УСТРОЙСТВО ОТКРЫТИЯ КРЫШКИ ЛЮКА
HATCH COVER OPENER

Изобретение относится к космической технике, в частности к шлюзовым камерам космических аппаратов, которые применяются для обеспечения выхода в открытый космос космонавтов или автоматических устройств из летающих в космосе объектов.
Известно устройство открытия крышки люка, применяемое в пилотируемых кораблях типа «Союз» и «МКС» (международная космическая станция), состоящие из рычагов открытия и привода поворота крышки (см. B.C.Сыромятников. Стыковочные устройства космических аппаратов, Москва, Машиностроение, 1984, ст.22, рис.1.10). Недостатком такого устройства является неравномерное распределение нагрузок на рычаги, также привод поворота крышки кинематически связан с одним рычагом через зубчатую передачу, а механическая связь между рычагами осуществляется через накладку. Вследствие чего возможны перекосы крышки относительно плоскости стыка с основным корпусом. Также недостатком является открытая зубчатая передача между выходным валом привода поворота крышки и одним рычагом.
Известно также устройство открытия крышки люка, используемое в летательных аппаратах (см. SU, патент 4510714, кл. Е05D 15/40, 1985), которое выбрано в качестве прототипа. Данное устройство содержит систему навески крышки на окантовку люка при помощи поворотных качалок и тяг, образующих параллелограммный механизм поворота крышки, установленными на оси поворота крышки, а так же систему герметизации, включающую механизм стопорения крышки и механизм управления замками стопорения.
Однако известная конструкция недостаточно надежна из-за ее сложности, неудобна в эксплуатации из-за наличия большого количества элементов, а объемность конструкции требует необоснованно большого пространства для ее размещения и имеет большой вес.
Техническим результатом данного изобретения является повышение надежности работы, снижение веса и габаритов конструкции, а так же устранение перекоса крышки относительно стыковочной плоскости корпуса.
Технический результат достигается тем, что в устройстве открытия крышки люка, содержащем систему навески крышки на окантовку люка, установленную на оси поворота крышки, механизм поворота крышки, с приводом поворота крышки, качалками и тягой, а также механизм герметизации, в отличие от известного, тяга выполнена в виде трубы, соединяющей не менее трех качалок, две из которых расположенных по краям трубы, и взаимодействуют с крышкой посредством сферических подшипников, установленных в расточках качалок, при этом подшипники установлены соответственно на осях, размещенных в отверстиях приливов крышки и жестко закрепленных на этих приливах, а третья качалка, расположенная посредине, взаимодействует с крышкой посредством пружины сжатия, один конец которой опирается на кольцевой выступ качалки, а другой - на дно стакана, в котором она размещена, причем стакан установлен с зазором между его краем и поверхностью третьей качалки, при этом труба, ось которой расположена в плоскости стыка крышки и окантовки люка, установлена на кронштейнах посредством подшипников, расположенных на противоположных концах трубы, и взаимодействует с приводом, установленным на одном из кронштейнов посредством одной зубчатой муфты, размещенной в трубе симметрично к плоскости, проходящей через ось пружины перпендикулярно оси трубы, и жестко насаженной на один конец удлинителя в виде цилиндра, на другом конце которого жестко насажена вторая зубчатая муфта, установленная на выходном валу привода, при этом труба также взаимодействует посредством зубчатой передачи с контактным устройством, установленным на другом кронштейне, соединенным жестко с первым кронштейном посредством силового элемента.
Применение удлинителя, двух зубчатых муфт для передачи крутящего момента привода поворота крышки и зазора Δ между краем стакана и плоскостью центральной качалки позволит равномерно прижать плоскость стыка крышки к плоскости стыка окантовки люка без перекосов и захватить крюки пассивные, установленные на крышке, активными крюками, установленными на окантовке люка, и стянуть стыки механизмом герметизации. Применение пружин сжатия позволит прижать фланец крышки к поверхности третьей качалки в открытом положении крышки. Применение контактного устройства позволит выключить электродвигатель привода поворота на заданном угле открытия крышки.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых приведены:
На фиг.1 - устройство открытия крышки люка, общий вид.
На фиг.2 - устройство открытия крышки люка, вид А.
На фиг.3 - устройство открытия крышки люка в открытом положении.
На фиг.4 - сечение В-В с фиг.2.
На фиг.5 - сечение В-В с фиг.2, в открытом положении.
На фиг.6 - выносной элемент Б с фиг.2.
На фиг.7 - выносной элемент Г с фиг.2.
На фиг.8 - выносной элемент Д с фиг.7.
Цифрами на чертеже обозначены:
1 - крышка
2 - привод
3 - окантовка люка
4 - механизм герметизации
5 - контактное устройство
6 - кронштейн правый
7 - качалка правая
8 - тяга
9 - силовой элемент
10 - качалка левая
11 - кронштейн левый
12 - стакан
13 - болт
14 - гайка
15 - пружина
16 - кольцевой выступ
17 - качалка центральная
18 - муфта
19 - удлинитель
20 - уплотнительные прокладки
21 - сферический подшипник
22 - ось
23 - прилив крышки
24 - муфта
25 - подшипник
26 - зубчатая передача
27 - фланец крышки
28 - привод
29 - трос
30 - барабан
31 - механизм замков активный
32 - пассивные замки.
Устройство открытия крышки люка состоит из окантовки люка 3, жестко установленных на ней кронштейнов - правого 6 и левого 11, соединенных между собой силовым элементом 9, в расточках кронштейнов закреплена тяга 8 с качалками - 7, 10 и 17 на подшипниках 25; крышки, установленной на правую и левую качалки на сферических подшипниках 21, наружные кольца которых жестко закреплены в расточках этих качалок, а внутренние кольца жестко закреплены в приливах 23 крышки 1 на осях 22, а так же на центральную качалку 17 посредством болта 13 с гайкой 14 и стакана 12 с пружиной 15; привода 2, установленного на кронштейн 11, выходной вал которого через муфту 24, удлинитель 19 и муфту 18 связан с тягой 8; контактного устройства 5, размещенного на кронштейне 6 и кинематически связанного через зубчатую передачу 26 с тягой 8; механизма герметизации 4 с уплотнительными прокладками 20 и приводом 28, связанным через тросовую передачу 29 с барабанами 30 активных замков 31, которые взаимодействуют с пассивными замками 32.
При этом в качестве контактного устройства 5 можно использовать «Блок концевых контактов привода» (см. B.C.Сыромятников, Стыковочные устройства космических аппаратов, Москва, Машиностроение, 1984, с.100, рис 3.15), привод 2 может быть выполнен согласно патенту 2065542 «Устройство для сообщения вращательного движения» от 21.12.1988, в качестве привода 28 можно использовать «Привод стыковочного шпангоута» (см. B.C.Сыромятников, Стыковочные устройства космических аппаратов, Москва, Машиностроение, 1984, с.81, рис 3.5), активные и пассивные замки могут быть выполнены согласно «Замки стыковочного шпангоута» (см. B.C.Сыромятников, Стыковочные устройства космических аппаратов, Москва, Машиностроение, 1984, с.78, рис 3.3), в качестве окантовки люка можно использовать корпус стыковочных агрегатов (см. B.C.Сыромятников, Стыковочные устройства космических аппаратов, Москва, Машиностроение, 1984, с.77, рис 3.2), уплотнительные прокладки могут быть как уплотнения герметичных конструкций (см. B.C.Сыромятников, Стыковочные устройства космических аппаратов, Москва, Машиностроение, 1984, с.107, рис 3.22).
Определение зазора А между краем стакана и плоскостью третьей качалки (см. фиг.5 и фиг.6):
1
2
где Δ - перемещение качалок 7 и 11 при устранении перекоса Δ;
2
Δ - фактический перекос плоскости стыка крышки 1 и окантовки люка 3 вокруг оси поворота тяги 8;
3
2
Δ - перемещение центральной качалки 17 при устранении перекоса Δ;
1
R - расстояние между осью сферического подшипника 21 и осью тяги 8 (см. фиг.6);
2
R - расстояние между осью пружины 15 и осью тяги 8 (см. фиг.6);
- расстояние от края крышки 1 до оси сферического подшипника 21 (см. фиг.2);
- расстояние от края крышки 1 до оси пружины 15 (см. фиг.2).
Для открытия крышки 1 необходимо раскрыть стык, образованный плоскостью окантовки и плоскостью крышки, за счет поворота барабанов активных замков 30 приводом 28 механизма герметизации 4, в результате крюки активного замка 31 выходят из зацепления с крюками пассивного замка 32 и уплотнительные прокладки 20 разгерметизируются. После остановки привода 28, по сигналу блока концевых контактов привода 28 включается привод 2 открытия крышки. При этом вращательное движение выходного вала привода 2 через зубчатую муфту 24, удлинитель 19 и зубчатую муфту 18 передается на тягу 8 и соответственно на качалку левую 10, правую 7 и на центральную 17, далее через сферические подшипники 21 и оси 22, пружину 15 на крышку 1 и через зубчатую передачу 26 на контактное устройство 5. Крышка 1 открывается на заданный угол и привод 2 выключается от сигнала контактного устройства 5 и удерживается в таком состоянии выходным валом привода 2 от перемещения относительно оси тяги 8 и пружиной 15 от перемещения вокруг осей 22. Закрытие крышки происходит в обратной последовательности. А именно: привод 2 включается так, что выходной вал с муфтой 24, удлинителем 19, зубчатой муфтой 18, тяга 8 с качалками 7, 14 и 17 поворачиваются в обратную сторону. Стыковочная плоскость крышки 1 касается стыковочной плоскости окантовки 3 и происходит взаимное выравнивание этих стыковочных плоскостей за счет устранения перекосов. Перекос вокруг оси тяги 8 устраняется за счет поворота крышки вокруг осей 22 при сжатии пружины 15, а перекос вокруг оси, перпендикулярной оси тяги 8, устраняется за счет крутильных деформаций половины тяги 15. Например, в случае когда замыкается сначала правая сторона крышки с плоскостью окантовки люка, то деформируется правая сторона тяги 8 под действием момента, развиваемого приводом 2, до замыкания левой стороны крышки с плоскостью окантовки люка. После замыкания плоскостей стыка по сигналу с контактного устройства 5 отключается электродвигатель привода 2 и включается электродвигатель привода 28, происходит захват крюков активных замков 31 за крюки пассивных замков 32 и уплотнение стыкуемых плоскостей за счет сжатия уплотнительных прокладок 20. Электродвигатель привода 28 отключается по сигналу блока концевых контактов привода 28.