125007 (593054), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

- усовершенствование устройства для перетекания жидкости в пневмогидравлическом амортизаторе передней опоры.

1.3.1 Усовершенствование тормозного цилиндра

У самолета Ту-154 в блоке цилиндров размещены 12 тормозных цилиндров с поршнями, 8 узлов растормаживания и 4 регулятора зазора цангового типа. Для уменьшения массы тормозного устройства в дипломном проекте предлагается тормозной узел [3], содержащий в себе три агрегата: гидроцилиндр с поршнем, узел растормаживания и регулятор зазора. Регулирование зазора происходит следующим образом. При выработке тормозных дисков нажимной цилиндр 59 уходит все дальше и дальше времени он начнет передвигать вправо втулку 55, которая будет насаживать втулку 57 на шаровую опору 56. В результате чего разжимается пружина 58 в незаторможенном положении устройства, поэтому при растормаживании нажимной цилиндр 59 уходит влево, не достигая своего прежнего положения. Вследствие чего поддерживается постоянный зазор между нажимным диском и тормозным пакетом.

1.3.1.1 Проверочный расчет тормозного устройства

Величина потребного эксплуатационного тормозного момента определяется с прототипа тормозного устройства самолета Ту-154.

(1.11.)

где μ_Т=0.3 – коэффициент трения фрикционной пары прототипа (материал МКВ-50А-4НМХ);

S_Т – осевое усилие сжатия;

R_Т – радиус трения тормозных дисков;

n_Т =10 – количество пар поверхностей трения.

Определим осевое усилие сжатия:

(H), (1.12.)

где D_П =0.017 м – диаметр поршня торможения;

n_П =12 – количество поршней торможения;

P_Т =11МПа – рабочее давление в тормозной системе.

Определим радиус трения в тормозных дисках R_Т:

(мм) = 0,139 м, (1.13)

где R_д =163,8 мм – внешний радиус диска,

r_д = 114 мм – внутренний радиус диска.

Потребный тормозной момент:

(H·м).

Для проектируемого тормозного устройства осевое усилие сжатия дисков

, (1.14.)

где μ_с-с =0,35 – коэффициент трения фрикционной пары "углерод-углерод";

n_Т´ =6 – количество пар поверхностей трения;

R_Т´ – радиус трения тормозных дисков,

(мм) =0,148 м, (1.15.)

где R_д´ =176 мм – наружный радиус дисков;

r_д´ =120 мм – внутренний радиус дисков.

В результате получим

(H).

Определим необходимое рабочее давление в тормозной системе.

P_Т =P_Т´ + P_Т´´ + P_Т´´´, (1.16.)

где P_Т´ – давление, необходимое для создания осевого усилия сжатия дисков S_Т´,

P_Т´´ – давление, необходимое для обжатия возвратных пружин,

P_Т´´´ – давление, необходимое для преодоления сил трения в регуляторах зазора.

(1.16.1.)

где F_nΣ – суммарная площадь всех тормозных цилиндров,

(1.16.2)

где D_n1 =0,042 м;

D_n2 =0,032 м.

Тогда суммарная площадь всех тормозных цилиндров равняется:

,

используя формулу (1.16.1.), получим:

(Па) =8,646 МПа.

Давление, необходимое для обжатия возвратных пружин найдем по формуле:

(1.16.3.)

где n_пр = 8 – количество узлов с пружинами растормаживания;

P_пр = 920 H – усилие, необходимое для обжатия пружины;

(Па) = 1,584 МПа;

Давление, необходимое для преодоления сил трения в регуляторах зазора равно:

(1.16.4.)

где n_р = 8 – количество узлов поддержания постоянного зазора;

P_рз = 1500 H – усилие трения в регуляторе;

(Па) = 2,582 МПа;

Таким образом, необходимое рабочее давление в тормозной системе равно:

P_Т = 8,646+1,584+2,582 = 12,812 (МПа).

1.3.2 Усовершенствование тормозных дисков колес

В связи с разработкой новых типов военных, гражданских, воздушно – космических летательных аппаратов в последнее время во всем мире остро встал вопрос о необходимости снижения веса и увеличения ресурса тормозов.

В качестве новых материалов для тормозов были предложены композиционные материалы на основе углерода, которые могут одновременно выполнять функции фрикционного материала, теплопоглатителя и силового элемента.

По величине коэффициента трения эти материалы не уступают традиционным, но при этом отличаются существенно более высокой износостойкостью. По поглощению тепла на единицу веса композиционные материалы на основе углерода уступают только бериллию. Их высокая теплопроводность способствует быстрому отводу тепла от тормозов.

Дополнительным преимуществом этих материалов при использовании в качестве силовых элементов является тот факт, что их прочность не снижается при повышении температуры. Это качество, в сочетании с низким коэффициентом теплового расширения, приводит к тому, что диапазон условий работы тормозов ограничивается только теплостойкостью примыкающих элементов конструкции.

При повышенных температурах достигается лучшее использование теплопоглощающей способности этих материалов в расчете на единицу веса. В настоящее время считаются возможными рабочие температуры порядка 1770 – 1870°C. Ожидается экономия веса за счет замены тормозов из стали и металлокерамики углеродными: на самолете Боинг 747 – 635 кгс, на самолете Боинг 757 – 272 кгс, на самолете Боинг 767 – 408 кгс.

В таблице дано сравнение фактического ресурса одного военного самолета и расчетного ресурса нескольких пассажирских самолетов.

Самолет	Расчетное количество посадок
	cталь - металлокерамика	углерод
Боинг 747	800	2000
Боинг 757	1500	3000
Боинг 767	1500	3000
F - 16	150	600

В дипломном проекте предлагается использовать фрикционные вкладыши из углерода с нанесением на боковые поверхности теплозащитного покрытия из окиси алюминия. Для облегчения веса каркаса диска конструкция выполнена следующим образом. Крепление вкладышей обеспечивается за счет того, что на боковых поверхностях спиц каркаса выполнены внутренние скосы, образующие треугольный профиль, взаимодействующий с соответствующим профилем боковой поверхности вкладышей. Причем каркас выполнен сборным, состоящим из спиц, скрепленных с кольцом, либо из двух симметричных одинаковых частей [4].

На рис.1.4. показан диск с прикрепленными спицами, общий вид; разрезы по А-А, Б-Б и В-В; диск выполненный из двух одинаковых частей с разрезом Г-Г.

Каркас тормозного диска представляет собой кольцо 1 с выступами 2, к которым крепят с помощью заклепок 3 спицы 4, имеющие в боковой поверхности треугольный профиль. Теплопоглощающие вкладыши 5 устанавливаются между спицами и упираются в них. В другом варианте выполнения диска вкладыши 5 установлены между двумя половинками каркаса. Боковые поверхности вкладышей имеют теплозащитное покрытие из окиси алюминия толщиной 0,3 мм. Оно позволяет предохранить силовые элементы диска от тепловых напряжений, возникающих от градиента температур при его остывании. Спицы имеют возможность некоторого перемещения в плоскости, перпендикулярной к плоскости трения, благодаря чему вкладыши могут самоустанавливаться.

В ходе эксплуатации воздушных судов подвижные и неподвижные диски изнашиваются до величины, которая зависит от того, как часто имела место нестабильная циклоидальная вибрация дисков. Еще одно предлагаемое конструктивное усовершенствование решает проблему нежелательных радиальных циклических вибраций с помощью образования на дисках периферических вытянутых кольцевых бороздок на радиальных поверхностях подвижных и неподвижных дисков, таким образом, радиальные борозды играют роль гасителей нежелательных колебаний и сводят к минимуму радиальное перемещение дисков. Это позволяет продлить ресурс тормозных дисков. Сечение дисков показано на рис.1.5.

Рис.1.5.

1.3.2.1 Расчет энергоемкости тормоза [5]

Энергоемкость тормозного узла:

(1.17.)

где Q – количество тепла, выделяющегося при работе тормоза;

n – количество тормозных устройств в колесе;

^ккал/_кг·ч – механический эквивалент тепла.

Количество тепла, выделяющегося при работе и поглощенное тормозом:

(1.18.)

где K_Р=0,85 – коэффициент рассеивания тепла;

G_i – вес отдельных элементов тормоза;

C_Pi – удельная теплоемкость элементов тормоза;

ΔQ_v – прирост среднемассовой температуры пакета дисков,

ΔQ_v =Q_v-Q₀. (1.19.)

Удельные теплоемкости стали и углерода:

C_{Р ст} =0,15^кал/_г·град ;

C_{Р уг} =0,35^кал/_г·град .

Плотность стали и углерода:

γ_ст =0,009^г/_мм³;

γ_уг =0,0025^г/_мм³.

Вес стальных и углеродных элементов определяется через плотность и объем:

(1.20.)

Для получения объема со сборочных чертежей тормозных дисков снимаются соответствующие размеры элементов. Объем стальных и углеродных элементов:

W_ст =625472,4 мм³;

W_уг =5124286,15 мм³.

Пользуясь формулой (1.20.) получим:

G_ст =625472,4×0,009=5629,25 г;

G_уг =5124286,15×0,00225=11529,64 г.

Теплоемкость тормозного пакета:

4883,76(^кал/_град)=4,8838^ккал/_град

Среднемассовая температура пакета дисков:

(1.21.)

где Q₀=15°C – начальная температура дисков;

(1.22.)

где A_T находим по формуле:

Характеристики

Список файлов ВКР