طراحی و ساخت پین پولر نوع قرقره در سطح فضایی- از طراحی مفهومی تا نمونه کیفی

نوع مقاله: مقالة‌ تحقیقی‌ (پژوهشی‌)

نویسندگان

1 گروه مهندسی ساخت و تولید، دانشکدۀ مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز

2 پژوهشکدۀ رانشگرهای فضایی تبریز، پژوهشگاه فضایی ایران

چکیده

در این مقاله، طراحی مکانیزم رهایش پین پولر نوع قرقره از طرح مفهومی تا نمونۀ مهندسی آن به‌تفصیل تشریح شده است. ابتدا نمونه‌ها و طرح‌های مشابه خارجی بررسی شد. براساس مشاهدات و تجمیع طرح‌های خارجی و استفاده از نقاط قوت هر یک از طرح‌ها طراحی مفهومی اجرا و نمونۀ آزمایشگاهی در مقیاس پنج برابر برای بررسی بهتر عملکرد اولیۀ مکانیزم طراحی و ساخته شد. بعد از این نمونه، مرحلۀ طراحی و ساخت نمونۀ پیش‌مهندسی در مقیاس یک به یک با نیروی کشش N350 آغاز شد. در نمونۀ پیش‌ مهندسی سعی شده است که مشکلاتی مشاهده‌شده در عملکرد نمونۀ آزمایشگاهی مانند عملکرد فیوز رهایش و نحوۀ گسیختگی سیم اتصال مرتفع شود. مونتاژ نهایی توسط فیکسچر مخصوص اجرا و تست عملکرد در دمای محیط با موفقیت انجام شد. در نمونۀ مهندسی نیروی کشش به N500 افزایش یافت و جنس بعضی از اجزای پین پولر به دلیل شرایط خاص الکتریکی و مکانیکی تغییر کرد. در این طرح، فاکتور دما و تست‌های محیطی نیز وارد طراحی شد و طرح با هدف گذراندن تمامی شرایطی محیطی در حد تستهای کیفیت طراحی و ساخته شد. سپس، نمونۀ کیفی ساخته و تست‌های ارتعاشی و تست سیکل حرارتی در محفظۀ خلأ در محدودۀ تست‌های فضایی اجرا شد. قابلیت اطمینان برای اجزای تشکیل ‌دهندۀ پین پولر محاسبه شد و در نهایت، قابلیت اطمینان پین پولر به دست آمد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design and Fabrication of Spool Type Pin Puller Mechanism- from Concept to Qualification Model

نویسندگان [English]

  • Ashkan Mahmoud-Aghdami 1
  • Farhad Farhang Laleh 2
  • Mohammad Ghahramani 2
چکیده [English]

In this article the design and the development of spool type pin puller mechanism from concept model to engineering model was expressed. At first, present models and designs were investigated and the conceptual design was based on positive aspects of these models and in order to better study the operation of mechanism, the concept model was built 5 times bigger than the real model. After this model the pre-engineering model with 350N pulling force was designed and built. It was tried to reduce the operational defects of concept model like fuse operation and the rupture of warping wire, in the pre-engineering model. Assembling of the model was carried out with special tools and operation test carried out in room temperature. In the engineering model pulling force was increased to 500 N and the material of inside parts was changed due to special electrical and mechanical conditions. Temperature and atmospheric test conditions were considered in the last model and the model was prepared to pass all qualification tests. Vibration tests and also Temperature tests were performed in vacuum chamber with respect to space standards. Reliability calculations were done on each pin puller parts and at last reliability of whole pin puller system were obtained. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Pin puller
  • Relaxation mechanisms
  • Vibration tests
  • Vacuum temperature tests

[1]Sclater, N. andChironis, N.P., Mechanisms and Mechanical Devices Sourcebook, Mc Grow Hill, 2001.

[2]Chaput, D. and Visconti, M., “Payload Hold Down and Release Mechanism, G&H Technology: California, 1991.

[3]Holt, A. Wu, J.Y., Dalton, M. and Laughlin, P. “Spool Assembly With Integrated Link-Wire and Electrical Terminals for Non Explosive Actuators Used in Electro-Mechanidcal Structural Separation Devices”, US Patenet 6,747,541 B1, Jun 8, 2004.

[4]Courtney, C., Mccormick, L., Moran, Stephenson, T. and Electro, R., Mechanical Mechanism for Remote Actuation Requirements, G&H Technology, Inc.

[5]Mc Cormick, L., “Motion Initiator”, US Patent 5,471,888, Dec. 5, 1995.

[6] Courtney, C., Mc Cormick, L., Moran, T. and Stephenson, R. “Electro-Mechanical Mechanism for Remote Actuation Requirements”, G&H Technology Inc, 750 W. Ventura Blvd, Camarillo, California, USA.

[7] Space Engineering Testing, ECSS-E-10-03A, 2002.

[8] Mechanical Parts and Processes, ECSS‐Q‐ST‐70C, 2009.

[9]Materials, J.E. Shigley, Mechanical Engineering Design, Seventh Edition, McGraw Hill, 2004.

[10]Degarmo, E.P. and Black, J.T., Materials and Processing in Manufacturing, John Wiley & Sons, 2006.