CN103317486B - 可调节的卫星保护支架 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可调节的卫星保护支架，包括直角连接杆（1）、上轴承安装板（5）、轴用钢丝挡圈（6）、轴承安装座（7）、推力球轴承（8）、可调节螺杆（9）、带锁圈的螺钉锁紧挡圈（10）、底座（11）。本发明解决了卫星的质心和转动惯量测试的安全，可以实现沿Z向可以进行调节，沿X、Y两个方向通过底座和安装连接板可以进行移动调节，能够适应多种型号卫星转动惯量和质心位置的测试，且本发明能够实现卫星沿Z向安装位置的快速调节，调节时只要轻轻的旋转可调节螺杆就能实现，操作过程方便。

Description

可调节的卫星保护支架

技术领域

本发明涉及保护支架，更具体地说，涉及一种可调节的卫星保护支架，尤其是一种高可靠、并能够快速安装、可调节的用于卫星保护的装置，关键在于该装置具有高安全、快速安装性。

背景技术

目前国内外测量卫星质量特性的试验装置主要采用：卫星质量特性测试工装（俗称L型梁）、框式工装、垂直工装以及和其它工装组合进行试验的。绕Z轴的转动惯量和质心位置的测试，是采用L型梁质量特性工装来实现的，在测试过程中卫星是水平状态，这样卫星的结构件上受到了一个非常大的弯矩，目前国内外市场上也没有合适的支撑工装可以解决这个问题。

所以解决在水平状态下测试时卫星前端下垂的问题迫在眉睫。虽然在卫星总装过程也采取了很多措施来解决，但是效果都不明显。这样严重影响了卫星的安全，给卫星装配带来了很大不安全隐患。因此有必要开发一种可调节的卫星保护支架，以解决总装操作人员在试验过程中的需要。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：针对在卫星做绕Z轴的转动惯量、质心位置的测试和其它工装组合进行试验时，卫星前端下垂的问题。解决了试验时过程中的安全问题。提供一种可调节的卫星保护支架装置，提高了卫星装配、试验工作的安全。

根据本发发明提供的可调节的卫星保护支架，包括直角连接杆1、上轴承安装板5、轴用钢丝挡圈6、轴承安装座7、推力球轴承8、可调节螺杆9、带锁圈的螺钉锁紧挡圈10、底座11，其中：

直角连接杆1、上轴承安装板5、轴承安装座7、可调节螺杆9、底座11依次连接，可调节螺杆9的一端通过推力球轴承8安装在轴承安装座7内，轴用钢丝挡圈6设置在可调节螺杆9的一端与上轴承安装板5之间，推力球轴承8的内圈与可调节螺杆9的一端连接，推力球轴承8的外圈与轴承安装座7紧配合连接，可调节螺杆9的另一端通过带锁圈的螺钉锁紧挡圈10安装在底座11内。

优选地，还包括钢结构用高强度大六角头螺栓2、轻型弹簧垫圈3、平垫圈4，其中，所述直角连接杆1通过依次连接的钢结构用高强度大六角头螺栓2、轻型弹簧垫圈3、平垫圈4安装于上轴承安装板5。

优选地，还包括安装连接板12，其中，所述底座11的底部连接所述安装连接板12。

优选地，所述直角连接杆1的加工步骤包括如下步骤：

步骤1〕：铸造完毕后对铸件进行回火处理消除铸造应力，回火温度为720℃，时间为6小时，随炉冷却24小时后取出产品；

步骤2〕：对铸件进行粗加工，从铸件上切削去除较多的加工余量，并放2mm～3mm的加工余量，达到初步的加工精度和较低的加工光洁度；

步骤3〕：粗加工完毕后进行一次除应力处理；

步骤4〕：粗加工和除应力处理后，进行介于粗加工和精加工之间的半精加工；

步骤5〕：半精加工后再进行一次稳定化处理；

步骤6〕：处理完毕后再进行精加工，使各档尺寸的加工精度均要达到设计要求；

步骤7〕：最后再进行硬质阳极化处理以提供表面硬度。

优选地，所述可调节螺杆9的加工步骤包括如下步骤：

先按图纸的外形要求进行粗加工，放加工余量1mm～2mm，然后进行调质处理，使材料的组织结构成为回火索氏体组织；经调质处理后，再进行半精加工，在加工过程中放磨削余量0.2mm～0.3mm，为了提高耐磨性和稳定性，在精加工之前采用氮化处理；最后进行磨削精加工。

优选地，所述安装连接板12的加工步骤包括如下步骤：

在机械加工完毕后，整体进行表面冷硬阳极化处理，其中，冷硬阳极化处理具体是在25%硫酸溶液中，温度在10的情况下，经过2.5小时通电阳极化处理；通过冷硬阳极化处理后，使零件表面生成一层耐腐蚀氧化膜，氧化膜层为：45～50微米的三氧化二铝硬质层。

优选地，所述直角连接杆1的上端处有多个腰形孔，腰形孔的宽为12.5㎜，长为16㎜，确保M12的连接螺栓安装时有4㎜的调节空间。

优选地，所述可调节螺杆9包括一个主结构件和一个螺母，螺母点焊焊接于主结构件。

优选地，所述底座11上有多个腰形孔，腰形孔的宽为12.5㎜，长为28㎜，确保M12的连接螺栓安装时沿Y个方向有16㎜的调节空间。

优选地，安装连接板12上有多个M12的螺孔，确保M12的连接螺栓的安装，以满足沿X方向的多种安装形式。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1.提高了卫星试验的可靠性、安全性；

2.可以节省试验的时间和人力；

3.适应不同大小的卫星转动惯量和质心位置的测试；

4.操作过程方便。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为可调节保护支架结构图；

图2为直角连接杆结构图；

图3为可调节螺杆结构图；

图4为底座结构图；

图5为安装连接板结构图；

图6为直角连接杆的加工工艺流程；

图7为可调节螺杆的加工工艺流程。

图中：

1为直角连接杆；

2为钢结构用高强度大六角头螺栓；

3为轻型弹簧垫圈；

4为平垫圈；

5为上轴承安装板；

6为轴用钢丝挡圈；

7为轴承安装座

8为推力球轴承；

9为可调节螺杆；

10为带锁圈的螺钉锁紧挡圈

11为底座；

12为安装连接板。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明所述可调节的卫星保护支架是一种高度可以调节、长度可以增加、安装位置可以改变、具有重量轻、安装方便的特点，在卫星装配、试验达到了安全保护作用的一种装置。总装操作人员可以快速地对卫星保护支架进行安装，具有安装、调节、拆卸方便的特点，这样可以确保卫星试验的安全。

根据本发明提供的可调节保护支架结构如图1所示，所述可调节保护支架主要由直角连接杆1、钢结构用高强度大六角头螺栓2、轻型弹簧垫圈3、平垫圈4、上轴承安装板5、轴用钢丝挡圈6、轴承安装座7、推力球轴承（51106）8、可调节螺杆9、带锁圈的螺钉锁紧挡圈10、底座11、安装连接板12等零件组成。其中，平垫圈优选地为平垫圈-C级。

所述直角连接杆1是关键零件，直角连接杆1直接与卫星接触，所以材料采用铸造铝合金，因为铸造铝合金重量轻，切削加工性能好，不易变形，易加工。加工工艺流程见图6，加工工艺是：1〕铸造完毕后对铸件进行回火处理消除铸造应力，回火温度为720℃左右，时间为6小时，随炉冷却24小时后取出产品。2〕对铸件进行粗加工，从铸件上切削去除较多的加工余量，并放2mm～3mm的加工余量，达到初步的加工精度和较低的加工光洁度。3〕粗加工完毕后进行一次除应力处理，4〕粗加工和除应力处理后，进行介于粗加工和精加工之间的半精加工，使精加工的加工精度能得到保证。5〕半精加工后再进行一次稳定化处理。6〕处理完毕后再进行精加工，精加工对于各档尺寸的加工精度均要达到设计要求。7〕最后再进行硬质阳极化处理，加工后采用硬质阳极化处理后，克服了铸铝不耐磨的缺陷，表面硬度大大提高。

所述钢结构用高强度大六角头螺栓2选用抗腐蚀性高的牌号为1Cr18Ni9Ti含钛不锈钢。

所述轻型弹簧垫圈3选用具有足够塑性和韧性的牌为：65Mn/GB/T3078-1994弹簧钢丝。

所述平垫圈4选用具有足够塑性和韧性的牌号为45（GB702-86）的优质碳素结构钢制成。

所述上轴承安装板5选用具有足够塑性和韧性的牌号为45（GB702-86）的优质碳素结构钢制成。

所述轴用钢丝挡圈6选用具有足够塑性和韧性的牌为：65Mn/GB/T3078-1994弹簧钢丝。

所述轴承安装座7选用具有足够塑性和韧性的牌号为45（GB702-86）的优质碳素结构钢制成。

所述的推力球轴承（51106）8安装在轴承安装座7和可调节螺杆9之间，推力球轴承8的外圈与轴承安装座7紧配合连接，推力球轴承8的内圈与可调节螺杆9连接，一对推力球轴承支撑在可调节螺杆9的两端，实现了可调节螺杆9的转动并提高了该机构的刚度，使可调节螺杆9可以承受大重量卫星的质心和转动惯量测试。

所述可调节螺杆9是本发明所提供支架中一个关键部件，又是一个主要受力零件，为了保证可调节螺杆9的强度、耐磨性和韧性等要求，可调节螺杆9先按图纸的外形要求进行粗加工，为了防止变形，放加工余量1mm～2mm，然后进行调质处理，使材料的组织结构成为回火索氏体组织来提高机体的强度、塑性和韧性。经调质处理后，再进行半精加工，在加工过程中放磨削余量0.2mm～0.3mm，为了提高耐磨性和稳定性，在精加工之前采用氮化处理。经氮化处理后的套杆表面硬度（即洛氏硬度）达到RC50，具有很强的耐磨性，同时提高其疲劳强度（提高25％左右）。最后进行磨削精加工。为了加强可调节螺杆9强度和耐磨性，具体加工工艺流程按图7示出的可调节螺杆加工工艺流程进行操作。

所述带锁圈的螺钉锁紧挡圈10选用具有足够塑性和韧性的牌号为45（GB702-86）的优质碳素结构钢制成。确保可调节螺杆9不脱离底座11，当安装完毕后锁紧带锁圈的螺钉锁紧挡圈10，带锁圈的螺钉锁紧挡圈10可以牢固地锁紧在可调节螺杆9上。

所述底座11选用抗腐蚀性高、变形小的牌号为3Cr18Ni7Si2马氏体型不锈钢进行加工制作，加工制作后零件尺寸的稳定性很好，加工后零件尺寸的精度不下降。

所述安装连接板12选用稳定性好的牌号为7A04超硬铝合金，7A04超硬铝合金的气密性好、重量轻、可加工性都好，在机械加工完毕后，整体进行表面冷硬阳极化处理。冷硬处理是在25%硫酸溶液中，温度在10的情况下，经过2.5小时通电阳极化处理后。通过冷硬阳极化后，使零件表面生成一层耐腐蚀氧化膜，氧化膜层为：45～50微米的三氧化二铝（AL₂O₃）硬质层，用小刀子刻划也不会产生划伤。同时经过冷硬阳极化处理后表面的光洁度也提高一级（5微米），其硬度达到HRC45～50。

所述直角连接杆的结构图如图2所示，直角连接杆1的上端处有二个腰形孔，腰形孔的宽为12.5㎜，长为16㎜，确保M12的连接螺栓安装时有4㎜的调节空间。下端处有四个φ12.5㎜的圆孔与安装连接板12连接。直角连接杆有5种规格，直角连接杆的长度分别是：138㎜、218㎜、280㎜、358㎜和468㎜，可以适应5种尺寸不同的型号卫星的质心和转动惯量测试。

所述可调节螺杆9的结构图如图3所示，可调节螺杆9是本发明所提供支架中的一个关键部件，又是一个主要受力零件，可调节螺杆9主要由一个主结构件和一个螺母组成。安装过程是：第一步将二个推力球轴承（51106）8安装在轴承安装座7和主结构件上；第二步将轴用钢丝挡圈6安装在主结构件上，保证推力球轴承（51106）8牢固地安装；第三步将上轴承安装板5安装在轴承安装座7上并用点焊焊接；第四步将一个螺母安装在主结构件上并用点焊焊接；第五步将组装好的可调节螺杆9安装到底座11；第五步将带锁圈的螺钉锁紧挡圈10安装到可调节螺杆9的下端并锁紧。

所述底座11的结构图如图4所示，底座11上有四个腰形孔，腰形孔的宽为12.5㎜，长为28㎜，确保M12的连接螺栓安装时沿Y个方向有16㎜的调节空间。

所述安装连接板12的结构图如图5所示，安装连接板12上有12个M12的螺孔，确保M12的连接螺栓的安装。同时可以满足沿X方向有5种安装形式。

本发明解决了卫星的质心和转动惯量测试的安全，本发明可以实现沿Z向可以进行调节，沿X、Y两个方向通过底座和安装连接板可以进行移动调节，能够适应多种型号卫星转动惯量和质心位置的测试，且本发明能够实现卫星沿Z向安装位置的快速调节，调节时只要轻轻的旋转可调节螺杆就能实现。更重要的是总装操作人员在安装卫星时更方便，节省了大量的时间和人员，以前安装一个卫星需要5～6人，3～4小时安装才能完成。现在只需要2人，20～30分钟就能安装完毕。该装置受到总装操作人员的欢迎。因此本发明确保了卫星试验的安全，提高了卫星试验的可靠性、安全性，同时能够适应不同大小的卫星转动惯量和质心位置的测试，操作过程方便。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (3)

1.一种可调节的卫星保护支架，其特征在于，包括直角连接杆(1)、上轴承安装板(5)、轴用钢丝挡圈(6)、轴承安装座(7)、推力球轴承(8)、可调节螺杆(9)、带锁圈的螺钉锁紧挡圈(10)、底座(11)，其中：

直角连接杆(1)、上轴承安装板(5)、轴承安装座(7)、可调节螺杆(9)、底座(11)依次连接，可调节螺杆(9)的一端通过推力球轴承(8)安装在轴承安装座(7)内，轴用钢丝挡圈(6)设置在可调节螺杆(9)的一端与上轴承安装板(5)之间，推力球轴承(8)的内圈与可调节螺杆(9)的一端连接，推力球轴承(8)的外圈与轴承安装座(7)紧配合连接，可调节螺杆(9)的另一端通过带锁圈的螺钉锁紧挡圈(10)安装在底座(11)内；

还包括钢结构用高强度大六角头螺栓(2)、轻型弹簧垫圈(3)、平垫圈(4)，其中，所述直角连接杆(1)通过依次连接的钢结构用高强度大六角头螺栓(2)、轻型弹簧垫圈(3)、平垫圈(4)安装于上轴承安装板(5)；

还包括安装连接板(12)，其中，所述底座(11)的底部连接所述安装连接板(12)；

所述安装连接板(12)的加工步骤包括如下步骤：

在机械加工完毕后，整体进行表面冷硬阳极化处理，其中，冷硬阳极化处理具体是在25％硫酸溶液中，温度在10的情况下，经过2.5小时通电阳极化处理；通过冷硬阳极化处理后，使零件表面生成一层耐腐蚀氧化膜，氧化膜层为：45～50微米的三氧化二铝硬质层；

所述直角连接杆(1)的上端处有多个腰形孔，腰形孔的宽为12.5㎜，长为16㎜，确保M12的连接螺栓安装时有4㎜的调节空间；

所述可调节螺杆(9)包括一个主结构件和一个螺母，螺母点焊焊接于主结构件；

所述底座(11)上有多个腰形孔，腰形孔的宽为12.5㎜，长为28㎜，确保M12的连接螺栓安装时沿Y个方向有16㎜的调节空间；

安装连接板(12)上有多个M12的螺孔，确保M12的连接螺栓的安装，以满足沿X方向的多种安装形式。

2.根据权利要求1所述的可调节的卫星保护支架，其特征在于，所述直角连接杆(1)的加工步骤包括如下步骤：

步骤1〕：铸造完毕后对铸件进行回火处理消除铸造应力，回火温度为720℃，时间为6小时，随炉冷却24小时后取出产品；

步骤2〕：对铸件进行粗加工，从铸件上切削去除较多的加工余量，并放2mm～3mm的加工余量，达到初步的加工精度和较低的加工光洁度；

步骤3〕：粗加工完毕后进行一次除应力处理；

步骤4〕：粗加工和除应力处理后，进行介于粗加工和精加工之间的半精加工；

步骤5〕：半精加工后再进行一次稳定化处理；

步骤6〕：处理完毕后再进行精加工，使各档尺寸的加工精度均要达到设计要求；

步骤7〕：最后再进行硬质阳极化处理以提供表面硬度。

3.根据权利要求1所述的可调节的卫星保护支架，其特征在于，所述可调节螺杆(9)的加工步骤包括如下步骤：

先按图纸的外形要求进行粗加工，放加工余量1mm～2mm，然后进行调质处理，使材料的组织结构成为回火索氏体组织；经调质处理后，再进行半精加工，在加工过程中放磨削余量0.2mm～0.3mm，为了提高耐磨性和稳定性，在精加工之前采用氮化处理；最后进行磨削精加工。