125007 (593054), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

где G_пос =74000 кг – посадочная масса самолета;

V_пос =64^м/_с – посадочная скорость самолета;

a_T =0,7 – поправочный коэффициент;

n_T =12 – количество тормозных колес;

тогда

9688758,33 (H·м)=987641,01кг·м;

2312,98 (ккал);

572,2(°C).

Для современных тормозных устройств максимально допустимая температура пакета дисков не должна превышать 500°С. В результате расчета мы получили температуру пакета дисков больше чем допустимая. Учитывая, что в тормозных колесах установлены вентиляторы для принудительного охлаждения тормозного пакета, а также стоит тепловой экран из композиционного материала на основе углерода для защиты корпуса колеса от нагрева. И учитывая, что фрикционная пара "углерод – углерод" работает лучше в условиях высоких температур, можно сделать вывод о том, что проектируемое тормозное устройство будет работать в допустимых температурных условиях.

1.3.2.2 Проверочный расчет корпуса тормозного устройства [6]

Расчет производим в наиболее опасных сечениях: 1-1,2-2 и 3-3 (рис.1.6.). Для уменьшения веса корпуса тормозного устройства и увеличения его надежности в качестве материала для его изготовления предлагается ультравысокопрочная сталь 300М разработанная в США [7]. Химический состав стали; C –0,39÷0,44%; Si – 1,5÷1,8%; Ni – 1,65÷2%; Cr – 0,7÷0,95%; Mo – 0,3÷0,45%; V – 0,05÷0,1%. Для этой стали σ_в=1900 МПа. Из этой стали, изготовлены шасси самолетов Boeing 727, Boeing 737, Boeing 747.

При расчете принимается пониженный временный предел прочности материала с учетом его нагрева:

σ_в´=0,84×σ_в =0,84×1900=1596 (МПа). (1.23.)

Сечение 1-1:

В сечении 1-1 прочность корпуса тормоза проверяется на изгиб от действия осевой силы. Определим разрушающую осевую силу S_Т.разр:

S_{Т разр}= K×S_Т´, (1.24.)

где K=3 – коэффициент безопасности;

S_T´=40177 H – осевое усилие сжатия дисков в проектируемом тормозном устройстве;

S_{Т разр}= 3×40177=120531 H.

Определим нормальные напряжения от изгиба для растянутых и сжатых волокон:

(1.25.)

где L=R₁-R_T – плечо приложения разрушающей осевой нагрузки;

R₁=0,094 м – радиус сечения 1-1;

R_Т=0,078 м – радиус приложения разрушающей осевой нагрузки S_{Т разр},

L=0,094-0,078=0,016 (м);

W – момент сопротивления сечения,

(1.26.)

где R₁ – радиус сечения 1-1;

h₁= 0,006 м – толщина стенки тормозного устройства;

(м³);

5,4446×10⁸ (Па)=544,46 МПа.

Определим коэффициент избытка прочности:

где K_п=1,1 – коэффициент пластичности материала,

Сечение 2-2

В сечении 2-2 определяются нормальные напряжения при изгибе с растяжением по формуле:

(1.27.)

где F – площадь расчетного сечения:

F= n × [b×H - (b-a) × b₁ - 2×b₂×b₃] ; (1.28.)

n =15 – количество участков "В" (рис.1.7.);

H=9 мм =0,009 м – высота участка "В";

a=0,018 м;

b₁=0,006 м;

b₂= H-b₁ =0,009-0,006=0,003 (м);

b₃=0,007 м – радиус отверстия;

(1.29.)

где R₀=0,105 м – внутренний радиус сечения;

R_в=0,108 м – см. рис.1.6.;

(м);

F =15×[0,0446×0,009-(0,0446-0,018)×0,006-2×0,007×0,003] =0,00299( м²);

W_р – момент сопротивления сечения,

(1.30.)

где Y_с – координата центра тяжести сечения:

(1.31.)

I – момент инерции всего сечения:

I= n I₁, (1.32.)

где I₁ – момент инерции одного элемента сечения:

(1.33.)

следовательно

тогда

I=15×1,82×10^-9=2,73×10^-8 м⁴;

(м³);

L₂ – плечо приложения силы S_{Т разр} в сечении 2-2

L₂=0,016+0,0056=0,0216 (м).

Используя формулу (1.27.) найдем нормальное напряжение:

5,742×10⁸ (Па)=574,2 МПа.

Коэффициент избытка прочности равен:

(1.35.)

тогда

=2,036.

Сечение 3-3

В сечении 3-3 производим расчет на срез от действия на опорный буртик через полукольца осевого усилия S_{Т разр}:

(1.36.)

где F – площадь сечения среза:

F=(2π×R-n×b)×h₃, или

F=n×a×h₃, (1.37)

где n – количество участков "В";

h₃=0,002 м – толщина опорного буртика;

F=15×0,018×0,002=8,1×10^-4 (м²);

Коэффициент избытка прочности:

1.3.2.3 Расчет на смятие опорного буртика корпуса тормоза

под стопорным полукольцом

Напряжение смятия:

(1.38.)

где S_{Т разр} – осевая разрушающая нагрузка;

F_см – площадь смятия,

F_см= n×a×(R_к - R₃ - 2×S_ф), (1.39.)

где R_к=0,114 м – наружный радиус корпуса тормозного устройства;

R₃=0,1125 м – радиус дна канавки;

S_ф=0,0003 м – размер фаски;

F_см=15×0,018×(0,114 - 0,1125 - 2×0,0003)=2,43×10^-4 (м²);

тогда

Коэффициент избытка прочности:

(1.40.)

где K=0,6;

1.3.2.4 Расчет стопорных колец

В качестве материала для стопорных колец выбираем сплав 20Х для которой предел временной прочности σ_в=390 МПа.

Для расчета используем пониженный предел временной прочности:

σ_в´=0,9×σ_в=0,9×390=351 (МПа).

Расчет стопорных полуколец ведется на срез и смятие.

Напряжение среза:

(1.41.)

где F=π×D_к×b_к – площадь среза;

D_к=0,225 м – внутренний диаметр кольца;

b_к=0,002 м – ширина кольца (рис.1.8.);

F=3,14×0,225×0,002=1,413×10^-3 (м²);

Коэффициент избытка прочности:

Напряжение смятия:

(1.42.)

где S_{Т разр} – осевая разрушающая нагрузка;

F_см – площадь смятия,

F_см=2π×(R_к+ h_к /4)×(h_к /2 - 2×S_ф), (1.43.)

где R_к – внутренний радиус кольца;

h_к=0,004 м – высота сечения кольца;

S_ф=0,0003 м – высота фаски;

F_см=2×3,14×(0,1125 + 0,004/4)×(0,004/2 - 2×0,0009)=9,978×10^-4 (м²);

Коэффициент избытка прочности:

1.3.3 Разработка бескамерного барабана тормозного колеса с разъемным корпусом

На существующем тормозном колесе КТ–141Е применен барабан со съемной ребордой. Такая конструкция колеса имеет следующие недостатки: невысокий уровень надежности (разрушение реборды и срыв пневматика с корпуса во время посадки), трудности при замене пневматика, невозможность применения бескамерного пневматика. По нормали ИКАО колесо не должно разрушатся при пробеге с разрушенным пневматиком на дистанции до 3000 м.

Предлагается заменить барабан колеса на барабан с разъемным корпусом, на котором можно применить пневматик бескамерный высокого давления. Такой барабан укомплектовывается легкоплавкой вставкой, для сброса давления воздуха в тормозное устройство при перегреве тормозов во избежание разрушения пневматика из-за повышения давления в нем.

Предлагается заменить материал колеса. Вместо существующего магниевого сплава применить алюминиевый сплав 7049 – Т73, разработанный фирмой Kaiser (США). Этот сплав применяется для замены деталей на самолетах F-111, Jet Stream и производства новых элементов самолетов F-5 и F-16 [7]. Временный предел прочности сплава 7049 – Т73 σ_в=490 МПа.

1.3.3.1 Проверочный расчет усовершенствованного колеса

Исходные данные для расчета [6]:

– габаритные размеры пневматика:

диаметр D=930 мм=0,93 м;

ширина B=305 мм=0,305 м;

– рабочее давление в пневматиках:

P₀=9,5 ^кг/_см²=0,95 МПа;

– обжатие пневматика при взлетной массе самолета:

δ_{СТ взл}=70 мм=0,07 м;

– обжатие пневматика при посадочной массе самолета:

δ_{СТ пос}=57 мм=0,057 м;

– радиус качения пневматика:

(1.44)

R_{к взл}=0,93/2 – 0,07=0,395 м;

R_{к пос}=0,93/2 – 0,057=0,408 м;

– усадка при полном обжатии пневматика:

δ_п.о.=187 мм=0,187 м;

– стояночная нагрузка на колесо:

(1.45.)

где 0,9 – коэффициент указывающий долю нагрузки воспринимаемой основными опорами,

m_взл= 97000 кг – взлетная масса самолета,

m_пос= 74000 кг – посадочная масса самолета,

n =12 – количество колес основных опор,

P_{СТ взл}=

P_{СТ пос}=

– взлетная скорость:

V_взл=77^м/_с ;

– посадочная скорость:

V_пос=67^м/_с ;

– коэффициент трения пневматика о ВПП:

μ_к=0,3;

– коэффициент трения пары "углерод-углерод":

μ_с-с=0,35;

– коэффициент трения пары МКВ-50 – 4НМХ:

μ_Т=0,3.

1.3.3.2 Расчет нагрузок, действующих на корпус колеса и реборды [5]

Расчетными нагрузками, действующими на корпус колеса, являются осевые, радиальные и боковые усилия.

Величину осевой нагрузки определим по формуле:

Q=π×P_p×[(R-r_п)²-R₀], (1.46.)

где P_p – расчетное давление в пневматике,

P_p=k×P₀ , (1.47.)

P₀=0,95 МПа – рабочее давление в пневматике,

k=3 – коэффициент запаса прочности,

P_p=3×0,95=2,85 (МПа);

R=0,465 м – радиус пневматика

r_п=0,1525 м – радиус круглого сечения пневматика;

(1.48.)

Подставим данные в выражение (1.46.) получим:

Q=3,14×2,85×[(0,465-0,1525)²-0,204²]×10⁶=501504,2 (Н).

Разрушающая радиальная нагрузка на колесо:

P_разр=k_p×P_{СТ взл max} , (1.49)

где k_p=6,5 – коэффициент безопасности;

P_{СТ взл max}=71367,36 Н – стояночная нагрузка на колесо со взлетной массой самолета;

P_разр=6,5×71367,36=463887,84 (Н).

Характеристики

Список файлов ВКР