Вертолеты.ру
Тормоз несущего винта
Тормоз несущего винта предназначен для сокращения времени остановки несущего и рулевого винтов. Винт нужно останавливать, так как резкие порывы ветра могут создать на лопастях подъемную силу, которая подбросит лопасти вверх, и при падении на нижние ограничители они могут повредиться или получить такой прогиб, который при медленном вращении создает угрозу удара лопасти о конструкцию вертолета.
Иногда расстояние концов лопастей медленно вращающегося винта до земли таково, что возникает опасность и для наземного персонала. Кроме того, тормоз используется для стопорения трансмиссии при стоянке и проведении монтажных и регламентных работ. Для несущих винтов на кардане тормоз не нужен, так как у них лопасти не забрасываются порывом ветра вверх и имеют меньший прогиб благодаря большей жесткости.
Тормоз обычно расположен у заднего вывода главного редуктора в месте присоединения быстроходного хвостового вала. Это позволяет уменьшить массу тормоза. Тормоз может быть ленточного и колодочного типа с механическим управлением. Включение тормоза должно быть плавным, так как рывок может привести к поломке деталей трансмиссии или лопастей. Обычно применяются фрикционные гидравлические тормоза колодочного типа. Основными деталями колодочного тормоза являются кронштейн, колодки и барабан.
Кронштейн тормоза отлит из алюминиевого сплава и крепится к корпусу главного редуктора. Торможение осуществляется прижатием фрикционных колодок к тормозному барабану, который крепится к фланцу хвостового вала. Колодки подвешены на шарнирных звеньях, что дает возможность самоустанавливания относительно барабана и обеспечивает их равномерный износ. В правильно отрегулированном тормозе зазор между внешней поверхностью фрикционной накладки в расторможенном состоянии и поверхностью тормозного барабана составляет 0,2—0,3 мм.
Источник
Тормоз несущего винта чертеж
Тормоз несущего винта предназначен для сокращения времени останова несущего винта после выключения двигателей, а также для стопорения трансмиссии при стоянке вертолета и при проведении на вертолете регламентных и монтажных работ.
Тормоз (рис._6.13.)
Рис. 6.13. Тормоз несущего винта:
1, 18 — тормозные колодки; 2 — болт крепления разжимного рычага; 3 — фрикционная накладка; 4 — разжимной рычаг; 5 — упорный палец; 6, 14 — шарнирные звенья; 7- кронштейн; 8 — стержень; 5 — тормозной барабан; 10, 12, 15, 19, 23 — пружины; 11 — фланец привода рулевого винта; 13 — винт; 16 — трос управления; 17 — заклепка; 20 — распорный стержень; 21 — регулировочный винт; 22 — барашковая гайка
колодочного типа с механическим управлением, установлен на корпусе привода рулевого винта главного редуктора.
В комплект тормоза входят: кронштейн 7, колодки 1, 18, разжимный рычаг 4, распорный стержень 20, шарнирные звенья 6, 14, регулировочные винты 21 и тормозной барабан 9.
Кронштейн 7 тормоза отлит из алюминиевого сплава, во фланце его просверлены отверстия под шпильки крепления тормоза.
Короткой цилиндрической частью фланец соединен с площадкой, к которой крепится упорный палец 5, воспринимающий усилия от тормозного момента. На площадке кронштейна установлены две стальные тормозные колодки 1 и 18. С наружной стороны к ним латунными заклепками крепятся фрикционные накладки 3. Колодки прижаты к площадке кронштейна пружинами 10. Передача тормозного момента с колодок на упорный палец 5 осуществляется шарнирными звеньями 6 и 14, поддерживающими тормозные колодки с одного конца. Противоположными концами колодки входят в пазы регулировочных винтов 21.
Регулирование зазоров осуществляется вращением барашковых гаек. При этом регулировочные винты перемещаются по горизонтальным расточкам и передвигают опирающиеся на них концы тормозных колодок. В расторможенном положении при правильно отрегулированном тормозе между колодкой и рабочей поверхностью тормозного барабана должен быть зазор 0,2. 0,3 мм.
Установка колодок на шарнирных звеньях позволяет им самоустанавливаться относительно барабана и обеспечивает равномерное изнашивание тормозных накладок.
На одной из колодок шарнирно закреплен разжимный рычаг 4, заканчивающийся крюком, к которому крепится трос 16 управления тормозом. Разжимный рычаг имеет вырез, в который упирается распорный стержень 20 с пружиной 23, шарнирно закрепленный на другой колодке. Пружина 23 обеспечивает самоустановку распорного стержня относительно разжимного рычага.
Барабан 9 тормоза выполнен из легированной стали и термически обработан. Внутренняя его поверхность является рабочей. На наружной поверхности барабана расположены ребра, которые увеличивают жесткость барабана и его теплоотдачу. Фланец тормозного барабана имеет четыре отверстия для крепления его к фланцу И привода рулевого винта главного редуктора и два зенкованных отверстия для дополнительного его крепления, позволяющего демонтировать хвостовой вал трансмиссии без снятия барабана тормоза.
При натяжении тросе: 16 управления разжимный рычаг, вращаясь относительно точки его крепления, перемещает распорный стержень, а вместе с ним и колодку, на которой он закреплен, и прижимает колодку к барабану тормоза. Когда колодка касается барабана, центр вращения разжимного рычага переносится в точку сочленения этого рычага с распорным стержнем. При этом к барабану начинает подтягиваться и другая колодка. При дальнейшем натяжении троса обе колодки смещаются одна параллельно другой в сторону упорного пальца, поворачиваясь вокруг него на шарнирных звеньях.
При растормаживании трос 16 отжимается пружиной 12, упирающейся своими концами в кронштейн тормоза и разжимный рычаг. Колодки оттягиваются от барабана стяжной пружиной 19 до упора в пазы регулировочных винтов 21.
Источник
Тормоз несущего винта и валы трансмиссии вертолета
Тормоз НВ (ТНВ) предназначен для сокращения времени остановки НВ и агрегатов трансмиссии после выключения двигателей. Он также используется для всей трансмиссии на стоянке вертолета с целью предотвращения раскручивания несущей системы от ветра.
TITB обычно устанавливаются на быстроходном валу хвостовой трансмиссии с тем, чтобы приведенный момент торможения был наименьшим. Например, на вертолетах одновинтовой схемы ТНВ ставят на валу привода РВ. Опорные приливы тормоза вместе с кронштейном и колодками устанавливаются на корпус ГР, а барабан тормоза крепится к вращающемуся фланцу вала привода РВ. Для лучшего отвода и рассеивания тепла от поверхности торможения барабан тормоза выполняют с кольцевыми ребрами, которые придают ему дополнительную жесткость.
1, 18 — тормозные колодки; 2 — болт крепления разжимного рычага; 3 — фрикционная накладка; 4 — разжимной рычаг; 5 — упорный палец; 6, 14 — шарнирные звенья; 7- кронштейн; 8 — стержень; 5 — тормозной барабан; 10, 12, 15, 19, 23 — пружины; 11 — фланец привода рулевого винта; 13 — винт; 16 — трос управления; 17 — заклепка; 20 — распорный стержень; 21 — регулировочный винт; 22 — барашковая гайка
На вертолетах соосной схемы тормоз устанавливают на валу привода вентилятора.
Применяются колодочные или дисковые тормоза. Начало торможения НВ производится с 25—45% от номинальной частоты его вращения за время 30—45 с. В качестве фрикционного материала для накладок широко применяются пластмассы с наполнителем — асбестом, барием, латунной проволокой и т.п., в качестве связующего — фенолформальдегидные смолы. Для тормозов, у которых на поверхности трения развивается температура до 100° С, применяется фрикционный материал ретинакс (с барием, стабилизирующим коэффициент трения).
ВАЛЫ ТРАНСМИССИИ
Валы трансмиссии (ВТ) условно разделяют на три группы:
- — передача мощности от двигателя к редуктору НВ (главные валы);
- — передача мощности к РВ, синхронизирующие валы и .т.п. (валы с малой крутильной жесткостью — рессоры);
- — привод вспомогательных агрегатов силовой установки вертолета (вентиляторов, приводов агрегатов электро-, масло-, гидросистем и т.п.).
В общем случае загруженность ВТ определяют следующие виды нагрузок:
- — крутильная (постоянная и переменная) — основная нагрузка, определяющая геометрические параметры валов, муфт;
- — изгибная (постоянная и переменная);
- — продольное сжатие (растяжение);
- — вибро нагрузка;
- — температурная.
Статическая (постоянная) часть напряжений кручения определяется передаваемым моментом М , переменная — крутильными колебаниями от работы двигателей, редукторов, ИВ и РВ.
Изгибные напряжения в ВТ возникают вследствие работы муфт с перекосом.
Вибронагрузки приводят к общему снижению ресурса элементов ВТ, в частности, к разрушению подшипников промежуточных опор, износу шлицевых соединений и т.п.
Использование упругих муфт, амортизаторов, упругих демпферов в промежуточных опорах снижает негативное воздействие вибрационных нагрузок.
Изменение температуры элементов ВТ при эксплуатации может стать причиной дополнительных нагрузок. Знание температурного поля в зоне работы ВТ позволяет прогнозировать температурные деформации муфт, валов в целом.
Валы изготавливаются полыми тонкостенными из высокопрочных легированных сталей типа 12Х2Н4А, 18ХН2МА, в т.ч. электрошлакового переплава, термо обработанных до HRC 32—38, алюминиевых и титановых сплавов, из композиционных материалов.
Элементом вала может быть резьба, на которую наворачиваются гайки крепления подшипников, зубчатых венцов, фланцев. Применяется, как правило, метрическая резьба с шагом 1,5 мм и углом профиля 60°. Длина резьбовой части обычно 8—12 мм. Для валов больших диаметров (0 100 мм и более) шаг резьбы может быть увеличен. Избегают резьбы в местах вала, испытывающих знакопеременные изгибные напряжения. Там, где это не удается, толщина вала под резьбой увеличивается с учетом концентрации напряжений. В таких опасных местах резьба изготовляется со скругленной впадиной.
Главные валы выполняются обычно без промежуточных опор. Они состоят из 2-х муфт и рессоры. К монтажному перекосу в муфтах этих валов при эксплуатации вертолета добавляется перекос при деформации узлов крепления ГР от внешних нагрузок (аэродинамические силы от НВ, нагрузки при эволюциях вертолета). Одна из муфт рассматриваемых валов часто работает в зоне нагретых частей двигателя, что необходимо учитывать. Соединение главных валов с ГР осуществляется с помощью МСХ.
Трансмиссионные валы РВ передают часть мощности двигателей и имеют обычно несколько промежуточных опор. Такие валы эксплуатируются при значительных перемещениях узлов крепления промежуточных опор по сравнению с их монтажным положением. Количество опор соединительных муфт выбирается исходя из максимально допустимого эксплуатационного перекоса для данного типа муфт. Зная величину и направление перемещений отдельных участков вала, специально вводят монтажный перекос в соединительных муфтах, противоположный по знаку перекосу, получаемому при эксплуатации.
Валы привода вспомогательных агрегатов передают сравнительно небольшие мощности и выполняются как без опор, так и с промежуточными опорами и несколькими типами соединительных муфт. Отличительной особенностью валов этой группы следует считать их относительную быстроходность. Отсюда — высокие требования к балансировке таких валов.
1 — вал верхнего винта; 2 — автомат перекоса; 3 — вал нижнего винта; 4 — передача к управлению автоматом перекоса; 5 — передача к управлению общим шагом и дифференциальным изменением шага винтов; 6 — муфта включения; 7—муфта свободного хода; 8 — двигатель
Перспективным направлением является получение тонкостенных валов больших диаметров, изготавливаемых из пластических марок стали при помощи раскатки толстостенной заготовки. Длина валов лимитируется возможностями технологического оборудования.
Все чаще для изготовления валов применяются титановые сплавы. Валы из них получаются легкими, коррозио- стойкими, надежными в эксплуатации.
Сейчас, когда стали широко внедряться КМ, делаются попытки изготавливать рессоры из гибридных КМ (спиральной намоткой нитей углеволокна и органоволокна). Необходимо исключить возможность случайных ударных повреждений вала из композитов в процессе монтажных работ и в эксплуатации.
У докритического вала диаметр и расстояние между опорами выбираются исходя из необходимости смещения со за пределы рабочего диапазона.
Высокие критические скорости обеспечивают за счет использования жестких трубчатых валов большого диаметра, при небольших расстояниях между подшипниковыми опорами. Подобные короткие жесткие звенья валов во многих случаях приходится соединять упругими муфтами, чтобы исключить проблему выверки соосности опор и валов (если в процессе работы опорная конструкция может смещаться). В результате система вала усложняется, а масса увеличивается. Конструктор иногда идет на снижение рабочей угловой скорости вращения, чтобы не допустить наступления критического режима. В этом случае потребуется увеличить передаваемый крутящий момент М, чтобы сохранить
мощность неизменной, а значит, необходим вал еще больших размеров и массы.
В случае гибкого (закритического) вала рабочая угловая скорость вращения вала должна превышать критические с некоторым запасом.
Переход через со должен происходить быстро, насколько это возможно по условию превышения мощности. Для уменьшения амплитуды колебаний вала необходима его хорошая балансировка. Необходимо знать, что вал можно уравновесить только для одной угловой скорости; при других скоростях, как правило, он оказывается неуравновешенным.
Муфты устанавливаются для компенсации угловых и линейных смещений валов, их соединений, включения и выключения (свободного хода) сцепления.
Источник
Система управления тормозом несущего винта
Владельцы патента RU 2652873:
Система управления тормозом несущего винта включает ручку (1) с выключателем (4), которая находится в кабине экипажа и посредством троса (2) и системы рычагов связана с колодками (3) тормоза несущего винта. Тормоз включает кронштейн (5) и барабан (6), который закреплен на хвостовом валу (7) и контактирует с колодками (3). На кронштейне (5) тормоза закреплен кронштейн (9) механизма качения, а на нем установлена пружина (10), которая накручена вокруг оси (11) и поддерживает нажимной рычаг (12). На кронштейне (5) тормоза закреплен установочный кронштейн (14), на площадке (19) которого закреплен микровыключатель (13) с кнопкой (22). Нажимной рычаг (12) принимает управляющее усилие от ручки (1) управления посредством троса (2) и воздействует на микровыключатель (13), включая или выключая его кнопку (22). Обеспечивается информирование пилота о состоянии тормоза несущего винта даже в случае аварийного обрыва троса, соединяющего ручку управления с колодками тормоза. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.
Данное изобретение относится к авиационной технике, в частности к системе управления тормозом несущего винта, и может применяться, к примеру, в вертолетах классической схемы.
Известно устройство контроля состояния тормоза несущего винта вертолета (патент DE 19541193, В64С 27/12, опубл. 14.11.1996 г.), которое снабжено индикатором для пилота и микровыключателем, размещенным вблизи тормозных колодок. Тормозные колодки установлены на валу несущего винта и связаны с картером коробки передач подпружиненным опорным рычагом. В корпус картера под опорным рычагом встроен микровыключатель. После подачи сигнала на торможение колодки перемещаются вдоль оси вращения тормозного диска и прижимаются к нему. При этом происходит смещение опорного рычага, связанного с колодками, он давит на пружину и одновременно на кнопку выключателя. Пилот получает сигнал о заторможенном состоянии ротора. Когда колодки подняты, опорный рычаг также приподнят, пружина выпрямлена, а за счет этого кнопка выключателя отпущена. В этом случае пилот получает сигнал о расторможенном состоянии.
Однако данное устройство применяется в дисковой тормозной системе.
Известна система управления тормозом трансмиссии, наиболее близкая к заявляемому техническому решению, («Вертолет Ми-6. Техническое описание», — М.: Оборонгиз. — 1963 г., с. 112-113, 139-140, фиг. 202, 248), состоящая из ручки управления тормозом, которая размещена в кабине пилота и связана посредством троса с тормозными колодками. Управление тормозом сблокировано с системой запуска двигателей, в результате чего запуск возможен только при полностью расторможенной трансмиссии, т.е., когда ручка находится в крайнем нижнем положении. При таком положении размещенный на ручке концевой выключатель замыкает электрическую цепь системы запуска двигателей. В данной конструкции положение ручки управления указывает пилоту о состоянии тормозной системы несущего винта.
Недостатком такой конструкции является возможная недостоверность информации о заторможенном или расторможенном состоянии тормоза, так как движение тормозных колодок может не следовать управляющему усилию, поданному с помощью ручки управления, например, из-за аварийного обрыва тросовой цепи управления, идущей из кабины к рычагу управления колодками.
Целями предлагаемого технического решения является информирование пилота о состоянии (заторможенном или расторможенном) тормоза несущего винта даже в случае аварийного обрыва троса, соединяющего ручку управления с колодками тормоза, и повышение ситуационной осведомленности пилота согласно Авиационным правилам АП-29 от 2003 г.
Технический результат достигается благодаря тому, что в системе управления тормозом несущего винта, содержащей ручку управления и выключатель, размещенные в кабине экипажа, причем ручка связана с колодками тормоза несущего винта посредством троса и системы рычагов, в соответствии с предлагаемым изобретением на кронштейне тормоза несущего винта закреплены установочный кронштейн и кронштейн механизма качения, при этом на кронштейне механизма качения жестко установлена пружина, накрученная на ось и поддерживающая нажимной рычаг, а на установочном кронштейне закреплен микровыключатель.
Причем установочный кронштейн выполнен с двумя вырезами, снабжен отверстием и закреплен болтами на кронштейне тормоза несущего винта. Кроме того, ось механизма качения выполнена в виде металлического стержня с головкой с одной стороны и сквозным поперечным отверстием с другой стороны.
Размещение на кронштейне тормоза несущего винта дополнительного установочного кронштейна с закрепленным на нем микровыключателем направлено на реализацию средства информирования пилота о состоянии (заторможенном или расторможенном) тормоза несущего винта даже в случае аварийного обрыва троса, соединяющего ручку управления с колодками тормоза, а также на повышение ситуационной осведомленности пилота. Нажимной рычаг механизма качения, встроенного в тормозную систему, принимает управляющее усилие от ручки управления посредством троса и воздействует на микровыключатель, включая или выключая его кнопку.
Система управления тормозом несущего винта летательного аппарата изображена на чертежах, где показаны:
на фиг. 1 — системы управления тормозом несущего винта,
на фиг. 2 — тормоз несущего винта, разрез,
на фиг. 3 — микровыключатель (вид А фиг. 2),
на фиг. 4 — механизма качения,
на фиг. 5 — механизма качения (вид В фиг. 4),
на фиг. 6 — установочный кронштейн, вид сбоку,
на фиг. 7 — установочный кронштейн (вид Г фиг. 6),
на фиг. 8 — электрическая схема со включенным в нее микровыключателем.
Система управления тормозом несущего винта летательного аппарата (фиг. 1) включает ручку 1, находящуюся в кабине экипажа, которая посредством троса 2 и системы рычагов связана с колодками 3 тормоза несущего винта. Рядом с ручкой 1 расположен выключатель 4.
Конструкция тормоза несущего винта барабанного типа (фиг. 2) включает кронштейн 5 (суппорт), а также барабан 6, контактирующий с колодками 3, который закреплен на хвостовом валу 7. На одной из колодок 3 (на верхней) закреплен штатный разжимной рычаг 8 тормоза, связанный с помощью троса 2 с ручкой управления 1.
Дополнительно в конструкцию тормоза введен механизм качения. На кронштейне 5 тормоза закреплен кронштейн 9 механизма качения, а на нем жестко установлена возвратная пружина 10, которая накручена вокруг оси 11 и поддерживает (подпружинивает) нажимной рычаг 12, установленный с возможностью поворота относительно оси 11. Ось 11 выполнена в виде металлического стержня с головкой с одной стороны и сквозным поперечным отверстием под шплинт с другой стороны (фиг. 4, 5).
С целью повышения достоверности информации о фактическом состоянии тормозной системы на кронштейне 5 тормоза дополнительно размещен четырехклеммный микровыключатель 13 на специальном установочном кронштейне 14 (фиг. 3).
На кронштейне 5 закреплен установочный кронштейн 14 сложной формы, который помещен вместо штатных шайб под штатный крепеж кронштейна 5 к фланцу главного редуктора (не показан). На установочном кронштейне 14 выполнены вырезы 15, 16 под штатные болты 17, 18, площадка 19, а также отверстие 20 (фиг. 6, 7). На площадке 19 закреплен при помощи винтов 21 микровыключатель 13 с кнопкой 22. Микровыключатель 13 подключен к электроцепи системы управления посредством розетки электросоединителя (не показано), которая размещена в специальном отверстии 20 кронштейна 14.
Форма и размеры микровыключателя 13 и установочного кронштейна 14 подобраны таким образом, чтобы не производить существенных изменений в конструкции тормоза несущего винта, что упрощает реализацию технического решения.
Принципиальная схема работы микровыключателя 13 приведена на фиг. 8. Переключение из положения 1-2 в положение 3-4 размыкает электрическую цепь, что соответствует истинности события «заторможено». Переключение из положения 3-4 в положение 1-2 соответствует истинности события «расторможено». При этом подаются соответствующие сигналы на приборную панель пилота.
Система управления тормозом несущего винта работает следующим образом.
Блокировка запуска двигателей осуществляется при помощи выключателя 4, который при нижнем (расторможенном) положении ручки 1 не только подает соответствующий сигнал о состоянии тормозной системы, но и замыкает электрическую цепь запуска, что позволяет запустить двигатели.
Для осуществления торможения несущего винта пилот поднимает вверх ручку 1, тем самым отпуская выключатель 4. Трос 2 натягивается и тянет вниз разжимной рычаг 8. Это обеспечивает прижатие колодок 4 к поверхности барабана 6. Рычаг 8 толкает вниз нажимной рычаг 12, который проворачивается относительно оси 11 и отпускает кнопку 22 микровыключателя 13. В соответствии со схемой (фиг. 8) подается сигнал «заторможено». Система запуска двигателей заблокирована.
Когда ручка 1 опущена вниз, выключатель 4 нажат. При этом трос 2 отпущен, а колодки 3 отжаты от барабана 6. Под действием возвратной пружины 10 нажимной рычаг 12 проворачивается относительно оси 11 и создает давящее усилие на кнопку 22, замыкая контакт микровыключателя 13. Подается сигнал «расторможено». Система запуска двигателей разблокирована.
Однако в случае аварийной ситуации, при обрыве троса 2 нарушается целостность проводки управления. В этом случае ручка 1 может быть поднята, а выключатель 4 отпущен. В то же время трос 2 не натянут (из-за обрыва), при этом разжимной рычаг 8 остается в верхнем положении, а колодки 3 отжаты от барабана 6. Управляющее усилие не поступает на нажимной рычаг 12, и возвратная пружина 10 удерживает его в нажатом положении. При этом рычаг 12 нажимает на кнопку 22 микровыключателя 13.
Таким образом, несмотря на то, что положение ручки 1 указывает на состояние «заторможено», фактически колодки 3 не прижаты к барабану 6 и тормозная система расторможена. В этом случае с помощью микровыключателя 13 подается сигнал «расторможено». Таким образом реализовано средство информирования пилота о состоянии (заторможенном или расторможенном) тормоза несущего винта.
1. Система управления тормозом несущего винта, содержащая ручку управления и выключатель, размещенные в кабине экипажа, причем ручка связана с колодками тормоза несущего винта посредством троса и системы рычагов, отличающаяся тем, что на кронштейне тормоза несущего винта закреплены установочный кронштейн и кронштейн механизма качения, при этом на кронштейне механизма качения жестко установлена пружина, накрученная на ось и поддерживающая нажимной рычаг, а на установочном кронштейне закреплен микровыключатель.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что установочный кронштейн выполнен с двумя вырезами, снабжен отверстием и закреплен болтами на кронштейне тормоза несущего винта.
3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что ось механизма качения выполнена в виде металлического стержня с головкой с одной стороны и сквозным поперечным отверстием с другой стороны.
Источник
