后，不需要人工操作。本身结构特性即可完成载荷分配功能。本产品具备将由产品上方承载的大冲击载荷以特定比例予以分散引导至下部结构的功能，从而减小下方结构局部的承载，保证其使用寿命，以达到发射要求。 [0037] 载荷分配机构需要满足使用工况的高冲击承载要求，同时对质量、高度方向尺寸均有一定限制。此外，需要保证载荷分配机构与其它设备的接口协调性。 [0038] 此设备为新功能、新设备，同时需针对质量、高度、接口要求对整体结构进行优化，具有一定的设计难度。 [0039] 以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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