Конструктивное усовершенствование шасси самолета Ту-154 на основе анализа эксплуатации (стр. 6 из 12)

Сечение 1-2:

Средний диаметр сечения будет равен:

D_ср=D₀ – h₁×sinα, (1.65.)

где h₁=0,02 м – высота сечения;

α = 45° - угол между сечениями 1-1 и 1-2;

D_ср=0,41-0,02×sin 45°=0,3959 м.

Нормальные напряжения для зон сжатых и растянутых волокон при изгибе и растяжении:

σ_р = σ_и+σ_р´=

(1.66.)

где L₁ – плечо приложения силы Q,

L₁=L+

(м);

W_р – момент сопротивления сечения,

W_р=

(1.67.)

где D_ср – средний диаметр сечения,

h₁ – высота сечения,

W_р=

(м³);

F – площадь сечения 1-2,

F=π×D_ср×h₁=3,14×0,3959×0,02=0,0249 (м²);

тогда

Коэффициент избытка прочности:

(1.68.)

где k_п=1,35 – коэффициент пластичности,

используя формулу (1.68.) получим:

Сечение 1-3:

Средний диаметр сечения 1-3:

D_ср=D₀ –

(1,69)

где D₀=0,41 м – диаметр сечения 1-1;

h₂=0,02 м – высота сечения 1-3;

D_ср=0,41-

Нормальные напряжения для зон сжатых и растянутых волокон при изгибе и растяжении:

σ_р = σ_и+σ_р´

(1.70.)

где L₂ – плечо приложения силы Q в сечении 1-3,

L₂=L+

W_р – момент сопротивления сечения,

W_р=

(1.71.)

где D_ср – средний диаметр сечения 1-3,

h₂ – высота сечения 1-3,

W_р=

F – площадь сечения 1-3,

F=π×D_ср×h₂=3,14×0,4×0,02=0,0251 (м²);

тогда

Коэффициент избытка прочности:

(1.72.)

где k_п=1,35 – коэффициент пластичности,

используя формулу (1.68.) получим:

1.3.3.4 Расчет болтов, соединяющих внутреннюю и внешнюю части барабана колеса

Сила, действующая на болты:

Q₁=π×P_p×[(R-r_п)²-R_z²], (1.73.)

где P_p=2,85 МПа – расчетное давление в пневматике;

R=0,465 м – радиус пневматика;

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

R_z=0,1305 м – радиус установки болтов;

Q₁=3,14×2,85×10⁶×[(0,465-0,1525)²-0,1305²]=721522 (Н).

Кроме осевой силы Q₁ на болты действует сила P от предварительной затяжки гайки. Величина силы P принимается 15÷20% от величины разрушающих нагрузок P_p´:

(1.74.)

где Z=6 – количество болтов,

Усилие затяжки болта:

P=0,15×P_p´, (1.75.)

P=0,15×120253,6=18038,04 (H).

Напряжение разрыва болта по резьбе:

(1.76)

где Р – усилие затяжки болта;

P_p´– разрушающая нагрузка на болт;

d₀ – минимальный диаметр болта по резьбе:

d₀=d-2×h, (1.77.)

где d=0,025 м – диаметр болта,

h=0,0015 м – высота резьбы,

d₀=0,025-2×0,0015=0,022 (м);

(Па)=363,98 МПа.

В качестве материала для болтов принимаем сталь 30ХГСА´, для которых временный предел прочности σ_в=1373 МПа.

Коэффициент избытка прочности:

(1.64.)

тогда

1.3.3.5 Разрушающее давление в гидравлической системе тормозов

Разрушающее давление в гидравлической системе тормозов P_{Т разр} найдем по формуле:

(1.79.)

где M_{Т раз}=37461 Н·м – разрушающий тормозной момент;

M_Т^Э=12487 Н·м – эксплуатационный тормозной момент;

P_Т=12,81 МПа – рабочее давление в гидросистеме тормозов;

.

Найдем напряжение среза болта от действия разрушающего тормозного момента:

(1.80.)

где Т – усилие, действующее на болт:

(1.81.)

где n_б=6 – количество болтов,

D_б=0,261 м – диаметр окружности болтов,

k_н=0,75 – коэффициент неравномерности болтов,

.

Коэффициент избытка прочности:

(1.82.)

где k – поправочный коэффициент:

(1.83.)

следовательно

тогда

1.3.4. Усовершенствование шарнирного узла шасси самолета

В существующем в данное время шарнирном узле шасси самолета Ту-154 находится ось и втулки с буртиками, выполненные из антифрикционной бронзы, по которым скользит ось с помощью смазки. При работе шасси ось под нагрузкой упруго изгибается и защемляется на краях жестких бронзовых втулок, увеличивая давление в зоне защемления в 1,5 – 2 раза относительно равномерного расчетного распределения.

Недостатками такой конструкции являются низкая надежность шарнирного узла, так как в зоне защемления происходят выдавливание смазки, наволакивание бронзы на поверхность оси, от чего следует быстрый износ втулок. Кроме того, шарнирный узел имеет большую массу.

Ближайшими, по технической сущности, являются шарнирные узлы с металлофторопластовыми втулками, не требующими смазки. Так как анти фрикционный слой металлофторопластовых втулок представляет собой пористую бронзу, пропитанную фторопластом, то работа металлофторопластовых втулок в шарнирных узлах самолета практически не отличается от работы бронзовых втулок и имеет указанные недостатки.

Целью предложения [8] является повышение надежности и уменьшение массы шарнирного узла шасси самолета путем равномерного распределения давления. Для этого, шарнирный узел шасси самолета, содержащий ухо и вилку, шарнирно соединенные между собой посредством оси с втулками, имеющими антифрикционное покрытие на внутренних поверхностях и установленными в вилке, снабжен кольцами, которые установлены на выступающих из вилки концах втулок, при этом на внутренних и внешних поверхностях втулок и торцевых поверхностях колец нанесено упругое антифрикционное покрытие. Шарнирные узлы представляют собой соединение уха 5 и вилки 6 с помощью оси 7 (рис.1.12.). Ось 7 неподвижно закреплена в ухе 5, а в вилке 6 установлены втулки 8 и кольца 9, причем кольца 9 размещены на хвостовики, образованные втулками 8. Втулки 8 и кольца 9 (рис.1.12) снабжены упругим антифрикционным покрытием 10 (например, оргалон), причем втулки 8 имеют покрытие, как по внутренней, так и по наружной поверхности, а кольцо 9 – по торцевым поверхностям. Шарнирный узел работает следующим образом. При действии взлетно-посадочных нагрузок на стойку шасси, сочлененные звенья совершают качательные движения в шарнирных узлах. При этом ось 7 упруго изгибается во втулках 8, а втулки 8, за счет обжатия упругого антифрикционного покрытия 10 с наружной и внутренней сторон, самоориентируются по линии изогнутой оси 7, равномерно распределяя давление на антифрикционное покрытие 10 без резких скачков. Кольца 9, воспринимающие осевые нагрузки, за счет обжатия упругого антифрикционного покрытия 10 по торцевым поверхностям, равномерно передают давление на трущиеся поверхности, компенсируя их монтажный и деформационный перекос.

1.3.5 Усовершенствование устройства для перетока жидкости в амортизаторе передней ноги шасси самолета Ту -154

Целью предложения является уменьшение веса амортизатора путем изменения внутренних габаритов устройства для обеспечения необходимого времени заполнения гидравлической камеры амортизатора при минимальной высоте столба жидкости.

На рис. 1 изображено устройство для перетока жидкости и движение жидкости через устройство на обратном и прямом ходах.

Клапан состоит из корпуса 1, закрепленного в плунжере 2. Внутри корпуса установлена диафрагма 3 с центральным отверстием. Со стороны гидравлической камеры в корпусе установлен клапан торможения прямого хода 4. Клапан 4 имеет центральное отверстие 5, осуществляющее гидравлическое торможение при прямом ходе, и несколько периферийных отверстий 6. Со стороны газовой полости в корпусе установлен клапан обратного торможения 7, выполненный в виде усеченного конуса с днищем, фланцем и отверстиями в днище 8 и боковой стенке 9. Отверстие в днище 8 осуществляет гидравлическое торможение при обратном ходе. Клапан пружиной 10 поджат к гайке 11, которая через распорную втулку 12 контрит диафрагму 3. Клапаны 4,7 и диафрагма 3 имеют кольцевые контактные поверхности 13.