Приложение. Особенности конструктивной компоновки узлов и шарниров втулки несущего винта

Главная / Покупка и продажа

Можно без преувеличения сказать, что главное в планёре-автожире -это несущий винт. От правильности его профиля, от массы, точности центровки и прочности зависят лётные качества автожира. Правда, безмоторный аппарат на буксире за автомобилем поднимается всего на 20 – 30 м. Но и полёт на такой высоте требует обязательного соблюдения всех ранее высказанных условий.

Лопасть (рис. 1) состоит из главного, воспринимающего все нагрузки элемента – лонжерона, нервюр (рис. 2), промежутки между которыми заполнены пластинами из пенопласта, и задней кромки, изготовляемой из прямослойной сосновой рейки. Все эти части лопасти склеиваются синтетической смолой и после надлежащего профилирования оклеиваются стеклотканью для придания дополнительной прочности и герметичности.

Материалы для лопасти: авиационная фанера толщиной 1 мм, стеклоткань толщиной 0,3 и 0,1 мм, эпоксидная смола ЭД-5 и пенопласт ПС-1. Смола пластифицируется дибутилфталатом в количестве 10 – 15%. Отвердителем служит полиэтиленполиамин (10%).

Изготовление лонжерона, сборка лопастей и их последующая обработка производятся на стапеле, который должен быть достаточно жёстким и иметь прямолинейную горизонтальную поверхность, а также одну из вертикальных кромок (их прямолинейность обеспечивается строжкой под линейку типа лекальной, не менее 1 м длиной).

Стапель (рис. 3) делают из сухих досок. К вертикальной продольной кромке (прямолинейность которой обеспечена) на время сборки и склейки лонжерона крепятся винтами металлические установочные пластинки на расстоянии 400 – 500 мм друг от друга. Верхний край их должен возвышаться над горизонтальной поверхностью на 22 - 22,5 мм.

1 – лонжерон (фанера, склеенная со стеклотканью); 2 – накладка (дуб или ясень); 3 – задняя кромка (сосна или липа); 4 – планка (сосна или липа); 5 – заполнитель (пенопласт); 6 – обшивка (2 слоя стеклоткани s0,1); 7 – триммер (дюралюминий марки Д-16М s,2 шт.); 8 – нервюра (фанера s2, слой вдоль)

Для каждой лопасти следует заготовить 17 полос фанеры, раскроенных по чертежу лонжерона наружным слоем вдоль, с припусками на обработку по 2 – 4 мм на сторону. Поскольку размеры листа фанеры 1500 мм, в каждом слое неизбежна склейка полос на ус не менее чем 1:10, а стыки в одном слоедолжны отстоять от стыков в другом, следующем за ним на расстоянии 100 мм. Отрезки фанеры располагаются так, что первые стыки нижнего и верхнего слоёв отстоят от комлевого торца лонжерона на 1500 мм, второго и предпоследнего слоёв – на 1400 мм и т. д., а стык среднего слоя будет на расстоянии 700 мм от торца комлевой части лопасти. Соответственно будут распределяться вдоль лонжерона вторые и третьи стыки заготовляемых полос.

Кроме того, нужно иметь 16 полос стеклоткани толщиной 0,3 мм и размерами 95×3120 мм каждая. Предварительно они должны подвергнуться обработке для удаления замасливателя.

Склеивать лопасти нужно в сухом помещении при температуре 18 – 20°С.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЛОНЖЕРОНА

Перед сборкой заготовок стапель выстилается калькой, чтобы к нему не прилипали заготовки. Затем укладывается и выравнивается относительно установочных пластин первый слой фанеры. Его прикрепляют к стапелю тонкими и короткими гвоздями (4-5 мм), которые вбивают у комля и у конца лопасти, а также по одному с каждой стороны стыков для предотвращения смещения отрезков фанеры по смоле и стеклоткани в процессе сборки. Поскольку они останутся в слоях, их вколачивают вразброс. Гвозди вбивают указанным порядком и для закрепления всех последующих слоёв. Они должны быть из достаточно мягкого металла, чтобы не повреждать режущие кромки инструмента, употребляемого для дальнейшей обработки лонжерона.

Слои фанеры обильно смачивают при помощи ролика или кисти смолой ЭД-5. Затем последовательно накладывают на фанеру полосу стеклоткани, которую разглаживают рукой и деревянной гладилкой, пока на её поверхности не покажется смола. После этого на ткань кладут слой фанеры, у которого сначала смазывают смолой ту сторону, которая ляжет на стеклоткань. Набранный таким образом лонжерон покрывают калькой, укладывают на него рейку размерами 3100x90x40 мм. Между рейкой и стапелем струбцинами, расположенными на расстоянии 250 мм друг от друга, по всей длине рейки производят обжатие набранного пакета, пока его толщина не сравняется с верхними кромками установочных пластин. Излишки смолы надо удалить до её затвердения.

Заготовка лонжерона снимается со стапеля через 2-3 суток и обрабатывается до ширины 70 мм в профильной части, 90 мм – в комлевой, а также длины между торцами – 3100 мм. Необходимое требование, которое следует соблюсти на этом этапе, – обеспечение прямолинейности поверхности лонжерона, образующей в процессе дальнейшего профилирования переднюю кромку лопасти. Поверхность, к которой будут приклеиваться нервюры и заполнитель из пенопласта, должна быть также достаточно прямолинейной. Обрабатывать её следует рубанком и обязательно с ножом из твёрдых сплавов или в крайнем случае драчёвыми напильниками. Все четыре продольные поверхности заготовки лонжерона должны быть взаимно перпендикулярными.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ПРОФИЛИРОВАНИЕ

Разметку заготовки лонжерона производят так. Её кладут на стапель и на концевом торце, передней и задней плоскостях наносят линии, отстоящие от поверхности стапеля на расстоянии 8 мм (~Ун мах). На концевом торце, кроме того, вычерчивают с помощью шаблона (рис. 4) полный профиль лопасти в масштабе 1:1. Особой точности при изготовлении этого вспомогательного шаблона не требуется. С наружной стороны шаблона наносят линию хорды и на ней у носка профиля и в точке на расстоянии 65 мм от него сверлят два отверстия диаметром 6 мм. Глядя сквозь отверстия, совмещают линию хорды шаблона с линией, проведённой на концевом торце лонжерона, чтобы нанести на нём линию, определяющую границу профилирования. Во избежание сдвигов шаблон крепится к торцу тонкими гвоздями, под которые в нём сверлятся произвольно расположенные по их диаметру отверстия.

Обработку лонжеронов по профилю производят простым рубанком (грубая) и плоским драчёвым напильником. В продольном направлении её контролируют линейкой. Завершив обработку, приклеивают нервюры к задней поверхности лонжерона. Точность их установки обеспечивается тем, что на них в ходе изготовления наносят линию хорды, которая совмещается с линией хорды, нанесённой на задней плоскости заготовки лонжерона, а также визуальной проверкой прямолинейности их расположения относительно вспомогательного шаблона. Его снова крепят для этой цели к концевому торцу. Нервюры располагают на расстоянии 250 мм друг от друга, причём первая выставляется в самом начале профиля лонжерона или на расстоянии 650 мм от торца комлевой его части.

СБОРКА И ОБРАБОТКА ЛОПАСТИ

После затвердения смолы между нервюрами вклеиваются пластины пенопласта, соответствующие профилю задней части лопасти, по выступающим концам нервюр делают пропилы в рейке образующей заднюю кромку. Последнюю приклеивают на

смоле к нервюрам и пластинам из пенопласта.

Далее производят черновую обработку пенопластовых пластин, кривизна которых подгоняется под кривизну нервюр, а также удаляют излишек древесины с рейки для образования задней кромки с некоторым припуском для последующей точной обработки по основному шаблону (рис. 5).

Основой шаблон изготовляется вначале с припуском, 0,2 – 0,25 мм на указанные в шаблоне величины Ув и Ун, чтобы получить профиль меньшего, чем окончательный, размера под оклейку стеклотканью.

При обработке лопасти с помощью основного шаблона за базу берётся её нижняя поверхность. С этой целью выверяется лекальной линейкой прямолинейность её образующей на расстоянии Хн= 71,8 мм, где Ун= 8,1 мм. Прямолинейность можно считать достаточной в том случае, если в середине линейки длиной в 1 м имеется зазор не более 0,2 мм.

Затем к длинным сторонам хорошо отрихтованной дюралюминиевой пластины размерами 500x226x6 мм крепятся направляющие рейки из твёрдого дерева или дюралюминия высотой 8,1 мм. Расстояние между ними для верхней половины основного шаблона должно быть равно ширине лопасти, или 180 мм. Последнюю укладывают на стапеле на 3 – 4 подкладках, толщина которых равна толщине плиты приспособления, и прижимают струбцинами. Благодаря этому от-рихтованная пластина может передвигаться между стапелем и нижней поверхностью лопасти по всей длине в прямолинейной плоскости, чем обеспечивается постоянство толщины лопасти и соответствие её поверхности заданному профилю.

Верхнюю поверхность лопасти можно считать обработанной, если верхняя половина шаблона перемещается по всей её длине без зазора по профилю и в местах соприкосновения шаблона с направляющими. Нижнюю поверхность лопасти проверяют полностью собранным шаблоном, обе половины которого жёстко соединены вместе. Верхнюю и нижнюю поверхности профилируют с помощью драчёвых напильников с грубой и средней насечкой, а впадины и неровности заделывают по шаблону шпаклёвкой из смолы ЭД-5, смешанной с древесной мукой, и снова опиливают по шаблону.

ОКЛЕЙКА ЛОПАСТИ

Следующей операцией является оклейка профильных и комлевых частей лопастей стеклотканью толщиной 0,1 мм в два слоя на смоле ЭД-5. Каждый слой представляет собой сплошную ленту стеклоткани, который накладывается своей серединой на переднюю кромку лопасти. Основное требование, которое необходимо соблюдать при этом, – излишки смолы после того, как ткань хорошо ею пропитается, должны быть тщательно выжаты с помощью деревянной гладилки в поперечном направлении от передней кромки к задней, чтобы под тканью не образовались воздушные пузыри. Ткань нигде не должна подворачиваться или морщиться во избежание ненужных утолщений.

Оклеив лопасти, их зачищают наждачной бумагой, а заднюю кромку доводят до толщины, близкой к окончательной. Проверяют также профиль носка лонжерона. Пока это делают с помощью основного шаблона с некоторыми припусками, как указывалось выше, чтобы убедиться в качественности профилирования верхней и нижней поверхностей.

Основной шаблон доводят до требуемого размера и с его помощью производят окончательную подгонку профиля с применением шпаклёвки, причём за основу опять берётся нижняя поверхность лопасти, для чего с помощью лекальной линейки снова проверяется прямолинейность её образующей на расстоянии Хн= 71,8 мм от носка. Убедившись в её прямолинейности, лопасть кладут на стапель нижней поверхностью вниз на подкладках высотой 42 мм (эта величина представляет собой округлённую разницу между высотой нижней половины шаблона и Ун= 8,1 мм). Одна из подкладок ложится под комлевую часть лопасти, которая в этом месте прижимается к стапелю струбциной, остальные вдоль лопасти на произвольных расстояниях друг от друга. После этого верхняя поверхность лопасти промывается ацетоном или растворителем и покрывается по всей длине тонким слоем шпаклёвки из смолы ЭД-5 и зубного порошка такой густоты, чтобы она легко распределялась на поверхности и не стекала по кривизне профиля (консистенция густой сметаны). Прочно скреплённый основной шаблон медленно и равномерно продвигается вдоль лопасти фаской вперёд по движению так, чтобы его кромка всё время опиралась на горизонтальную поверхность стапеля. Снимая излишнюю шпаклёвку на выпуклых местах профиля и оставляя нужное её количество во впадинах, шаблон обеспечивает таким образом доводку профиля. Если окажется, что впадины в некоторых местах не заполнились, то эта операция повторяется после нанесения на них более толстого слоя шпаклёвки. Излишняя шпаклёвка должна периодически удаляться, когда она начинает свисать с передней и задней кромок лопасти.

При выполнении этой операции важно перемещать шаблон без перекосов и перпендикулярно к продольной оси лопасти, двигая его безостановочно, чтобы избежать неровностей поверхности лопасти. Дав шпаклёвке достигнуть полной твёрдости и сгладив её слегка наждачной бумагой, операцию окончательной шпаклёвки повторяют на нижней поверхности, пользуясь подкладками высотой 37 мм.

ОТДЕЛКА ЛОПАСТЕЙ

Сделав лопасти, их обрабатывают наждачной бумагой средней зернистости, обращая особое внимание на формирование носка профиля, промывают ацетоном или растворителем и покрывают грунтом № 138, кроме места крепления триммера (рис. 6). Затем все неровности заделывают нитрошпаклёвкой, следя, чтобы на профилированных поверхностях не образовалось излишних утолщений.

Окончательные отделочные работы, состоящие в осторожном снятии водоупорной наждачной бумагой разной зернистости излишков шпаклёвки, проводят, сообразуясь с продвижением сомкнутого шаблона вдоль поверхностей лопасти без излишней качки и зазоров (не более 0,1 мм).

После оклейки лопастей стеклотканью толщиной 0,1 мм и до их покрытия грунтом на комлевую часть лопастей сверху и снизу на смоле ЭД-5 приклеивают пластины из дуба или ясеня размерами 400x90x6 мм, которые состругиваются так, чтобы лопасти приобрели установочный угол, заключённый между хордой и горизонтальной плоскостью и равный 3°. Его проверяют с помощью несложного шаблона (рис. 7) относительно передней поверхности комля, а также контролируя параллельность образующихся при этом поверхностей снизу и сверху комля.

На этом заканчивается формирование комля лопасти, и он обклеивается стеклотканью 0.3 мм на смоле ЭД-5 для придания лопасти герметичности. Готовая лопасть, кроме комля, окрашивается нитроэмалью и полируется.

Советы относительно определения фактического положения центра тяжести лопастей, их балансировки и сопряжения со втулкой читайте в следующих номерах журнала.

СБОРКА И РЕГУЛИРОВКА

В предыдущем номере журнала был подробно описан технологический процесс изготовления лопастей несущего винта автожира.

Следующим этапом является балансировка лопастей по хорде, сборка и балансировка несущего винта по радиусу лопастей. От точности установки последних зависит плавность работы несущего винта, в противном случае будут возникать повышенные нежелательные вибрации. Поэтому к сборке надо отнестись очень серьёзно – не спешить, не начинать работу, пока не будет подобран весь необходимый инструмент, приспособления и не подготовлено рабочее место. При балансировке и сборке надо постоянно контролировать свои действия – лучше семь раз отмерить, чем один раз упасть хотя бы с малой высоты.

Процесс балансировки лопастей по хорде в данном случае сводится к определению положения центра тяжести элемента лопасти.

Основная цель, вызывающая необходимость балансировки лопасти по хорде, – уменьшить тенденцию к возникновению колебаний флаттерного типа. Хотя у описываемой машины возникновение этих колебаний маловероятно, однако помнить о них нужно, и при регулировке следует приложить все усилия для того, чтобы ЦТ лопасти находился в пределах 20 – 24% хорды от носика профиля. Профиль лопасти NACA-23012 имеет очень малое перемещение центра давления (ЦД – точка приложения всех аэродинамических сил, действующих на лопасть в полёте), который находится в тех же пределах, что и ЦТ. Это позволяет совместить линии ЦТ и ЦД, что практически означает отсутствие пары сил, вызывающих закручивание лопасти несущего винта.

Предлагаемая конструкция лопасти обеспечивает требуемое положение ЦТ и ЦД при условии изготовления их строго по чертежу. Но даже при самом тщательном подборе материалов, соблюдении технологии весовое несоответствие может возникнуть, в связи с чем и выполняются балансировочные работы.

Определить (с некоторыми допустимыми погрешностями) положение ЦТ изготовленной лопасти можно, выполнив лопасти с припуском на концах 50- 100 мм. После окончательной опиловки припуск отрезается, на лопасть ставится законцовка, а отрезанный элемент подвергается балансировке.

1 – ограничитель углов (Д16Т); 2 – ось несущего винта (30ХГСА); 3 – нижняя пластина втулки (Д16Т, s6); 4 – ферма втулки (Д16Т); 5 – ось главного шарнира (30ХГСА); 6 – втулка (бронза оловянистая); 7 – шайба Ø20 – 10, 5 – 0,2 (сталь 45); 8 – корпус подшипников (Д16Т); 9 – отверстие под шплинт; 10 – крышка корпуса подшипн. (Д16Т); 11 – корончатая гайка М18; 12 – шайба Ø26 – 18, 5 – 2 (сталь 20); 13 - винт крепления крышки М4; 14 – радиально-упорный подшипник; 15 – радиально-сферический подшипник № 61204; 16 – болт крепления лопасти (30ХГСА); 17 – накладка лопасти (s3, 30ХГСА); 18 – шайба Ø14 – 10 – 1,5 (сталь 20); 19 – самоконтрящаяся гайка М10; 20 – винт М8; 21 – буж (Ø61, L = 200, Д16Т); 22 – пилон (труба Ø65×2, L=1375, липа)

На трёхгранную, горизонтально расположенную призму своей нижней поверхностью кладут элемент лопасти (рис. 1). Его плоскость сечения по хорде должна быть строго перпендикулярна ребру призмы. Передвижением элемента лопасти вдоль хорды добиваются его равновесия и замеряют расстояние на носке профиля до ребра призмы. Это расстояние должно составлять 20 – 24% от длины хорды. Если ЦТ выйдет за этот максимальный предел, на носик профиля в концевой части лопасти надо будет навесить противофлаттерный груз такого веса, чтобы ЦТ сместился вперёд на необходимую величину.

Комель лопасти усилен накладками, которые представляют собой стальные пластины толщиной 3 мм (рис. 2). Они крепятся к комлю лопасти пистонами диаметром 8 мм и заклёпками впотай на каком-либо клее: БФ-2, ПУ-2, ЭД-5 или ЭД-6. Перед установкой накладок комель лопасти зачищается грубой наждачной бумагой, а сама накладка обрабатывается пескоструйным аппаратом. Склеиваемые поверхности деталей, то есть комель лопасти, накладки, отверстия под пистоны и сами пистоны, обезжиривают и тщательно смазывают клеем. Затем расклёпывают пистоны и ставят заклёпки (по 4 штуки на каждую накладку). После этой операции лопасти готовы к разметке для установки их на втулку.

Несущий винт автожира (рис. 3) состоит из двух лопастей, втулки, оси винта с подшипниками качения, корпуса подшипников горизонтального шарнира и ограничителя углов отклонения оси несущего винта.

Втулка состоит из двух деталей: П-образной фермы и нижней пластины (рис. 4). Ферму желательно делать из поковки. При изготовлении её из проката надо обратить особое внимание на то, чтобы направление проката было обязательно параллельно продольной оси фермы. Такое же направпение проката должно быть и на нижней пластинке, которая делается из листа дюралюминия марки Д16Т толщиной 6 мм.

Обработка фермы ведётся по операции в следующем порядке: сначала фрезеруют заготовку, оставляя припуск по 1,5 мм на сторону, затем ферму подвергают термической обработке (закалке и старению), после чего производится окончательная фрезеровка согласно чертежу (см. рис. 4). Потом шабером и наждачной бумагой на ферме выводятся все поперечные риски и наносится продольный штрих.

Ось (рис. 5) крепится на пилоне на двух взаимно перпендикулярных осях, которые позволяют ей отклоняться от вертикали на заданные углы.

На верхнюю часть оси насажены два подшипника качения: нижний -радиальный № 61204, верхний -радиально-упорный № 36204. Подшипники заключены в корпус (рис. 6), который своим нижним внутренним бортиком воспринимает в полёте всю нагрузку от веса автожира. При изготовлении корпуса надо обратить особое внимание на обработку сопряжения бортика с цилиндрической частью. Подрезы и риски в месте сопряжения недопустимы. В верхней части корпус подшипников имеет два ушка, в которые запрессованы бронзовые втулки. Отверстия во втулках обрабатываются развёртками после их запрессовки. Ось втулок должна проходить через ось вращения корпуса строго перпендикулярно ей. Сквозь отверстия в ушках корпуса подшипников и втулки, которые запрессованы в щёки фермы, проходит болт (рис. 7), являющийся горизонтальным шарниром несущего винта автожира, относительно оси которого лопасти совершают маховые движения.

Втулка несущего винта

Основной агрегат несущего винта; предназначается для крепления лопастей, передачи крутящего момента от вала главного редуктора к лопастям, а также для восприятия и передачи на фюзеляж аэродинамических сил, возникающих на лопастях несущего винта. Различают следующие типы В. н. в.: шарнирные, упругие и жёсткие.
В конструкции шарнирной втулки крепление лопастей к корпусу втулки осуществляется посредством горизонтальных, вертикальных и осевых шарниров. Горизонтальные шарниры обеспечивают возможность махового движения лопастей. Вертикальные шарниры позволяют лопастям совершать колебания в плоскости вращения (эти колебания возникают под действием переменных сил лобового сопротивления и сил Кориолиса, появляющихся при колебаниях лопасти относительно горизонтального шарнира). Благодаря шарнирному сочленению лопастей с корпусом втулки значительно снижаются переменные напряжения в элементах несущего винта и уменьшаются передающиеся от винта на фюзеляж вертолёта моменты аэродинамических сил. Осевые шарниры В. н. в. предназначены для изменения углов установки лопастей. В целях уменьшения свеса (изгиба) лопастей и создания необходимых зазоров между лопастями и хвостовой балкой вертолёта при невращающемся несущем винте и при малой частоте вращения несущего винта в конструкцию В. н. в. введены центробежные ограничители свеса.
Во всех шарнирах, в которых используются подшипники качения, предусматриваются системы смазки и уплотнений. В осевых шарнирах в качестве элементов, воспринимающих центробежные силы лопастей, применяются пластинчатые и проволочные торсионы, изготовленные из высокопрочной нержавеющей стали. Имеются так называемые эластомерные В. н. в., в шарнирах которых применяются цилиндрические, конические или сферические эластомерные подшипники. Эти подшипники выполнены из слоев стали и привулканизированных к ним слоев эластомера. Отсутствие трущихся металлических деталей уменьшает износ узлов. Конструкция В. н. в. упрощается, устраняется необходимость применения торсионов, сокращается время на техническое обслуживание, увеличивается надёжность конструкции. В конструкциях шарнирных В. н. в. с целью предотвращения явления «земного резонанса» колебания лопастей относительно вертикальных шарниров гасятся с помощью демпферов. которые в зависимости от используемого рабочего элемента подразделяются на фрикционные, гидравлические, пружинно-гидравлические и эластомерные. Шарнирные В. н. в. в зависимости от схемы могут быть трёх типов: с разнесёнными горизонтальными шарнирами (оси горизонтальных шарниров находятся на некотором расстоянии от оси несущего винта), с совмещёнными горизонтальными шарнирами (оси горизонтальных шарниров пересекаются на оси несущего винта), с совмещёнными горизонтальными и вертикальными шарнирами (оси обоих шарниров пересекаются в одной точке, отнесённой на некоторое расстояние от оси несущего винта).
Упругая втулка может быть выполнена с упругим элементом только в одном вертикальном или горизонтальном шарнире либо сразу в обоих шарнирах. Корпус упругой В. н. в. изготовляется, как правило, из композиционных материалов. За осевым шарниром, который может быть выполнен по схеме с подшипниками качения и торсионом или с эластомерными подшипниками, расположена внешняя упругая часть втулки, обеспечивающая маховые движения лопасти. На несущем винте с такой втулкой может быть значительно повышена эффективность управления по сравнению с шарнирной В. н. в., что способствует увеличению манёвренности вертолёта.
Жёсткая втулка имеет прочный центр, корпус (обычно из титанового сплава), прикреплённый к жёсткому приводному валу, и осевые шарниры, к корпусам которых через гребёнки прикреплены лопасти из композиционных материалов. В несущем винте с такой втулкой лопасть совершает колебательные движение в плоскости тяги и вращения не путём поворота в шарнирах, а благодаря большим деформациям лопасти или её более тонкого комлевого участка. Эти деформации оказываются допустимым и вследствие высокой прочности композиционных материалов. Такой винт с жесткой втулкой может рассматриваться подобным винту с шарнирной втулкой, имеющей большой разнос горизонтальных шарниров (10-35% от радиуса винта). Вертолёт с жёсткой В. н. в. обладает хорошими характеристиками управляемости. Важным преимуществом жёсткой В. н. в. является её простота (отсутствие высоконагруженных подшипников в шарнирах, демпферов и центробежных ограничителей свеса лопастей), облегчающая и удешевляющая изготовление винта и обслуживание его в эксплуатации.

  • - пустотелый цилиндр, служит для опоры вращающихся валов или устанавливается в колесах, холостых шкивах и в таких случаях вращается сама. Изготовляется из материала более мягкого, чем вал или ось. В. бывают...

    Сельскохозяйственный словарь-справочник

  • - Обитый войлоком или сукном деревянный щит, закрывавший окно изнутри по всей его площади...

    Архитектурный словарь

  • - отношение площади лопастей несущего винта в плане к сметаемой площади. Определяется приближённо по формуле = zb/R), где R - радиус винта, z - число лопастей, b - хорда лопасти на радиусе 0,7R...

    Энциклопедия техники

  • - площадь поверхности, описываемой лопастями несущего винта при их вращении. О. п. вычисляется как площадь круга с радиусом, равным радиусу несущего винта...

    Энциклопедия техники

  • - вид привода несущего винта вертолёта, при котором крутящий момент создается силой реакции газов, вытекающих из установленных на концах лопастей реактивных двигателей или реактивных сопел...

    Энциклопедия техники

  • - острый угол в плоскости симметрии вертолёта между осью вала несущего винта и перпендикуляром к строительной горизонтали аппарата...

    Энциклопедия техники

  • - цилиндрич. или конич. деталь машины с осевым отверстием, о к-рое входит сопрягаемая деталь...

    Большой энциклопедический политехнический словарь

  • - Bushing - .Направляющая деталь или вкладыш подшипника...

    Словарь металлургических терминов

  • - центральная часть всякого колеса с цилиндрическим отверстием, предназначенная для насаживания колеса на ось или вал. ...

    Морской словарь

  • - сменяемая деталь механизма, через к-рую проходят вал, стержень или поршень, имеющие вращательное или прямолинейное поступательно-возвратное движение, вследствие чего изнашивается В., а не крупная деталь...

    Технический железнодорожный словарь

  • - ".....

    Официальная терминология

  • - имеет несколько различных значений, из которых главное представляет трубку, помещаемую внутри вращающегося предмета для предохранения от истирания...

    Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

  • - деталь машины, механизма, прибора цилиндрической или конической формы, имеющая осевое отверстие, в которое входит другая деталь...

    Большая Советская энциклопедия

  • - деталь машины или устройства в виде полого цилиндра, в отверстие которого входит сопрягаемая деталь. Втулки бывают сплошные и разрезные...

    Большой энциклопедический словарь

  • - Искон. Суф. производное от втулить «заткнуть», преф. образования от тулить «закрывать» . См. притулиться...

    Этимологический словарь русского языка

  • - ВТУ́ЛКА, -и, жен. 1. Цилиндрическая или конической формы деталь машины с продольным отверстием для вставляемой другой детали. 2. Затычка, пробка...

    Толковый словарь Ожегова

"Втулка несущего винта" в книгах

Все от винта!

Из книги Как по лезвию автора Башлачев Александр Николаевич

Все от винта! Рука на плече. Печать на крыле. В казарме проблем - банный день. Промокла тетрадь. Я знаю, зачем иду по земле, Мне будет легко улетать. Без трех минут - бал восковых фигур. Без четверти - смерть. С семи драных шкур - шерсти клок. Как хочется жить. Не меньше, чем

От винта!

Из книги От винта! автора Маркуша Анатолий Маркович

От винта!

Теория воздушного винта

Из книги Жуковский автора Арлазоров Михаил Саулович

Теория воздушного винта Когда погас фейерверк юбилея, снова возвратились будни. Как и прежде, Жуковский ездит на занятия, читает лекции в Техническом училище и университете, отдает много сил своему любимому детищу - воздухоплавательному кружку.Еще не получив диплома об

Система узловых аэропортов («втулка и спицы»)

Из книги Продажа товаров и услуг по методу бережливого производства автора Вумек Джеймс

Система узловых аэропортов («втулка и спицы») Большинство из нас вынуждено пользоваться услугами традиционных авиакомпаний, использующих систему узловых аэропортов: American, United, Northwest, Delta, Continental, US Airways в США и British Airways – в Европе.Идея, лежащая в основе системы узловых

От винта

Из книги Знаковые бренды автора Соловьев Александр

От винта В 1916 году в северном пригороде Мюнхена Обервизенфельде объединились две небольшие фирмы, выпускавшие авиамоторы. Событие могло остаться незамеченным, если бы одну из этих фирм не возглавлял сын знаменитого конструктора Николауса Августа Отто, которому

История Прометея - ещё один путь мужчины, несущего свет

Из книги Дорога Домой автора

История Прометея - ещё один путь мужчины, несущего свет Вместе все двенадцать подвигов Геракла - это двенадцать ступеней, которые должен пройти человек, когда становится на путь служения. Это двенадцать Сил, которыми должен овладеть каждый герой, ЧТОБЫ СТАТЬ БОГОМ и

Высверливание винта рычага

Из книги Руководство слесаря по замкам автора Филипс Билл

Высверливание винта рычага Когда вы не в состоянии переместить кулачок привода, например когда есть сломанные или потерянные детали, может потребоваться высверлить винт рычага. Высверлив винт рычага, можно щупом попытаться переместить засов в открытое

Втулка

Из книги Большая энциклопедия техники автора Коллектив авторов

Втулка Втулка – цилиндрической (преимущественно) формы изделие, выполненное из различных марок стали, чугуна, сплавов и пластмасс высокой прочности; широко применяется в различных механизмах и приборах. Например, в приборе Роквелла устанавливается специальная

Втулка

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ВТ) автора БСЭ

2. Срыв или износ резьбы винта щеки или винта средника.

Из книги Руководство по ремонту револьвера Наган 1895 автора Автор неизвестен

2. Срыв или износ резьбы винта щеки или винта средника. (I) Заменить

Конец эры винта

Из книги Me 262 последняя надежда Люфтваффе Часть 1 автора Иванов С. В.

Конец эры винта Когда в 1939 г. вспыхнула II мировая война, самолет уже был весьма важным фактором в бою. Со времен братьев Райт авиастроение прошло большой путь. Постепенно усовершенствовалась конструкция, появились новые технические решения, разработана оптимальная

Совершенствование воздушного винта

Из книги Британские асы пилоты «Спитфайров» Часть 1 автора Иванов С. В.

Совершенствование воздушного винта Первые «Спитфайры» имели двухлопастные деревянные воздушные винты; начиная с 78-го самолета на истребители стали ставить металлические трехлопастные винты фирмы де Хэвиленд, которые имели два положения установки шага лопастей.

Без винта

Из книги Продать и предать [Новейшая история российской армии] автора Воронов Владимир

Без винта Новейший ударный вертолет обещали армии пару десятилетий - то «Черную акулу» Ка-50, то «Ночной охотник» Ми-28Н, то «Аллигатор» Ка-52, а то и сразу все вместе. «Скоро… испытания завершены… не имеющий аналогов…» - твердили сменяющие друг друга главкомы ВВС,

История Прометея – ещё один путь мужчины, несущего свет

Из книги Древняя мудрость Руси. Сказки. Летописи. Былины автора Жикаренцев Владимир Васильевич

История Прометея – ещё один путь мужчины, несущего свет Геракл освободил Прометея, после того как совершил десять подвигов и стал Силой Жертвы.Прометей – про-мета. Мета - так называется цель, которая ставится всем существом и сердцем (см. ), а про - это приставка.

Устройство несущего основания

Из книги автора

Устройство несущего основания Небольшие размеры плиток мягкой черепицы обеспечивают легкий и практически безотходный монтаж. Легкость черепицы не требует усиленной конструкции стропильной системы, что позволяет не усиливать несущую конструкцию даже тогда, когда речь

Втулка несущего винта предназначена для крепления лопастей, для передачи крутящего момента от вала главного редуктора на лопасти, а также для восприятия и передачи на фюзеляж сил, возникающих на лопастях.

Основными элементами втулки являются: корпус втулки, горизонтальные шарниры промежуточные скобы, вертикальные шарниры, осевые шарниры, рычаги поворота лопастей, гидравлические демпферы, центробежные ограничители свеса лопастей, маятниковый гаситель вибрации.

Корпус втулки на шлицах устанавливается на вал главного редуктора центрируется на валу нижним и верхним конусными кольцами и фиксируется гайкой. Сверху на корпусе втулки крепятся компенсационный бачок гидродемпферов, токосъёмник НВ и маятниковый гаситель вибрации.

Каждый горизонтальный шарнир образуют проушина корпуса втулки, две проушины промежуточной скобы и палец, который установлен на двух игольчатых подшипниках. Усилия, действующие вдоль оси пальца воспринимают два бронзовых кольца. От осевого перемещения палец фиксируется гайкой, а от проворачивания относительно скобы - шпонкой. Палец с одной стороны имеет две проушины для крепления штока гидродемпфера, а с другой стороны проушину для крепления штормовой струбцины.

Промежуточная скоба представляет собой деталь коробчатого сечения с двумя парами проушин на концах. Внутри каждой скобы смонтирован механизм центробежного ограничителя свеса лопасти.

Вертикальный шарнир образуют две проушины промежуточной скобы, проушина цапфы осевого шарнира и палец, который установлен на двух игольчатых подшипниках и двух бронзовых кольцах.

Осевой шарнир образован соединением цапфы и корпуса осевого шарнира. На хвостовике цапфы установлены подшипники осевого шарнира: два шариковых радиальных подшипника, которые воспринимают нагрузку от изгибающего момента, и один роликовый упорный подшипник, воспринимающий нагрузку от центробежной силы. Корпус осевого шарнира выполнен в виде стакана, на днище которого с наружной стороны расположена гребенка с проушинами для крепления лопасти.

Рычаг поворота лопасти одним концом жестко крепится к корпусу осевого шарнира, а другим шарнирно соединяется с вертикальной тягой автомата перекоса.

Гидравлический демпфер состоит из цилиндра, штока с поршнем и крышки. Цилиндр демпфера шарнирно установлен на кронштейнах цапфы осевого шарнира. Поршень имеет восемь перепускных клапанов, которые открываются при достижении перепада давления между полостями цилиндра 20 кгс/см 2 . Клапаны установлены так, что четыре перепускают жидкость в одном направлении, а четыре - в обратном. В крышке гидродемпфера установлен шариковый компенсационный клапан, через который полости цилиндра сообщаются с компенсационным бачком для отвода пузырьков воздуха и компенсации температурных изменений объёма жидкости.

Механизм центробежного ограничителя свеса лопастей установлен на промежуточной скобе и состоит из противовеса, пружины, тяги и собачки. При невращающемся несущем винте пружина удерживает механизм в таком положении, что упор собачки ограничивает свес лопасти до 1°40 / . При раскрутке несущего винта под действием центробежных сил противовес отводит собачку и угол максимально возможного свеса лопасти увеличивается до 4°. При уменьшении частоты вращения несущего винта до 108 об/мин (54,5%) вследствие уменьшения центробежных сил противовес начинает обратное движение и при частоте вращения несущего винта 95 об/мин (50%) и менее пружина установит противовес и собачку в исходное положение.

Маятниковый гаситель вибрации установлен на корпусе втулки и состоит из кронштейна, ступицы с пятью рукавами и пяти маятников, которые соединены с рукавами ступицы бифилярными подвесками. Каждая бифилярная подвеска представляет собой две роликовые связи свободно посаженные в отверстия втулок маятников и ступицы. Кронштейн крепится к втулке несущего винта пятью полыми болтами, через полости которых заливается масло в горизонтальные шарниры. Ступица крепится на кронштейне шпильками.

Введение….4
1 Анализ конструкций втулок несущих винтов вертолетов….…5
1.1 Актуальность проблем, связанных с обслуживанием трехшарнирной втулки несущего винта вертолета…5
1.2 Типы втулок несущего винта вертолета…7
1.3 Особенности использования эластомерных подшипников….…11
1.4 Сравнение втулки с эластомерным подшипником со втулкой с шарнирным креплением лопастей….14
2 Расчет втулки НВ с металлофторопластовым подшипником и бесшарнирной втулки НВ….20
2.1 Физическая картина нагружения несущего винта….20
2.2 Эксплуатационные и расчетные нагрузки….23
2.3 Выбор и расчет втулки несущего винта ….…26
3 Разработка технологических карт обслуживания бесшарнирной втулки несущего винта вертолета Ми-8….49
3.1 Стратегии технического обслуживания и ремонта авиационной техники.49
3.2 Обслуживание шарнирной втулки несущего винта вертолета Ми-8….….55
3.3 Разработка технологии обслуживания бесшарнирной втулки несущего винта на основе анализа эксплуатации втулки несущего винта вертолета BK-117….75
4 Безопасность полетов в сложных географических и температурных условиях…80
4.1 Безопасность полетов вертолетов….….80
4.2 Влияние на безопасность полетов эксплуатации в условиях высоких и низких температур наружного воздуха….…81
4.3 Анализ характерных авиационных происшествий, связанных с ошибками и нарушениями экипажа при заходе на посадку в сложных метеорологических условиях…84
5 Расчет и сравнение экономических затрат от внедрения бесшарнирной втулки несущего винта…89
5.3 Расчет эксплуатационных затрат на обслуживание шарнирной втулки несущего винта вертолета Ми-8….…90
5.4 Расчет эксплуатационных затрат на обслуживание бесшарнирной втулки несущего винта вертолета Ми-8 и сравнение полученных затрат с затратами на обслуживание шарнирной втулки несущего винта ….….93
6 Обеспечение безопасности при замене втулки несущего винта на вертолете Ми-8….….…95
6.1 Введение….….….….95
6.2 Работы по замене втулки несущего винта….….…96
6.3 Анализ и оценка безопасности при замене втулки несущего винта на вертолете Ми-8….….98
6.4 Разработка необходимых мероприятий для обеспечения безопасности при замене втулки несущего винта на вертолете Ми-8….….101
Заключение….….105
Список литературы….….106

Дипломная работа:
АНАЛИЗ И РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЯ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ

Дипломная работа:
Технико-экономическое обоснование мероприятий по повышению эффективности деятельности транспортного хозяйства

Введение (выдержка)

Один из самых нагруженных элементов конструкции вертолета в процессе эксплуатации – несущая система вертолета, основным агрегатом которой является втулка несущего винта. Втулка несущего винта с шарнирным креплением лопастей за годы эксплуатации зарекомендовала себя как весьма надежный элемент конструкции несущей системы вертолета. Однако, из-за обилия деталей, мест смазки и объектов осмотра, обслуживание такой втулки весьма трудоемко и осуществляется по наработке, то есть через определенное количество часов налета. Такая стратегия эксплуатации не всегда оправдана, так как замена элемента зачастую осуществляется до достижения им предотказного состояния.
Мировой опыт вертолетостроения показал, что при использовании других технологических решений по исполнению втулки несущего винта, таких как бесшарнирная втулка и втулка с металлофторопластовым подшипником и торсионом, эксплуатация может осуществляться более эффективно.
Рассмотренные в ВКР варианты реализации бесшарнирной втулки несущего винта и втулки несущего винта с металлофторопластовым подшипником на вертолете Ми-8 позволят оценить возможность повышения эффективности технической эксплуатации втулки несущего винта.

Основная часть (выдержка)

1 Анализ конструкций втулок несущих винтов вертолетов
1.1 Актуальность проблем, связанных с обслуживанием трехшарнирной втулки несущего винта вертолета
Из опыта эксплуатации вертолетов с классической схемой втулки несущего винта известно, что данный тип втулок имеет ряд недостатков. Основным видом регламентных работ по несущему винту с классической схемой является регулярное пополнение и периодическая замена смазки в шарнирных сочленениях его втулки. Подшипники шарниров втулки работают постоянно под действием переменных и значительных по своей величине нагрузок. Для обеспечения смазки трущихся поверхностей этих шарниров (горизонтального, вертикального и осевого) применяются специальные масла.
Масло в определенном количестве заливается в полости указанных шарниров через воронку или специальным штоковым шприцем.
По мере наработки несущим винтом определенного числа часов масло загрязняется, и его смазывающие качества ухудшаются. Поэтому регламентом технического обслуживания предусматривается периодическая замена масла.
Несоблюдение сроков замены масла приводит к преждевременному износу опорных поверхностей подшипников и выходу их из строя. К таким же последствиям приводит и применение сортов масла, не предусмотренных для смазки подшипников.
Практика показывает, что игольчатые подшипники наиболее долговечно работают при смазке их специальным гипоидным маслом, а шариковые подшипники - при смазке моторным маслом .
Общую тенденцию процесса развития разработки и конструирования втулок несущих винтов вертолетов не так просто последовательно проследить, поскольку каждая конкретная вертолетная фирма, как правило, применяет втулки определенной конструкции.
Однако, можно отметить возрастающую сложность конструкции втулокнесущих винтов с шарнирным креплением лопастей при одновременном улучшении их весовых характеристик, надежности и усталостной прочности, что достигается более тщательной проработкой, деталей конструкции с учетом более глубокого понимания условий работы несущего винта.
В последнее время большой интерес проявляется к упрощенной конструкции втулки несущего винта, в которой шарниры заменяются упругими элементами. Существует несколько путей достижения этой цели, отличающиеся своими принципиальными и конструктивными особенностями у различных авиационных фирм. Вряд ли при переходе к бесшарнирному креплению лопастей можно рассчитывать на существенное снижение веса втулки. Достигаемое усовершенствование конструкции нацелено на повышение эффективности за счет снижения себестоимости и эксплуатационных расходов и на улучшение характеристик управляемости ввиду значительного увеличения мощности управления. Эти улучшения достигался ценой преодоления значительных трудностей вследствие усложнения процессов, расчета.
Весовое совершенство втулки, характеризующееся коэффициентом:
, (1.1)
где mвт –масса втулки;
z - число лопастей;
Р - центробежная сила;
К - коэффициент.
Весовое совершенство втулки существенно повышается за счет: замены стали на титановые сплавы; применения проволочных торсионов в конструкции осевого шарнира (ОШ) и самосмазывающихся подшипников в рычагах поворота лопасти; модернизации центробежных ограничителей свеса; использования пружинно-гидравлических демпферов, снижающих действующие в полете переменные нагрузки в плоскости вращения; некоторого повышения напряженности конструкции с учетом современных конструктивно технологических мероприятий, (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 - Весовое совершенство втулок несущего винта различных типов
Стремление максимально облегчить конструкцию, снизить ее стоимость и упростить техническое обслуживание в эксплуатации привело к созданию втулокиз композиционных материалов без обычных горизонтальных шарниров (ГШ), такие втулки называют бесшарнирными .
1.2 Типы втулок несущего винта вертолета
В настоящее время практически применяется восемь основных схем втулок несущих винтов, кинематические схемы которых приведены в рисунке 1.2. Рассмотрим наиболее широко применяющиеся конструкции втулок и определим преимущества и недостатки каждой схемы.
Классическая схема втулки несущего винта с шарнирным креплением лопастей: допасти крепятся посредством горизонтальных, вертикальных и осевых шарниров. В этом случае существенную роль играет величина разноса (расстояния от оси втулки) горизонтальных и вертикальных шарниров, которая определяет конструкцию втулки.
Несущий винт с совмещенными горизонтальными шарнирами и вертикальными шарнирами достаточно приемлем в конструктивном отношении, допускает использование простой методики при определении напряжений.
.
а - классическая трехшарнирная; б - с совмещенными ГШ и ВШ; в - с вынесенным ВШ; г - с вынесенным ГШ и ВШ; д - на кардане; е - с эластомерным общим шарниром; ж - полужесткие винты; з - жесткие винты
Рисунок 1.2 - Кинематические схемы втулок несущего винта
Однако, вертолет с таким несущим винтом неустойчив, имеет неудовлетворительные характеристики управляемости, подвержен опасности возникновения самовозбуждающихся колебаний на земле и в воздухе. Втулка такого несущего винта тяжела и сложна, должна также включать демпферы колебания лопасти относительно вертикальных шарниров и упора-ограничителя, ограничивающего перемещение лопастей в шарнирах.
Несущий винт с вертикальными и горизонтальными шарнирами, имеющими небольшой разнос, обладает значительно лучшими характеристиками устойчивости к управляемости, но ему присущи, в определенной степени, все остальные недостатки схемы с совмещенными вертикальными и горизонтальными шарнирами.
Несущий винт с большим разносом горизонтальных и вертикальных шарниров имеет превосходные характеристики устойчивости и управляемости, подбором увеличенного разноса вертикальных шарниров и соответствующих характеристик демпфировании устраняются самовозбуждающиеся колебания вертолета. Однако втулка и комлевые части лопастей получаются неизбежно тяжелее и сложнее, чем у несущего винта с совмещенными шарнирами. Большой разнос шарниров привлекает внимание конструкторов также в связи с проблемой уменьшения срыва потока на отступающей лопасти.
Схемы втулок несущих винтов с шарнирным креплением лопастей помимо того, что они отличатся взаиморасположением шарниров и величиной их разноса, могут иметь и другие отличия, например, проушины горизонтального шарнира могут быть смещены так, что ось вертикального шарнира не совпадает с радиальным положением продольной оси лопасти.
Втулка несущего винта с эластомерным подшипником обладает всеми преимуществами системы с шарнирным креплением лопастей при значительно упрощенной конструкции втулки. Эластомерный подшипник состоит из чередующихся сферических слоев эластомера (резины) и металла. Под действием центробежной силы лопасти эластомерный подшипник сжимается, а перемещения лопастей в плоскости взмаха и в плоскости вращения, а также изменение угла установки лопасти - приводят к сдвигу эластомера.
Втулка несущего винта на кардане не имеет сложных элементов, свойственных схеме с шарнирной подвеской лопастей и является, по-видимому, самой простой в конструктивном выполнении. В ней отсутствуют вертикальные шарниры и демпферы для демпфирования колебаний лопастей относительно вертикальных шарниров. Недостатком этой схемы является неприменимость ее для больших вертолетов вследствие ограничений, связанных с постоянным углом конусности лопастей несущего винта. Кроме того, несущему винту на кардане свойственен особый вид неустойчивости типа аэродинамического флаттера, получивший название "волнение" несущего винта (от волнообразной траектории, прочерчиваемой в пространстве концами лопастей).
Жесткий несущий винт не имеет ни горизонтальных, ни вертикальных шарниров. Однако, при отсутствии шарниров, лопасти могут крепиться к втулке несущего винта жестко или посредством упругих элементов - торсионов, поэтому точнее следует называть такие несущие винты винтами с бесшарнирным креплением лопастей. Жесткое крепление лопастей может быть применено на небольших вертолетах, чтобы избежать чрезмерной величины переменного изгибающего момента, действующего в комле лопасти. Отклонение лопастей в плоскости взмаха и в плоскости вращения несущего винта, в этом случае, осуществляется благодаря упругой деформации самих лопастей, которые, следовательно, должны бить выполнены достаточно упругими.
При креплении лопастей к втулке посредством упругих элементов-торсионов, последние воспринимают действующие на лопасти центробежные силы и позволяют лопастям отклоняться в плоскости взмаха и в плоскости вращения несущего винта. Жесткий несущий винт обладает рядом преимуществ: допускает значительное смещение центровки вертолета, быстро реагирует на управление и обеспечивает хорошие характеристики устойчивости вертолета.
Экспериментально было определено, что мощность управления жесткого несущего винта вдвое превышает мощность управления несущего винта на кардановом подвесе, причем, теоретические расчеты показали, что жесткий винт имеет в 14 раз большую потенциальную возможность управления в сравнении с винтом на кардане. У вертолета с жестким несущим винтом может быть обеспечена хорошая продольная управляемость без хвостового оперения.
Применение жесткого несущего винта допускает использование наклоняющегося пилона, обеспечивающего возможность изменения угла атаки несущего винта и благодаря этому возможность установки в полете фюзеляжа в положение, соответствующее минимальному сопротивлению вертолета, что особенно существенно для скоростных вертолетов. Кроме того, жесткое крепление лопастей несущего винта позволяет перераспределять аэродинамическую нагрузку на ометаемую площадь несущего винта (путем бокового смещения центра тяжести вертолета) таким обрезом, что это может быть использовано для отдаления срывного режима на отступающей лопасти, уменьшения вибраций и увеличения максимальной скорости полета вертолета.
1.3 Особенности использования эластомерных подшипников
У втулки несущего винта с эластомерными подшипниками маховое движение, перемещение в плоскости вращения и изменение угла установки каждой лопасти обеспечивается одним эластомерным подшипником (рисунок 1.3). Для сохранения постоянного положения геометрического центра эластомерного подшипника применяется дополнительный самосмазывающийся подшипник, воспринимающий только небольшие поперечные нагрузки, перпендикулярные продольной оси лопасти.

1-вал несущего винта, 2- лопасть, 3- эластомерный подшипник.
Рисунок 1.3 - Схема втулки несущего винта с эластомерным подшипником
Эластомерный подшипник должен выполнять следующие четыре функции:
- воспринимать полную центробежную силу лопасти;
- обеспечивать изменение угла установки лопасти;
- обеспечивать маховое движение лопасти;
- обеспечивать перемещение лопасти в плоскости вращения.
Одновременное выполнение всех этих четырех функций одним подшипником возможно прежде всего лишь в том случае, если подшипник имеет сферическую форму. Сферический эластомерный подшипник состоит из чередующихся слоев стали и резины склеенных друг с другом Центробежная сила сжимает весь подшипник, который имеет очень высокую степень упругости при сжатии, более высокую, чем предполагалось при расчетных исследованиях, что является большим преимуществом данной конструкции, так как дает при сжатии незначительное смещение относительно оси несущего винта как центра подшипника, так и комля лопасти.
Изменение угла установки лопасти и перемещения ее в плоскости взмаха и в плоскости вращения вызывает относительное смещение металлических пластин подшипника, ограничиваемое силами, возникающими в слоях резины при их сдвиге.
По сравнению с обычными шарнирами эластомерный подшипник, в котором угловые перемещения лопастей осуществляются за счет сдвига упругих (эластомерных) элементов, имеет следующие преимущества:
- уменьшается количество деталей;
- упрощается техническое обслуживание;
- отсутствует истирание, износ или проскальзывание вращающихся элементов;
-устранено загрязнение рабочих деталей (шарнирных подшипников) присутствующими в окружающей среде грязью, пылью, водой.
В качестве эластомерного (упругого) элемента в эластомерном подшипнике выбирают натуральный каучук, обладающий рядом преимуществ, важных для выполнения намечаемых функций, в то время как недостатки его не вызывают серьезных конструктивных проблем.
Преимуществами выбранного материала в данном случае являются превосходные прочностные характеристики. Недостатками являются: ограниченный диапазон рабочих температур; чувствительность к воздействию света, озона, загрязнению маслом; старение.
Кратко рассмотрим возможное влияние недостатков натурального каучука, при использовании его в эластомерном подшипнике, на рабочие характеристики изделия. Диапазон рабочих температур втулки несущего винта изменяется, примерно, от -54°С до +71°С. Путем определенных добавок к натуральному каучуку получены сорта резины эффективный диапазон температур которых изменяется от -54°С до +82°С, что перекрывает диапазон рабочих температур втулки.
Для выяснения влияния повышенных температур на усталостную прочность эластомерного подшипника были проведены 500 часовые динамические испытания подшипника при температуре 93°С, На рисунке 1.4 показана зависимость деформации подшипника от нагрузки до и после 500 часовых испытаний на усталостную прочность. Как следует из графиков рисунка 1.4, после 500 часовых испытаний при температуре 93°С степень упругости испытываемого образца оставалась в пределах производственных допусков.

1-до динамических испытаний 2 – после 500-часовых динамических испытаний на усталость при температуре 93º
Рисунок 1.4 - Графики зависимости деформации эластомерного подшипника от нагрузки
При предельной отрицательной температуре (-54°С) резко увеличивается жесткость резины. Характеристика хрупкости при этом не достигает критической точки, которая наступает при температуре (-62°С) Динамические испытания, проведенные при температуре (-64°С), показали, что несмотря на увеличение жесткости в 22 раза по сравнению с жесткостью при комнатной температуре, подшипник продолжает нормально работать без разрушения.
Одним из основных преимуществ втулки с эластомерным подшипником является отсутствие смазки, так что опасность загрязнения эластомерного подшипника маслом практически исключается. Однако, в демпфере лопасти (при ее перемещении в плоскости вращения несущего винта) применяется гидравлическая жидкость. Для защиты от возможного загрязнения эластомерного подшипника гидравлической падкостью и от воздействия солнечного света и озона может быть применено защитное покрытие подшипника.
Для резины характерно изменение ее физических свойств с течением времени, т.е. старение. Процесс старения усиливается от воздействия таких факторов, как солнечный свет, кислород, озон, тепло, дождь и другие неблагоприятные влияния окружающей среды при эксплуатации вертолета. За процессом старения эластомерного подшипника должен быть установлен строгий контроль с регулированием условий хранения для ограничения его старения с момента вулканизации подшипника и до постановки втулки с этим подшипником на вертолет.

Заключение (выдержка)

В выпускной квалификационной работе произведен анализ существующих типов втулок несущих винтов вертолетов, а также произведены расчеты на прочность бесшарнирной втулки несущего винта и втулки несущего винта с металлофторопластовым подшипником и торсионом. Результаты анализа доказали возможность установки на вертолет Ми-8 втулок данных типов. Повышение эффективности эксплуатации втулки несущего винта вертолета Ми-8 достигается значительным сокращением работ по осмотру креплений и смазке втулки, эти факты рассмотрены в специальной части выпускной квалификационной работы. Кроме того, срок эксплуатации бесшарнирной втулки напрямую зависит от условий ее эксплуатации и результатов дефектоскопии, в то время как втулка несущего винта вертолета Ми-8 имеет ресурс 20000 часов после чего подлежит замене. Экономическое обоснование замены.
Раздел безопасность полетов связан обеспечением безопасности полетов в сложных метеорологических условиях. Это весьма сложная задача, требующая комплексного подхода и тщательного контроля за исполнением требуемых предписаний, анализа и проработки свершающихся происшествий. Безопасности полетов при посадке в особых метеорологических условиях можно добиться соблюдая все требования и наставления по эксплуатации вертолета, а также проводя дополнительные предпосадочные подготовки, способствующие совершенствованию навыков экипажа.
Экономическое обоснование замены втулки, рассмотренное в пятой части работы доказывает целесообразность замены трехшарнирной втулки несущего винта вертолета Ми-8 на бесшарнирную втулку несущего винта.
В разделе безопасность и экологичность проекта проанализированы факты влияющие на безопасность персонала при работе на высоте. Особо отмечены факторы риска, связанные с работами на высоте при замене втулки, влияние которых снижается за счет соблюдения правил техники безопасности.
Расчеты экономических затрат на обслуживание бесшарнирной и шарнирной втулок несущего винта вертолета показал. что затраты на обслуживание бесшарнирной втулки несущего винта меньше затрат на обслуживание шарнирной втулки несущего винта, это доказывает экономическую целесообразность замены втулки несущего винта на бесшарнирную. Кроме того, бесшарнирная втулка несущего винта имеет значительно меньшую массу, и замена втулки даст дополнительную полезную нагрузку и тем самым увеличит экономический эффект от замены элемента несущий системы. Годовой эффект от установки одной втулки составит руб.

Литература

1 Аэродинамика, динамики полета, конструкция, оборудование и техническая эксплуатация вертолетов. Справочник. А.М. Володко, М.П. Верхозин, В.А. Горшков. –М., Военное издательство. 1992.-556с.
2 Конструкция вертолетов. Учебник для ВУЗов В.Н. Далин, С.В. Михеев. - М., МАИ, 2001. – 352с.
3 Втулки несущих винтов вертолетов. Перевод М.А. Лернер. – М., ЦАГИ, 1972.-54с.
4 Конструирование втулок несущих винтов вертолетов. Учебное пособие Сохань О.Н. - М., МАИ, 1981.-54с.
5 Messerschmitt-Boelkow-Blohm Bo-105 1967 [Электронный ресурс] -Режим доступа свободный: h**t://w*w.aviastar.org/helicopters_rus/mbb-105-r.html Дата обращения (23.10.2010)
6 Конструирование винтов силовых установок приводов. Учебник для ВУЗов. Ф.П. Курочкин. -М., МАИ, 1980.-139с.
7 Металлофторопластовые подшипники А.П. Семенов, Ю.Э.Савинский. -М.Машиностроение 1976.- 192с.
8 Руководство по технической эксплуатации вертолета Ми-8 книга 2, 1984.
9 Вертолет Ми-8(устройство и техническое обслуживание).В.А.Данилов Транспорт, 1988.-278с.
10 Выбор рациональных конструктивных параметров торсиона втулки несущего винта вертолета из композиционных материалов. Учебное пособие для ВУЗов. Е.А Башаров.-М, МАИ -2010.
11 Основы механики, проектирования и технологии изготовления изделий из слоистых композиционных материалов. Учебное пособие для ВУЗов. Ю.С.Первушин, В.С. Жернаков. -Уфа, 2008. -298с.
12 Техническая эксплуатация летательных аппаратов. Под редакцией Н.Н.Смирнова – М.: Транспорт, 1997.
13 Руководство по технической эксплуатации вертолета Bk-117
14 Конструкция и эксплуатация вертолетов и двигателей. Учебник для
ВУЗов. Судаков В.Я. -М., Воениздат, 1987.
15 Анализ безопасности полетов по типу воздушного судна. Государственный центр «Безопасность полетов на воздушном транспорте» .- М. 2008-148с.
16 Экономика гражданской авиации. Учебник для ВУЗов Степанова Н.И., МГТУГА 2003.-103с.
17 Межотраслевые правила труда при работе на высоте. -М. 2004.
18 Инструкция по охране труда при проведении работ повышенной опасности ИОТ 0011-02, 2002.
19 Наставления по технической эксплуатации и ремонту авиационной техники в гражданской авиации России. (НТЭРАТ ГА-93) - М.,1994.
20 Конструкция вертолетов. Учебник для авиационных техникумов.ЮС Богданов, Р.А.Михеев. М., Машиностроение 1990.-267с.
21. Регламент технического обслуживания вертолета Ми-26 книга 2.
22 Регламент технического обслуживания вертолета Bo-105
23 Справочник по авиационным материалам и технологии их применения
Александров В.Г., Базанов Б.И., -М., 1979
24 Техническая эксплуатация вертолетов. Учебное пособие.Беляков В.Т. Воениздат.1961г. 312 с.
25 Расчетно-экспериментальное исследование прочности упругих элементов бесшарнирных винтов вертолетов Голованов А. И., Митряйкин В. И. Изв. вузов. -Казань: Авиационная техника, 2001.
26 Основы проектирования и изготовления конструкции ЛА из КМ Васильев В. В. - М.: МАИ, 1985.
27 Оптимальное проектирование элементов авиационных конструкций из КМ. Дудченко А. А. -М.: Издательство МАИ, 2002.
28 Композиционные материалы: Справочник / Под ред. В. В. Васильева. - М.: Машиностроение, 1990.
29 Конструкция вертолетов Завалов О. А. -М.: Изд-во МАИ, 2004.
30 Методы проектирования конструкций. Бирюк В. И., Липин Е. К., Фролов В. -М.- М.: Машиностроение, 1977.

Выбор редакции

© 2024 spares4bmw.ru -- Автомобильный портал - Spares4bmw