Далин В.Н. Конструкция вертолетов (553618), страница 31
Текст из файла (страница 31)
крутящий момент, и передает их на фюзеляж вертолета через восьмистержневую подредукторную раму. В средней части корпус имеет пояс крепления с шестью фланцами, к которым крепятся фланцы рамы. Модульность конструкции упрощает проблему создания требуемой жесткости корпусов. Все зубчатые колеса имеют простые и технологичные формы. Чтобы не усложнять изготовление колес, введены традиционные фланцевые разъемы. Одной из основных особенностей главного редуктора ВР-26 является обеспечение равномерного распределения мощности по потокам за счет шлицевых валов (рессор) с малой крутильной жесткостью. Деление мощности в последней ступени редукции обеспочивается за счет противоположного по направлению паклона зубьев в верхнем и нижнем рядах зубчатых колес. Деление мощности в первой и второй ступени редукции осуществляется за счет малой крутильной жесткости рессор, главным образом, рессор последней ступени редукции.
В конструкции соблюдается равенство крутильной жесткости в параллельных потоках. Требуемая равномерность распределения нагрузки с учетом боковых зазоров в зубчатых передачах и шлицевых соединениях, зазоров в подшипниках обеспечивается в процессе сборки редуктора за счет использования ряда конструктивных и технологических приемов. Крутильная жесткость основной кинематической цепи и привода РВ, боковые зазоры в зубчатых зацеплениях и шлицовых соединениях его привода подобраны соответствующим образом.
В результате при работе одного двигателя на максимальном взлетном режиме часть мощности через привод РВ идет на конические редукторы противоположной стороны, разгружая конические редукторы на стороне работазощего двигателя. Зубчатые колеса ВР-26 изготавливаются из стали 12Х2Н4А-Ш, подвергаются цементации и закалке.
В качестве финишной обработки применяется шлифование. 194 Корпусные детали верхнего редуктора, диаметр которого 2000 мм, изготавливаются методом штамповки из высокопрочного алюминиевого сплава ЛКЧ-$ с последующей обработкой на фрезерных станках.
Корпусные детали остальных узлов изготавливаются литьем из сплава МЛ-5. Ступицы ведомых шестерен верхнего редуктора изготавливаются штамповкой из титанового сплава ВТЗ-1. Валы и рессоры выполняются из стали 40Х2Н2МЛ, азотируются. ° ь Внд спереди " ~ Вид сзади "ьз ° — Р=-г :--е-и- НП вЧ=: Б е Вил Б (повернуто) А-А (повернуто) Рис. 4.3.2. Силовая схема стерхневой рамьи крепления ГР 195 Многопоточность, модульность конструкции подобных ГР создают определенные компоновочные преимущества по сравнению с планетарными редукторами. В результате перечисленных конструктивно-киноматических решений удельная масса ГР ВР-26 на единицу взлетного крутящего момента существенно меньше, чем у ГР вертолета Ми-б, выполненненого по четырехступенчатой кипематической схеме. Нагрузки с корпуса ГР передаются на соответствующие силовые элементы фюзеляжа обычно при помощи стержневой системы.
На рис. 4.3.2 приведен один из вариантов КСС рамы крепления ГР. Система смазки редукторов Система смазки подводит масло ко всем трущимся деталям редуктора — зубчатым колесам, подшипниковым опорам, шлицевым соединениям — для уменьшения трения и аффективного охлаждения деталей (рис. 4.3.3). Количество масла, которое должно быть подано в зацепление, моязет быть определено по формуле где И вЂ” передаваемая мощность; ц —. КПД передачи с учетом барботажных потерь; Е ~ — температура масла, подаваемого в зацепление (й1= 90 — 95*С); Ез — температура масла на сливе; С л удельная тсплоемкость масла. Подача масла во все точки, требующие смазки и охлаждения, обеспечивается шестеренчатыми насосами с заданной производительностью и специальной разветвленной системой каналов.
Истечение масла происходит через тарированные (по расходу) и строго ориентированные в пространстве форсунки или жиклеры. С другой стороны, нагретое масло, собиразощееся в маслоотстойнике, нуждается в интенсивном охлаждении, которое осуществляется принудительной прокачкой через воздушно-маслякьзе радиаторы. В относительно простых редукторах (типа промежуточного и хвостового) применяется смазка разбрызгиванием, или барботажная смазка. Охлаждение происходит в результате теплообмена между маслом и стенками корпуса, который может иметь специальные ребра охлаждения.
196 У21ЫЧУ10УР Рис. 4.3.3. Маслосистема ГР Р-26 вертолета Ми-дг 1 — поддон редуктора; 2 — датчик сигнализатора мин мольного давления; 3 — датчик указателя давления масла; 4 — масляный насос; 5 — форсункаг 6 — суфлер; 7 — масломерная линейка; д — магнитная про6ка; 9 — датчик указателя температуры масла; 10 — сливной кран; !1 — фильтр-сигнализатор; 12 — редукиионнььй клапан; 13 — датчик сигнализатора максимальной температуры масла Вал несущего винта Вал НВ нагружается силами и моментами от его втулки и крутящим моментом, создаваемым на выходе ГР. Длина вала НВ определяется компоновочными, аэродинамическими и эксплуатационными соображениями. Из компоновочных соображений выбирагот минимально допустимую высоту размещения втулки НВ над фгозеляжем с учетом прогиба лопасти; аэродинамические — определяют превышение за- 197 диего НВ над передним у вертолета продольной схемы; зксплуатационные — определяют безопасную высоту плоскости НВ при нахождении обслуживающего персонала в зоне вращающегося винта.
Расстояние между соосными винтами вьгбирается из условия обеспечения необходимого запаса по сближению, при котором исключается соударение лопастей верхнего и пижпего винтов на всех режимах полета и при выполнении необходимых зволюций. Силы и моменты вызывают во вращающемся вале переменные напряжения изгиба, меняющиеся с частотой вращения винта.
Значения сил и моментов определяют из азродинамического расчета вертолета. На их величину существенно влияет центровка вертолета, при изменении которой изменяется направление силы тяги винта относительно оси вала НВ. При атом изменяются величина и результирующая поперечной силы, действующая на вал. Для повышения изгибной выносливости палов, кроме выбора рациональной конфигурации (плавные переходы от одного диаметра к другому, большие радиусы скругления), применяются соответствующие технологические приемы обработки, в частности, наклеп дробью. Наклепу может подвергнуться как вал целиком, снаружи и изнутри (за исклгочением, например, резьб)„так и отдельные места, наиболее опасные с точки зрения выносливости. Резьба з опасных сечениях может упрочняться накаткой.
Шероховатость обработки поверхностей валов в зоне значительных изгибных напряжений выполняется не более Л,= 2,5. В некоторых случаях вводится последующее полирование поверхностой. На рис. 4.3.4, а приведены КСС заднего вала НВ вертолета продольной схемы СН-47.
Вал экспериментального вертолета Боинг-360, изображепный на рис, 4.3.4, б, выполнен из композиционного материала. В КСС вала НВ вертолета УАН-84 (рис. 4.3.5) осуществлено разделение консольного вала па два автономных злемента. Внутренний вал (рессора) 5 предназначен для передачи крутящего момента от редуктора на втулку НВ. Тяга и поперечные силы НВ воспринимаются неподвижным относительно фюзеляжа внешним консольным валом 4. Для обеспечения работоспособности вала необходимо соблюдение, в первую очередь, условий их прочности и жесткости. Если вал передает только крутящий момент М„~, то его диаметр можно найти по формуле 198 Рис. 4.3.4. Силовые схемы вала заднего НВ вертолета продольной схемы: а — ст льной вал, состыкованный из двух частей в зоне установки промехгуточной подшипниковой опоры (вертолет аннус)г ! — шлицевое соединение со ступицей втулки; 2 — подшитшковая опора; 3 — редуктор; б — вал из композиционного материала: 1 — ступица вала, выполненная заодно с валом; 2 — консольный монолитный вал; 3 — редуктор 199 где а 1 — предел выносливости образца из материала вала, ис- Ы пытанного в условиях чистого сдвига с вращением; с=— "о отношение внешнего и внутреннего диаметра полого вала; йт— козффициепт, учитывающий скорость вращения вала.
Риа 4.3.5. Силовая схема вала НВ вертолета УАН-84е 1 — фланиевый стыК 2 — втулка НВ; Я вЂ” подшипниковые опоры1 4 — неподвихная консоль; 5 — вал привода НВ; б — ГР Если вал испытывает воздействие крутящего М и изгибного М„з„моментов, то из условия прочности его диаметр находят по формуле 200 где [а) — допускаемое напряжение материала вала при растяжения; а — коэффициент, учитывающий равномерность крутящего момента. Работоспособность вала определяется из условия не только прочности и < (а), по и ясесткости: ~рвах ~4~~' умах ~Ч~ и рвах ~р~' Здесь д „„, 'ч „н у „„вЂ” соответственно максимальные угол закручивания, угол поворота сечения и прогиб винта.
Для проверки жесткости вала по углу закручивания можно воспользоваться формулой где /с — коэффициент, учитывазощий равномерность всех нагрузок на вал; 1У вЂ” передаваемая мощность; п — частота вращения; (д ( — допускаемый угол закручивания. 4.4. РЕДУКТОРЫ ПРОМЕ)11УТОЧНЫЕ И РУЛЕВОГО ВИНТА ПР предназначены для изменения направления осн вала привода РВ в соответствии с изгибом хвостовой балки (рис.
4.4.1). Это изменепио достигается с помощью пары конических колес с редукцией„ близкой к единице. 1зедуктор РВ (рис, 4.4.2) предназначен для изменения направления оси вала привода на угол 90' и уменьшения его частоты вращения. Зто осуществляется посредством двух конических шестерон с соответствующим передаточным числом.
В редукторе размещается также механизм управления общим шагом РВ. Частоту вращения вала привода от ГР до редуктора РВ и величину редукции в его конической паре выбирают в процессе минимизации массы элементов привода РВ. Частота вращения РВ определяется нз аэродинамических соображений. Силовая схема картера РВ выбирается при формировании массы его редуктора и вала РВ. Как правило, вал РВ выбирают в виде рессоры, т.е.
вала, передазощего только крутящий момент. В этом случае поперечные нагрузки и тяга винта со втулки через подшипниковые узлы передаются непосредственно на корпус (картер) редуктора. Для легких вертолетов возможно принять другую 201 Рис.
4.4.1. ККС промезсуточного редуктора: 1 — корпус; 2, 7 — ведугцее и ведомое зубчатые колеса соответственно; 3, 6 — стаканы подигипников; 4, 5 — входной и выходной вал с карданом соответственно силовую схему, тогда параметры консольного вала РВ будут определяться всеми действующими на него нагрузками — крутящим и изгибающим моментами и тягой РВ. Смазка шестерен у промежуточного и рулевого редукторов, передающих неболыпие мощности, барботажная, т.е.
одна из шестерен частично погружена в масло и при вращении смазывает другую шестерню в момент контакта зубьев. Кроме того, в картере создается масляный туман, который, оседая на зубьях и подшипниках„ смазывает их, Барботажная масляная система требует наличия специальных, улавливающих масло карманов, сверлений в картере и стаканах, по которым масло подается из карманов ко всем подгпипникам картера. В противном случае требуется принудительная подача масла, струя которого направляется в место контакта вступающих в зацепление зубьев. В промежуточных редукторах тяжелых вертолетов 202 Рис. 4.4.2. ККС редуктора РВ: 1 — корпус; 2, 7 — ведущее и ведомое зубчатые колеса соответственно; 3 — стакан подшипников; 4 — входной вал с кордоном; 5 — консольная опора вала РВ; 6 — фланец; 8 — механизм управления общим шагом РВ 203 смазка шестерен осуществляется в основном именно с принудительной подачей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
