Далин В.Н. Конструкция вертолетов, страница 13

2.4.4, в). Более надежны и долговечны торсионы, изготовленные из высокопрочной проволоки. ОШ с торсионами удовлетворительно работает на консистентных смазках, поскольку радиальные подшипники в них обычно нагружены мало. Торсионные ОШ легче шарниров с упорными или радиально- упорными подшипниками на 10 — 15%. Торсион представляет собой силовой многослойный стержень (рис. 2.4.6, а), воспринимающий растягивающузо нагрузку от центробежной силы и обладающий малой крутильной жесткостью.

При выборе параметров торсиона определяется сечение по допускаемому напряжению па разрыв ~пя,~ от действия центробежной силы. Варьируя длиной торсиона 1, его высотой Ь и шириной 6, шириной прорези в пластине а для заданного диапазона углов поворота лопасти у определяют крутильнузо жесткость, удовлетворяющую ограничению па максимальный крутящий момент (Мз~)~, = г"( М„) в системе управления НВ. Площадь сечения торсиона Р= я 6 выбирается так, чтобы максимальное значение нормального напряжения в пластинах не превышало предела выносливости: (~ П тзх рзсч — ( и мах~ ' Под нагрузкой от центробежной силы пластины торсиона в зоне опоры па болты крепления на внешней части втулок нагружаются усилиями сжатия.

Для исключения потери устойчивости пластин необходимо их предварительно обжимать фланцами. При закручивании торсиона с защемленными концами пластины смещаются относительно друг друга на величину е и происходит их продольно-поперочный изгиб, Максимального значения изгибающий момент достигает в крайних пластинах торсиона.

При изгибе в плоскости наибольшей жесткости балки, которой является пластина торсиона, в ней возникают напряжения, определяемые по формуле цю (а!) 2,0 1,5 1.0 0,5 0 4 8 12 а! б) в) Рис. 2.4.б. Торсионы осевого шарнира втулки несущего (рулевого) винта: а — схема пакета пластинчатого торсиона: 1 — втулка; 2 — прокладка; 3 — пластина( Р— центробежная сила„ 1 — рабочая длина торсиона; ~р — угол захрутки торсионц Р— внешний диаметр втулки узла креаления торсиона; б — зависимость параметра 4ь от относительной хесткости а1 в — схема проволочного торсиона 1 — коуьии (опорный элемент ветвей проволочных нитей и стыковочный узел торсиона)1 2 — фиксирующие болпьы; 3 — проволочные ветви торсиона; 4 — оболочка из ткани; 5 — резшьовая оболочка; Л,Ь вЂ” ширина и высота торсиона 75 3 З> Ь Р 1 Ч> (гг1) изг 57 3 где у — угол закрутки торсиона; » — высота торсиона; Р> расчетная центробежная сила, приложенная к пластине; сое (а() — 1 ч> (а()— а( з(п(а)) — 2(соз(а() — 1) * где а= ч —, Ь7= совз$ — изгибная жесткость пластины; Д'1 Щ рабочая длина торопова.

Зависимость >)> = >(а () показана на рис. 2.4.6, б, Критическое значение угла закручивания торсиона определяется по формуле р„э= У вЂ” „>)>(а1), г( где >" — коэффициент трения (>= 0,1 — 0,15); о — диаметр отверстия в пластине торсиона. Наибольший эксплуатационный угол закрутки д мах должен быть меньше с> „„.

Одним из эффективных способов решения этой задачи является выбор предварительного угла закрутки торсиона Оо. Используя график (рис. 2.4.6, б), в первом приближении можно выбрать рациональную величину рабочей длины торсиона при которой обеспечиваются минимальные напряжения от изгиба и максимально достижимые углы крутки торсиона д„„. Из компоновочных соображений при формировании кинематической схемы втулки должны быть учтены геометрические ограничения на размеры рукава ОШ, Проволочный торсион (рис. 2.4.6, в) представляет собой гибкий элемент с таким >ке функциональным назначением, как и пластипчатый торсион. Отличие состоит в том, что центробежная сила воспринимается не пакетом тонких пластин, а набором металлических нитей (проволочек) малого диаметра.

Полная цептрабежпая сила, действующая на проволочный торсион, а кЬЬ 4 где и — допустимые напряжения растяжения; й, 5 — высота и ши- Р рина прямоугольного поперечного сечения проволочного торсиона. Срок службы проволочного торсиона зависит от напряжений изгиба, которые возникают при ого закручивании па угол д. Касательные напряжения от кручения проволочных нитей и напряжения, связанные с изменением их длины, малы и могут практически пе учитываются. Напряжение от изгиба 2<й РК 1+1 ) ззг к Хй гдо 1 — рабочая длина торсиопа; р — угол закрутки торсиона; й — козффициент, зависящий от формы сечения проволоки и л Ь плотпости ее укладки (/с = 1); Х= — — отношение высоты рабочего ь сечения к его ширине. При заданной осевой нагрузке изгибные напряжения зависят только от длины рабочей части торсиона. Для сохранения формы сечения проволочного торсиопа и искшочспия фрикционпой коррозии проволочных нигей при их укладка используется прослойка клея и внешяяя оболочка из ткани.

Для предохранения торсиова от воздействия влаги торсиоп покрываотся резиновой оболочкой. За счет круглой формы проволочные нити под воздействием сжатия от цептробеяшой силы стремятся занять мипималыюс полоягевие относительно опорных болтов. Стыковочные узлы — коуши — доллгпы иметь боковые опорныо поверхности, фиксирующио задазшую форму проволочных ветвей торсиопа. 1!одшипники горизонтальных н вертикальных шарниров В большинство БНБ в ГШ и Б!Л применяются игольчатые подшипники, обладающие высокой грузоподъемностью при малых габаритах и позволяющие создать весьма комлактныо и падежные узлы.

Трепке в игольчатых подшипниках существенно выше, чем в шариковых или роликовых. Большое внимание необходимо уделять предотврагцепию возможности перекоса игл. Для этого игольчатые подшипники снабжаются сепараторами или межигольпые и радиальные зазоры делают минимальными. Осевыо усилия в ГШ воспринимаются упорными стальными шайбами с аптифрикционным покрытием. Из синтетического материала делаются шайбы, нагруженные па режиме моторного полота; омеднсппые шайбы — нагруженные на режимах авторотации и моторного планирования.

При больших осевых усилиях применя- 77 ются упорные шариковые подшипники. Для восприятия осевых усилий в ВШ используются омедненные шайбы. Уплотнение ГШ и ВШ осуществляется резиновыми прокладками, привулканизированными к упругим пластинчатым шайбам. Для уменьшения износов, предохранения от садиров при монтаже и демонтаже пальцы ГШ н ВШ хромируют или цементируют с покрытием их противозадирной пастой ВАП2 или ВАПЗ с молибденом или покрывают фторопластом методом злектрофореза.

Работоспособность игольчатых подшипников обычно оценивается по величине удельного давления на единицу площади проекции дорожки качения внутреннего кольца. При расчете игольчатых подшипников ВШ, как правило, полагают, что нагрузка равномерно распроделена по длине игл (рис.

2.4.7, а). В соответствии с зтим удельное давление для подшипников принимается равным где Р— диаметр дорожки качения внутреннего кольца; 1Х вЂ” сум- марная длина игл; Є— центробежная сила лопасти. Игольчатые подшипники ГШ (рис. 2.4.7, б) помимо центробежной силы лопасти воспринимают еще некоторый момент М, постоянная часть которого М„с достаточной степонью точности определяется выражением Ма — Рс где Мз„— крутящий момент НВ; г„, — число лопастей НВ; а— «снос» середины ГШ с оси вращения; 1 „— расстояние между ГШ и ВШ; 1 „„, — «вынос» ВШ. Переменная составляющая Му момента М при расчете игольчатых подшипников ГШ ВНВ нс учитывается, т.к. она мало сказывается на их долговечности.

Натруженность подшипников характеризуется удельными давлениями д З и д З на внешних краях колец, обусловленными совместным действием силы Р и момента М,. Эти давления подсчитываются по формуле й и О Я ~Ч р 2й О~ В ~~ Ф ~$ ~ И к$ а, о ь,' СЧ В вЂ” рабочая ширина комплекта подшипников. Соответствующим подбором «сносаь а добиваются того, чтобы на основных режимах моторного полета удельныо давления д з и д з были бы достаточно близки к среднему удельному давлению до — — —. «Снос» середины ГШ с оси вращения па расстояние о в П1 а равнозначен повороту этого шарнира на угол а с „,„= агс1д ~ зю Во втулке с совмещенными ГШ и ВШ (вертолет 8-58) 1„= О, Поэтому на всех резкимах полета удельные давлепия д з н ох близки к среднему удельному давлению де. При применении гипоидного масла допустимые уделюзые давления в хорошо уплотненных игольчатых подшипниках, соответствующие долговечности 1000 ч при 240 кол/мип., составляют пе менее 35 МПа для ГШ и 40 МПа для ВШ.

Для втулок тяжелых вертолетов, детали которых имеют обычно относительно меньшую жесткость, необходимо принимать специальные меры, обеспечивающие равномерность распределения нагрузки в подшипниках ВШ и приближения эпэоры распределения нагрузки в ГШ к трапецеидальной. Как правило, удовлетворительное распределение нагрузки по длине игольчатых подшипников ГШ и ВШ можно получить подбором жесткостей проушин и пальцев, а такжо соответствующим увеличением податливости концов колец. Вместо игольчатых подшипников могут быть установлены конические ролика-подшипники (втулка вертолета 8-58).