Системы, узлы и агрегаты пассажирского самолёта
Статистическое проектирование облика самолета. Расчет поляр и аэродинамического качества во взлетной, посадочной и крейсерской конфигурациях. Конструкция лонжерона крыла. Технологический процесс листовой штамповки. Определение себестоимости самолета.
Рубрика | Транспорт |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 17.04.2012 |
Размер файла | 2,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
4.1.1 Аналаз конструктивно - технологических особенностей лонжеронов крыла заданного типа самолетов
Лонжероны, как основные силовые элементы крыла и оперения, в значительной степени определяют прочность, жесткость и ресурс крыла самолета в целом. Многообразие расчетных схем и вариантов конструктивного выполнения лонжеронов существующих самолетов отражает различие условий нагружения и работы этих силовых элементов. Основным фактором, который определяет схему, применяемые материалы, конструктивное выполнение и форму поясов, тип стенки и степень ее подкрепления лонжеронов минимальной массы, является интенсивность воспринимаемой лонжероном нагрузки.
Лонжерон крыла современного пассажирского и транспортного самолета представляет собой, как правило, сборную тонкостенную балку, регулярная часть которой состоит из поясов и стенки. Стенка может быть подкреплена стойками. К зонам нерегулярностей относятся стыковые узлы, зоны навески двигателей и элементов управления, агрегатов различных систем, вырезы в стенках.
4.1.2 Выделение зоны сборного узла из конструктивно - силовой схемы агрегата. Разработка расчетной схемы и определение нагрузок, действующих на лонжерон
Спроектируем передний лонжерон крыла. Для этого рассмотрим данный лонжерон в трех сечениях: b1=8.04 м, b2=7,23 b3=2,67 м. По КСС выбираем балочный одностеночный лонжерон. По форме поперечного сечения - двутавр. Он меньше по массе по сравнению со швеллерным при больших интенсивностях нагрузки. По технологическим признакам выбираем сборный лонжерон, так как он обладает большей надежностью, чем монолитный.
Нагрузки на крыло были определены в разделе 3. Определим нагрузки на лонжерон в каждом из сечений. Поперечная сила воспринимается стенками лонжеронов и распределяется между ними пропорционально изгибной жесткости лонжеронов. В крыле значения поперечной силы, воспринимаемой первым и вторым лонжеронами, в первом приближении могут быть определены по формулам:
; , (4.1)
где и - строительные высоты первого и второго лонжеронов соответственно.
Изгибающий момент распределяется между лонжеронами пропорционально их изгибной жесткости и может быть определен как:
(1-) , (1-) , (4.2)
где =0.7 - коэффициент восприятия момента панелями (обшивкой).
Результаты расчетов приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1
Н1(м) |
Н2(м) |
Q1(кН) |
M1(кН) |
||
1сечение |
1,076 |
0,685 |
924,44 |
3046 |
|
2сечение |
0,969 |
0,617 |
787,34 |
1190 |
|
3сечение |
0,359 |
0,229 |
64,61 |
15,97 |
4.1.3 Определение геометрических параметров силовых элементов лонжерона из условий обеспечения статической прочности и минимума массы
Материал для лонжерона выбран в разделе 3. Определим проектировочные параметры поясов. Выбор параметров поясов балочного лонжерона проводим в такой последовательности:
1. Назначаем величину уровня расчетных напряжений в зависимости от требуемого ресурса Т=20000 полетов. Для заданного материала Д16Т: нижний пояс , верхний пояс .Определяем по графикам 4.3-4 [] соотношение
2. По уровню определяем max отношение b/д;
3. По формуле (4.3) в зависимости от формы поперечного сечения лонжерона вначале определяем величину правой его части, а затем по графику 4.7 [6] величину д/Н;
Выражение для двутаврового сечения:
(4.3)
4. Поскольку Н задано, то определяем д, а затем ширину полки b.
Результаты расчетов занесем в таблицу 4.2.
Таблица 4.2
1 сечение |
b/д |
д/Н |
д( мм) |
b( мм) |
|||
Верхний пояс |
0.82 |
5.8 |
-0.00058 |
0.026 |
27.98 |
162.28 |
|
Нижний пояс |
0.68 |
6.7 |
-0.00061 |
0.028 |
30.13 |
201.87 |
|
2 сечение |
b/д |
д/Н |
д |
b |
|||
Верхний пояс |
0.82 |
5.8 |
-0.00052 |
0.024 |
23.26 |
134.9 |
|
Нижний пояс |
0.68 |
6.7 |
-0.00055 |
0.025 |
24.22 |
162.3 |
|
1 сечение |
b/д |
д/Н |
д |
b |
|||
Верхний пояс |
0.82 |
5.8 |
-0.00082 |
0.03 |
10.77 |
62.47 |
|
Нижний пояс |
0.68 |
6.7 |
-0.00086 |
0.031 |
11.13 |
75.56 |
Округляем полученные значения размеров пояса и находим площади поясов. Результаты заносим в таблицу 4.3.
Таблица 4.3
1 сечение |
д( мм) |
b( мм) |
F( ммІ) |
|
Верхний пояс |
28 |
163 |
9128 |
|
Нижний пояс |
31 |
202 |
12524 |
|
2 сечение |
д |
B |
||
Верхний пояс |
24 |
135 |
6480 |
|
Нижний пояс |
25 |
163 |
8150 |
|
1 сечение |
д |
B |
||
Верхний пояс |
11 |
63 |
1386 |
|
Нижний пояс |
12 |
76 |
1824 |
К поясу необходимо прикрепить обшивку крыла и стенку лонжерона. Для этой цели чаще всего у пояса лонжерона выполняют специальные "лапки". Толщину "лапок" из конструктивно-технологических соображений назначают равной от 1,5 до 2,0 толщины обшивки или стенки. Ширину "лапок" выбирается из условия прочности заклепочного шва, чтобы расстояние от оси заклепки до каждого из краев было не меньше двух диаметров.
Дополнительно необходимо проверить полученные значения размеров "лапок" на соответствие условиям прочности, жесткости и технологичности.
Условие прочности - .
Условие жесткости - .
Условие технологичности - 3,0 мм для дуралюминиевых сплавов и 2,0 мм - для сталей. В этих условиях:
- предел прочности материала пояса;
- предел прочности материала обшивки;
- толщина обшивки.
Условия выполняются для всех сечений.
Выбираем толщину лапок для каждого сечения. для каждого сечения приведены в таблице 4.4.
Таблица 4.4
(мм) |
||
1 сечение |
7.5 |
|
2 сечение |
7 |
|
3 сечение |
3 |
Проектирование стенки лонжерона.
В конструктивном выполнении стенки лонжеронов крыла состоят из собственно стенок и подкрепляющих стоек. Выбор параметров проводим в такой последовательности:
1. Найдем расстояние между центрами тяжести поясов лонжерона:
hэфф=H-д (4.4)
2. Определим параметр нагруженности на балку ;
3. Находим по рис. 5.4 [6] - максимальное полезное напряжение сдвига, которое можно получить при данном параметре нагрузки в случае равнопрочной конструкции (стенка и стойки разрушаются одновременно).
4.Определяем по рис. 5.5 [6] отношение , на основе которого определяем минимально потребную толщину стенки (минимально потребную толщину стенки, следует выбрать по нормалям лист с учетом минусового допуска ). 5.По рис. 5.6 [6] находим отношение , а по нему - оптимальный шаг стоек; 6.По рис. 5.7 [6] определяем оптимальное значение относительной затраты материала стойки на стенку , а по ней - потребную минимальную площадь сечения стойки ;
5. По рис.5.8 [6] находим оптимальное значение отношения толщины лапки стойки к толщине стенки и определяем потребное значение толщины лапки, прикрепленной к стенке. Толщина полки стойки, перпендикулярной к стенке, должна быть :
6. Зная потребную площадь стойки и толщины ее полок , выбираем нормаль профиля. Выбираем профиль ПР100 №4(рис. 2.1.11.):
7. После того, как окончательно выбрана нормаль стойки, следует определить фактический шаг стоек:
(4.5)
Результаты расчетов для трех сечений занесем в таблицу 4.5.
Таблица 4.5
1сечение |
2сечение |
3сечение |
||
hэфф (М) |
1.0465 |
0.9445 |
0.3475 |
|
918.75 |
939.46 |
731.4 |
||
(МПа) |
140 |
142 |
125 |
|
225 |
230 |
350 |
||
(мм) |
3.5 |
3 |
1,5 |
|
0.25 |
0.28 |
0.23 |
||
(мм) |
260 |
235 |
80 |
|
0.39 |
0.38 |
0.41 |
||
(ммІ) |
354.9 |
267.9 |
32.8 |
|
Выбор профиля |
ПР100-№59 |
ПР100-№42 |
ПР111-№11 |
|
1.33 |
1.32 |
1.47 |
||
(мм) |
262 |
271 |
81 |
4.1.4 Определение параметров и разработка конструкции соединений силовых элементов лонжерона
Соединение стенки с ребром пояса
Обычно пояса лонжеронов соединяют со стенками и обшивкой с помощью заклепок или болтов. Величину усилия, действующего на один крепежный элемент по одной плоскости среза, определяем из условия равновесия участка стенки в зоне стыка с поясом по следующему выражению:
, (4.6)
где - число рядов крепежных элементов;
- шаг крепежных элементов в ряду;
- коэффициент неравномерности распределения касательных напряжений в стенке, принимаемый равным 1,1.
Поскольку , и - величины известные, то, задаваясь шагом заклепок и числом рядов заклепок , следует определить усилие, действующее на одну заклепку, и подобрать материал и диаметр заклепок. При назначении шага необходимо принимать одно из стандартных значений: 12,5, 15, 17,5, 20, 25, 30, 35, 40 мм, но таким образом, чтобы . Наивыгоднейший шаг t=20мм. Выберем заклепку и материал. Результаты расчетов занесем в таблицу 4.6.
Таблица 4.6
1 сечение |
2 сечение |
3 сечение |
||
(Н) |
9716.9 |
9169.6 |
2045.2 |
|
d( мм ) |
6 |
6 |
3 |
|
Материал |
Д16П |
Д16П |
Д16П |
Шаг между рядами выбираем для сечений 1и2, для сечения 3 - .
Соединение стойки с поясом
Соединение стенки и пояса в зоне присоединения подкрепляющей стойки оказывается более нагруженным. Здесь сказываются усилия, действующие на стойку при ее работе в качестве подкрепляющего элемента. Усилие, воспринимаемое одним крепежным элементом по одной плоскости среза в этом соединении, рассчитываем по эмпирической формуле
, (4.7)
здесь - число крепежных элементов, присоединяющих стойку к ребру пояса, Результаты в таблице 4.7.
Таблица 4.7
1 сечение |
2 сечение |
3 сечение |
||
(Н) |
41398 |
35904 |
3053 |
|
d( мм ) |
6 |
6 |
3 |
|
Материал |
Д16П |
Д16П |
Д16П |
Соединение подкрепляющей стойки со стенкой
В соединении стенки со стойкой чаще всего используют заклепки, которые расположены в один ряд и нагружены усилиями отрыва. Усилие, которое воспринимает одна заклепка в таком соединении, определяют по формуле
, (4.8)
где - шаг крепежных элементов соединения, ;
- предел прочности материала стенки;
- коэффициент, принимающий значение 0,22 для односторонних заклепок.
Результаты в таблице 4.8.
Таблица 4.8
1 сечение |
2 сечение |
3 сечение |
||
(Н) |
9004.5 |
7950.2 |
1922.17 |
|
d( мм ) |
5 |
4 |
3.5 |
Соединение пояса с панелью
Крепежные элементы продольных соединений поясов и панелей крыла нагружается потоком касательных усилий, возникающих в результате восприятия кессонной частью крыла крутящего момента. Если известен крутящий момент, усилие среза, действующее на один крепежный элемент, определяют по формуле:
, (4.9)
где - крутящий момент в расчетном сечении крыла;
- шаг крепежных элементов в соединении пояса с панелью;
- удвоенная площадь кессонной части крыла;
- число рядов крепежных элементов m=1;
- коэффициент неравномерности, принимаемый равным 1,1.
Величина крутящего момента может быть определена как
, (4.10)
где - положение центра жесткости крыла в расчетном сечении;
- положение центра давления крыла в расчетном сечении.
Щ=2(Н1+Н2)/2 * b2.
Результаты в таблице 4.8.
Таблица 4.9
1 сечение |
2 сечение |
3 сечение |
||
(кНм) |
934,8 |
768,11 |
11,76 |
|
Щ(ммІ |
4261.3 |
2432 |
528.4 |
|
(Н) |
6824.3 |
5932.8 |
1239.8 |
|
d( мм ) |
6 |
6 |
3 |
|
Материал |
Д16П |
Д16П |
Д16П |
4.1.5 Выводы
По конструктивно-силовой схеме лонжерон балочного типа. Он представляет собой двухпоясную балку со стенкой, подкрепленной стойками. По количеству стенок лонжерон относится к одностеночным. По форме поперечного сечения лонжерон относится к двутавровым. По технологическому признаку лонжерон относится к сборным и является клепаной конструкцией. Самим нагруженным является бортовое сечение, а наименьшее нагружение имеет сечение в конце крыла. Поэтому и размеры лонжерона уменьшаются по мере удаления от борта фюзеляжа.
4.2 Разработка конструкции силовых элементов механической проводки системы управления РВ
4.2.1 Анализ схем системы управления и конструктивных особенностей их выполнения на самолетах заданного типа
При проектировании систем управления рулевыми поверхностями самолета решается целый комплекс задач, связанных с обеспечением разнообразных требований, предъявляемых к управлению с точки зрения его назначения, надежности и безопасности в работе, эксплуатации и производства.
Первая задача - это обеспечение точности передаваемых команд, так как из-за большой протяженности канала механического управления (КМУ) передаваемый сигнал претерпевает значительные изменения, как по амплитуде, так и по фазовому сдвигу, что сказывается на показателях управляемости.
Вторая задача связана с обеспечением достаточной долговечности и надежности всех элементов каналов управления.
Третьей задачей является выбор конструктивно-технологических параметров канала управления, при которых не возникают резонансные явления.
Управлением самолетом называется процесс изменения сил и моментов, необходимых для полета самолета по заданной траектории, а совокупность устройств, обеспечивающих процесс управления, составляет систему управления.
При разработке систем основного управления, проектируемого самолёта, необходимо обеспечить требования Авиационным правилам АП-25:
- при отклонении органов управления (рулей, элеронов) усилия в ручке, штурвале и педалях должны возрастать плавно и быть направлены в сторону, противоположную движению ручки, штурвала и педалей. Величина усилий не должна превышать пределов, предусмотренных нормами прочности;
- должна быть обеспечена независимость действия рулей высоты и элеронов: отклонение ручки ил колонки штурвала при управлении рулем высоты не должно вызывать отклонение элеронов и наоборот;
- при деформациях крыла, фюзеляжа и оперения должна быть исключена возможность заклинивания (заедания и зажима) проводки и механизмов управления;
- ручки, штурвалы и педали, все рычаги и тяги управления должны быть удобно размещены в кабине. Механизм ножного управления должен допускать его регулировку;
- углы отклонения рулевых поверхностей должны обеспечивать возможность полета на всех требуемых полетных и посадочных режимах, причем должен быть предусмотрен некоторый запас рулей. Механизмы управления должны иметь ограничительные упоры предельных углов отклонения;
- система управления должна быть надежной на всех режимах полета;
- тяги или тросы проводки не должны попадать в резонансные колебания;
- вся система проводки управления должна иметь минимальное трение и люфты в сочленениях, и возможно меньший износ трущихся поверхностей;
- детали проводки управления, находящиеся в пассажирских и багажных помещениях, должны быть защищены от поломки и зажима.
4.2.2 Разработка трассировки, размещения и типа проводки системы управления, разработка ее кинематической схемы
При разработке системы управления рулем высоты (РВ), проектируемого самолета, используем полуавтоматическую систему управления. Система такого вида облегчит пилоту управление самолетом и повысит качество управления.
Полуавтоматические системы включают в себя: штурвальную колонку, отклонением которой пилот вводит в систему управляющие сигналы и осуществляет их дозировку; орган управления (РВ), отклонение которых в соответствии с управляющими сигналами (отклонением штурвальной колонки) создает необходимые для изменения траектории полета силы и моменты; проводку управления, соединяющую штурвал с органами управления.
Штурвальная колонка, показанная на рис.4.1, служит для управления рулем высоты (РВ) неманевренных самолетов (пассажирских) отклонением колонки управления "от себя" и "на себя" и элеронами - поворотом штурвала "влево-вправо".
В системе управления большую роль играет конструкция проводки. Она может быть гибкой, жесткой и смешенной.
Рисунок 4.1 - Штурвальная колонка
На современных самолетах наиболее широко применяется жесткая проводка управления с поступательным движением тяг. Элементами жесткой проводки являются тяги, валы, качалки, рычаги, направляющие устройства и кронштейны.
При разработке системы управления, проектируемого самолета, будем использовать жесткую проводку, так как она имеет меньшее трение в сочленениях, не пружинит и не дает упругого люфта, что делает управление более чувствительным.
В качестве направляющих устройств для жесткой проводки управления применим направляющие, конструктивно состоящие из обоймы с четырьмя роликами.
Рисунок 4.2.- Роликовые направляющие для жесткой проводки управления
Система управления бустерная с гидравлическими приводами. Гидроусилитель представляет собой гидравлическую следящую систему и состоит из исполнительного механизма, следящего элемента и связи между ними. Система обратимая, то есть большая часть шарнирного момента воспринимается гидроусилителем и некоторая доля воспринимается лётчиком.
Так же одной из наиболее важных и трудоёмких задач проектирования системы основного управления является определение его передаточных свойств, позволяющих установить требуемую взаимосвязь между перемещением командного рычага и перемещением рулевой поверхности, а также обеспечение рекомендуемых величин усилий, прикладываемых лётчиком к командному рычагу.
Учитывая выше сказанное и конструкцию самолета, составляем кинематическую схему системы управления рулем высоты.
4.2.3 Кинематический расчет СУ. Определение нагрузок в тягах, качалках и командном рычаге системы управления
Определим коэффициент кинематической передачи кинематической схемы при нейтральном положении штурвальной колонки.
Отклоним командный рычаг на небольшой угол . Пусть соответствующее этому углу перемещение точки командного рычага (штурвала), к которой приложено усилие летчика , в направлении действия этого усилия будет , а отклонение рулевой поверхности (руля высоты) образует угол .
На отклоненной рулевой поверхности возникнет шарнирный момент от аэродинамических сил.
Применив принцип возможных перемещений и приравняв нулю сумму работ всех активных сил и моментов системы на своих перемещениях, получим выражение:
(4.11)
где - проекции возможных линейных перемещений всех активных сил (кроме ) на направление этих сил; - возможные угловые перемещения активных моментов (кроме ). Приняв, что в проводке управления нет механизмов и устройств, через которые на систему передаются дополнительные, помимо и , активные силы и моменты, а трением в подвижных звеньях управления можно пренебречь, тогда:
Откуда
Применив правило знаков и разделив обе части выражения на , получим:
где - коэффициент кинематической передачи.
Необходимо обеспечить такое передаточное отношение, при котором будет обеспечиваться заданное отклонение рулевой поверхности, при рекомендуемых перемещениях ручки управления.
В таблице 4.10 приведены ориентировочные значения согласно статистических данных.
Таблица 4.10 - Значения и эксплуатационного усилия на штурвал
Величина |
0.1-0.15 |
|
ил и |
1.75 -2.6 |
|
Эксплуатационное усилие [17] |
1335 |
Руль высоты отклоняется на следующие углы: вверх на 30о; вниз на 15о. Согласно Авиационных правил (АП) рекомендуемое перемещение ручки командного рычага в направлении "на себя" (при этом рулевая поверхность отклоняется вверх) =250мм, следовательно, передаточное отношение системы:
м-1
Полученное передаточное отношение соответствует рекомендациям, приведенным в пособии.
Передаточное отношение системы зависит от передаточного отношения всех звеньев системы:
,(4.12)
Применив равноплечие качалки, можно упростить выражение (4.14):
,
где: - передаточное отношение командного рычага; = 720мм - длина штурвальной колонки; = 240мм - длина кронштейна штурвальной колонки.
Таким образом, потребное плечо рулевой поверхности ;
м
Длина плеч качалок не влияет на кинематический расчет. Плечи выбираются из условия обеспечения минимальных люфтов системы. По статистическим данным выбраны плечи 150мм. Расчетное усилие примем:
Н
где - коэффициент безопасности .
4.2.4 Обоснование выбора конструкционных материалов и проектировочные расчеты тяги и качалки управления. Разработка конструкции характерных сечений и узлов крепления
Проектирование тяги системы управления
Будем считать, что тяга из сплава алюминия Д16Т основные характеристики которого приведены в таблице 4.12, а также она имеет в сечении кольце образный вид.
Таблица 4.11 - Характеристики сплава Д16Т
Марка |
|||||
Д16Т |
435 |
280 |
7.2 |
2.85 |
Рассмотрим тягу номер пять, для нее максимальное сжимающее усилие 3503 Н. Задача выбора размеров сжатого трубчатого элемента может быть описана тремя следующими уравнениями:
,(4.13)
где: _ средний диаметр трубы; _ толщина стенки трубы.
Уравнение критических напряжений местной потери устойчивости
,(4.14)
где: _ коэффициент устойчивости, принимаем согласно ; - модуль упругости для случая местной потери устойчивости.
, .
Уравнение критических напряжений общей потери устойчивости имеет вид
(4.15)
где _ коэффициент защемления, принимается для случая шарнирного закрепления концов трубы, ; _ модуль упругости для случая общей потери устойчивости; м _ расстояние между опорами трубы; - радиус инерции поперечного сечения трубы.
Для тонкостенных труб , тогда
Оптимальность решения поставленной задачи заключается в том, чтобы найти и , удовлетворяющие условию одновременного наступления всех трех возможных видов разрушения:
Для , совместное решение уравнений имеет вид
(4.16)
В пределах упругости
За пределами упругости разрушения напряжения находятся по формуле:
(4.17)
где:
,
Диаметр трубы определяется из уравнения:
(4.18)
Толщину трубы можно определить из уравнения:
(4.19)
Определим интенсивность нагрузки:
(Н/м2)1/3
Разрушающее напряжение для равноустойчивой трубы определяем из уравнения:
МПа
Разрушающие напряжения за пределами пропорциональности определяем по уравнению:
МПа
Определяем и :
МПа;
МПа;
м;
м.
Округляем полученную толщину до ближайшего большего сортаментного значения и принимаем мм.
Разрушающие напряжения сортаментной трубы определяем из уравнения:
МПа
За пределами упругости разрушающие напряжения определяются из уравнения:
; МПа
и вычисляем из уравнений:
МПа;
МПа;
Находим диаметр трубы:
м.
Принимаем значение сортаментного диаметра принимаем мм.
Производим проверку по разрушающим напряжениям местной потери устойчивости:
Проверим из условия прочности трубу при работе на растяжение, раннее полученные параметры её:
Следовательно, согласно отраслевой нормали выбираем регулируемую тягу управления 6371А-2-28-1-1800. Проектирование качалки управления
Усилие, которое действует на качалку со стороны тяги 3503 Н:
Определим силовую поворотную качалку, которая изготовлена из АК4 МПа. Определим длину втулки из условия работы её на смятие под болтом, считая что втулка из БрОЦС4-4-2,5 МПа:
(4.20)
где - длина втулки i проушины;
- диаметр болта, примем .
;
Втулки располагаем с двух сторон: Втулка В 5/9х5 ГОСТ 24833-81.
Вычислим приращение из условия работы проушины на разрыв:
(4.21)
м
м
где: _ коэффициент, учитывающий концентрацию напряжения.
Из условия технологичности минимальное значение приращения , для алюминиевых сплавов 4 мм. Но, учитывая также конструкцию тяги, принимаем . Следовательно, ширина проушин для двух случаев составит:
мм
Ширину проушины принимаем 20 мм.
Рычаги качалок коромыслового типа обычно выполняют двутаврового сечения с тонкой стенкой. Рычаг качалки от вилки до ступицы работает на изгиб. Нагрузки на рычаги незначительны, поэтому их сечение определяется не из условия прочности, а из соображений жесткости и технологичности. Для повышения жесткости рассчитываемую угловую качалку сделаем замкнутой треугольной формы. При проектировании такой качалки обеспечим пересечение осей всех проушин в центре ступицы и расположение центров тяжести сечений ребер на этих осях. В данном случае схема будет чисто ферменная. Будем считать, что в сечении ребра качалки имеют тавровое сечение рисунок 4.7. Для стыковки проушины с ребрами качалок задаемся мм, а также из-за небольших усилий задаемся толщиной ребра мм. Далее проверим самое нагруженное ребро (2-3) на три следующее условия:
Рисунок 4.3- Представление профиля в виде отдельных пластин
(4.22)
Уравнения критических напряжений местной потери устойчивости в двух случаях
где - коэффициент устойчивости, будем считать, что пластина имеет одностороннюю заделку, тогда .
Согласно гибкости ребра качалки относительно осей х и у рисунок 4.7 соответственно равны:
Так как гибкость ребра качалки относительно оси у наибольшая, то и общую устойчивость ребро потеряет относительно оси у раньше. Следовательно, расчет проводим для потери общей устойчивости относительно оси у.
Уравнение критических напряжений общей потери устойчивости имеет вид
(4.23)
Следовательно, три условия прочности и устойчивости выполняются. Для остальных ребер качалки назначаем такие же размеры сечения.
Для обеспечения базы при возможных непредвиденных боковых нагрузках в ступице устанавливаются два разнесенных подшипника. При этом ширину ступицы принимаем 30 мм.
Определим равнодействующую всех сил, приложенных к ступице, чтобы подобрать по усилию радиальный подшипник. Из рисунка 4.6 находим реакцию в ступице :
Н.
Тогда на каждый подшипник действует усилие =2123 Н. Эквивалентная нагрузка радиальный подшипник качения определяется по выражению:
(4.24)
где - радиальная нагрузка;
- коэффициент вращения, учитывающий какое кольцо вращается, т.к. принимаем что вращается внутреннее кольцо, то ;
- коэффициент безопасности, учитывающий режим работы (спокойная или ударная), принимаем ;
- температурный коэффициент, при температурах до ;
- коэффициент радиальной нагрузки, согласно .
Следовательно=2123 Н.
Динамическую грузоподъемность определяем по формуле:
(4.25)
где - частота вращения, принимаем ;
- ресурс подшипника,;
- коэффициент, учитывающий надежность подшипника, принимаем надежность 0.9 тогда ;
- коэффициент, учитывающий качество материала подшипника, смазку и условия эксплуатации, принимаем обычные условия при изготовлении колец и тел качения из электрошлаковой стали, тогда .
Следовательно =3282 Н.
По динамической грузоподъемности подбираем радиальный однорядный шарикоподшипник. Данные подшипника приведены в таблице 4.12.
Таблица 4.12 - Данные подшипника
Условное обозначение подшипника |
|||||
202 |
15 |
35 |
11 |
7800 |
Определим внешний диаметр ступицы из условия её работы на срез по формуле:
(4.26)
где - внешний диаметр подшипника;
- ширина ступицы;
- коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений, .
Отсюда
мм
4.2.5 Техническое описание силовых элементов системы управления
Управление рулем высоты осуществляется от штурвальной колонки с помощью жесткой проводки с поступательным движением тяг. Тяги выполнены в виде дюралевых анодированных и загрунтованных регулируемых по длине труб Ш28…40 мм. На самолете так же устанавливается система автоматического управления. С помощью механизма автопилота включенного в систему управления выполняется приводится в движение качалка и тяга. Также установлен бустерный механизм.
4.2.6 Выводы
В данном разделе работы, была спроектирована система управления рулем высоты пассажирского самолета. Необходимо также отметить, что все большое внимание привлекают на данный момент электродистанционные системы управления, так как в таких системах можно получить более высокие точностные характеристики передаваемых управляющих сигналов, чем в механической проводке, а многие автоматические и вычислительные устройства для своей роботы уже давно используют электрические сигналы. В таких системах значительно проще решаются такие сложные вопроси, как обеспечение соответствия взаимных деформаций конструкции планера и проводки управления, борьба с трением в проводке управления, с люфтами и т.д. Однако рассмотренная выше механическая проводка управления, еще долго будет использоваться как резервная для обеспечения необходимого высокого уровня безопасности полетов.
4.3 Разработка конструкции силовых элементов системы крепления двигателя
4.3.1 Анализ схем системы крепления двигателя и конструктивных особенностей их выполнения на самолетах заданного типа
Система крепления двигателя предназначена для надежного подсоединения двигателя с установленными на нем агрегатами и оборудованием (насосами, генераторами, воздушным винтом, гондолой с капотами) к силовым узлам, например, шпангоутам, лонжеронам или балкам планера самолета.
Двигатели могут размещаться в фюзеляже, на крыле и в гондолах, установленных под крылом и в хвостовой части фюзеляжа. В настоящее время большое распространение получили компоновки силовых установок с креплением двигателей на пилонах под крылом (Ту-204, АН-148, Боинг-767 и т.д.). Конструкция пилона в этом случае должна воспринимать все виды нагрузок от двигателя и гондолы: нагрузки от веса, силы тяги и лобового сопротивления, боковые нагрузки; в каждом сечении пилона будут действовать кроме сил и моменты (изгибающий, крутящий).
Рис.4.4
Конструкция пилона состоит из рам с проушинами переднего крепления пилона к крылу, с проушиной заднего крепления пилона к крылу, скрепленных сверху и снизу продольными балками и профилями. С боков каркас пилона зашит панелями, сверху - обтекателем 1 и зализом 12.
Конструкция гондол двигателей включает в себя основной каркас для крепления створок и крышек гондолы и воздухозаборник. Элементы каркаса и воздухозаборнык крепятся к фитингам 7 двигателя при помощи кронштейнов 9 и регулируемых по длине тяг 10. Каркас гондолы состоит из шпангоутов 15 и 16, в верхней части которых имеются узлы подвески передних и задних створок 5 гондолы и полки с замками для крепления крышек 13 гондолы. Все гондолы взаимозаменяемы. Для уменьшения массы планера и получения аэродинамически гладкой поверхности гондол створки и крышки сделаны сотовыми. Для удержания створок в открытом положении они снабжены штангами 11 телескопического типа с шариковым замком и в закрытом состоянии запираются натяжными удобными в эксплуатации замками. Конструкция гондол двигателей также включает в себя: 2 - пилон; 3 - противопожарные перегородки; 4 - резиновый уплотнительный профиль на створке 5; 6 - профиль; 8 - двигатель; 14 - воздухозаборник; 17 - опорный профиль;
4.3.2 Выбор и обоснование схемы крепления двигателя
На самолете два двигателя ТРДД, расположенных на пилонах под крылом. Такая схема расположения двигателей имеет следующие преимущества, по отношению к другим схемам:
- разгрузка крыла в полете;
- двигатели являются противофлаттерными балансирами;
- двигатели демпфируют колебания при полете в турбулентной атмосфере (в болтанку);
- улучшаются условия обслуживания двигателей;
- есть возможность замены одного двигателя другим (например с большей степенью двухконтурности);
- повышенная пожарная безопасность;
- уменьшается шум в кабине;
- есть возможность выбора оптимального размера мотогондолы.
Среди недостатков основными являются увеличение сопротивления, возникновение большого разворачивающего момента в случае отказа одного из двигателей, повышенная пожарная опасность при посадке с убранным шасси, возможность попадания пыли, песка и грязи с поверхности ВПП.
Пилон - основное промежуточное звено между двигателем и крылом. Пилон крепится к силовым элементам крыла. Детали основного каркаса пилона выполняются из титановых сплавов или высокопрочной стали. Это отвечает требования высокой прочности и огнеупорности при малой массе. Крепление пилона во многом напоминает крепление двигателя.
4.3.3 Определение нагрузок и выбор материалов для силовых элементов системы крепления двигателя
В качестве исходных параметров предлагаются геометрические размеры двигателя (диаметр - 2195мм, длина - 4150мм), сухая масса - 3981кг, реактивная тяга: на взлетном режиме 210кН, на крейсерском режиме - 41,5кН.
Примем, что координата центра тяжести двигателя относительно входного устройства - Xц.т.=1890мм.
Тогда а=850мм, b=1200мм,
где а- расстояние от центра тяжести двигателя до переднего узла крепления вдоль оси X;
b - расстояние от центра тяжести двигателя до заднего узла крепления двигателя вдоль оси Х.
Рассмотрим расчетный случай А, соответствующий криволинейному полету самолета при углах атаки с максимальным коэффициентом подъемной силы. В этом случае расчетная сила прикладывается в центре тяжести и направляется перпендикулярно оси двигателя сверху вниз.
,
где f - коэффициент безопасности, принимаемый в данном расчетном случае 1,5;
nАЭ - эксплуатационная перегрузка, равна 2,5.
В таком случае
.
Также на систему крепления воздействует тяга Т=41,5кН и момент Mz, возникающий в связи с существованием эксцентриситета при креплении, т.е несовпадением линии действия тяги и линии крепления.Момент Мz воспринимается стержнями (амортизаторами) и задним узлом подвески.
Расчет штыря
Передний узел упрощенно представляет собой комбинированную систему из двух стержней (амортизаторов) и балки (кронштейна), соединяемой со штырем.
Штырь воспринимает всю тягу двигателя и часть боковой силы. Поскольку боковую силу не учитываем, рассчитаем параметры штыря из условия его работы на срез и смятие под действием максимально возможной силы тяги (т.е. взлетной).
При расчете на срез должно выполняться условие:
, (4.27)
P=T*f=210*1,5=315кН
где - действующее касательное напряжение; F - действующее усилие;
- разрушающее касательное напряжение среза. Приближенно принимаем
Тогда для стали 30ХГСНА
(мм)
Рассчитаем штырь на смятие. Площадь смятия определяется как произведение диаметра штыря на его работающую длину h. При этом должно выполняться условие:
. (4.28)
При этом =0,25В=360(МПа).
Пусть h=55мм. Тогда
мм
Окончательно принимаем диаметр штыря 25мм.
Определение реакций
Поскольку сила веса и момент воспринимаются в неравной степени задним узлом навески и стержнями, определим последовательно в начале реакции от момента, затем - от силы веса в каждом сечении А и В.
Момент Мz парируется парой сил в сечениях А и В. Его величина равна:
.
Тогда реакции:
.
Сила Py распределяется между сечениями А и В по правилу рычага:
Суммарные реакции в каждом сечении определяются как алгебраическая сумма реакций от силы веса и от момента. Окончательно получаем:
Подбор сечения стержней
Реакция RA соответствует сечению А, в котором она воспринимается двумя стержнями, расположенными под углом 71 к горизонту.
В таком случае реакция, приходящаяся на один стержень равна:
Сечение стержня подберем из условия его работы на растяжение (на сжатие стержень при данном способе нагружения не работает, и расчет на потерю устойчивости проводиться не будет).
При этом должно выполниться условие:
.
Тогда определим минимальную площадь трубчатого сечения:
.
Подбираем трубу для амортизатора под регулируемый вильчатый наконечник: 5849А-20-1,5-320, труба с внешним диаметром 20 и толщиной стенки 1,5мм, с резьбой на М12х1,5.
Подбираем регулируемый вильчатый наконечник по разрушающему усилию и диаметру резьбовой части: 4480А-7-12-37.
Расчет проушины заднего узла подвески
Задний узел подвески двигателя представляет собой малоподвижное вильчатое соединение (его относительная подвижность позволяет компенсировать температурные расширения). Исходя из этого, проведем его расчет на основе методики, изложенной в работе [5] и [3]. В таких соединениях обычно применяют подшипники скольжения (бронзовые втулки). Для уменьшения размеров в узле уменьшается число подвижных соединений, для чего применяется фиксация болта относительно крайних проушин. Втулки изготавливаются из бронзы БРАЖМц.
Расчет проушины начнем с расчета болта на срез:
, ;
где n - число плоскостей среза, n=2.
Подбираем болт диаметром 14мм.
Рассчитываем бронзовую втулку на смятие под болтом. Целью расчета является определение длины втулки а, которая также определяет высоту проушины.
,
где =0,25.
- временное сопротивление на разрыв материала втулки; для бронз равно 600Мпа.
Тогда
мм
Расчитаем проушины на разрыв, для чего воспользуемся формулой:
,
где DВТ - внешний диаметр втулки, равный 18мм,
b - ширина проушины, принимаем b=80мм,
n - число проушин, n=3.
k - коэффициент концентрации, из [3] принимаем k=0,63.
Такой запас прочности объясняется большими габаритами втулки (ее длиной а).
Рассчитаем проушины на смятие. При этом должно выполняться условие:
,
где FСМ=nd - площадь смятия проушин,
n - число проушин,
d - диаметр отверстия проушин, d=DВТ;
- толщина проушин, =а.
Тогда FСМ=903мм2.
- коэффициент, зависящий от типа соединения, принимаем для малоподвижного соединения =0,8.
Тогда
4.3.4 Техническое описание системы крепления двигателя
Двигатели крепятся к пилонам. Каждый двигатель крепится к пилону в двух поясах: переднем (переднее крепление) и заднем (заднее крепление).
Переднее крепление является креплением двигателя к передней балке (I) пилона воспринимает силу тяги, силу веса, крутящий момент двигателя относительно продольной оси и боковые силы.
Переднее крепление состоит из шкворня (штыря) и двух жестких регулируемых тяг тандерного типа. При установленном на пилоне двигателе шкворень, закрепленный на передней балке пилона, входит в шаровую опору, устанавливаемую в гнездо на двигателе, а тяги с помощью болтов и гаек соединяют с передней балкой пилона верхний и нижние кронштейны переднего крепления двигателя.
Каждая тяга переднего крепления двигателя состоит из муфты и двух ушковых наконечников с шаровыми вкладышами. Муфта тяги с ушковыми наконечниками контрится двумя контргайками, по одной с каждой стороны муфты. На ушковый наконечник, соединяемый с кронштейном двигателя, наворачивается гайка с зазором от контргайки, что обеспечивает снятие и установку двигателя на самолет без его последующей нивелировки. Контргайка у муфты на одном ушковом наконечнике тяги и гайка на другом.
Заднее крепление является креплением двигателя к задней балке пилона и воспринимает вес, боковые силы, крутящий момент относительно вертикальной и продольной осей.
Заднее крепление состоит из нерегулируемого узла вращающегося в вертикальной плоскости. Соединение осуществляется с помощью болтов и гаек. Контргайки и муфты тяг переднего крепления двигателя контрятся между собой проволокой; болтовые соединения - шплинтами. Кронштейны крепления двигателя и фланец с втулкой и шаровой опорой под шкворень устанавливаются с помощью болтовых и шпилечных соединений на двигатель при его доукомплектовке перед установкой на пилон. При установленном на самолете двигателе должен быть обеспечен зазор между буртиком шкворня и шаровой опорой. В переднем и заднем поясах крещения двигатель имеет металлизацию. В переднем поясе перемычка металлизации одним концом крепится к заднему фланцу корпуса КНД, а другим - к кронштейну, приклепанному к стенке нервюры пилона. В заднем поясе перемычка металлизации одним концом крепится к кронштейну крепления траверсы, - а другим - к нижнему концу задней балки пилона .
4.3.5 Выводы
Анализируя полученные результаты, можно сказать, что спроектированная система крепления двигателя отвечает основным требованиям, предъявляемым к ней, а именно: обеспечивает безотказную и надежную работу двигателей, выдержет расчетные нагрузки и колебания при полете самолета.
5. Разработка технологии изготовления детали самолета
5.1 Разработка технологического процесса листовой штамповки и проектирование штампа
5.1.1 Разработка детали самолета
Разрабатываемая деталь в самолетостроении используется в качестве скобы. Эскиз детали приведен на рисунке5.1
Рис.5.1 Эскиз детали
5.1.2 Конструктивно-технологический анализ детали, выбор заготовки, схемы штамповки
Анализ чертежа детали (рис. 5.1) позволяет сделать следующие выводы: конструкция данной детали имеет несложную конфигурацию, габариты 33х28 мм. Размер пробивных отверстий больше минимально допустимого (d > 1,3S). Наименьшее расстояние от края отверстия до прямолинейного наружного контура больше минимально допустимого (не менее S), диаметр отверстий равен 4 мм и 5мм. Данная деталь изготовлена из сплава АМЦ ГОСТ 21631-76. В качестве заготовки используется лист толщиной 1,5 мм. Сплав АМЦ обладает высокими пластическими свойствами, что позволяет изготавливать деталь штамповкой.
5.1.3 Анализ технологичности конструктивных элементов детали
В качестве основных показателей технологичности деталей установлены уровни технологичности по трудоемкости и технологической себестоимости. Впроцессе изготовления детали будем стремится к максимальному снижению указанных показателей. Будем руководствоваться критериями технологичности для осуществления контроля детали. При этом после штамповки должен дыть достигнут параметр шероховатости Rz=10-20мкм. Отклонение размеров контура после операции вырубки составляет ±0.20мм. Отклонение размеров отверстия детали после пробивки составляет ±0.08мм.
5.1.4 Выбор оптимального варианта раскроя материала, представление схемы раскроя полосы и листа
При изготовлении деталей методом штамповки, стоимость материала составляет до 50 ее полной стоимости. Поэтому при больших программах выпуска детали даже небольшой процент экономии материала дает значительный экономический эффект. В качестве заготовки при штамповке применяются полосы, вырубаемые из листа стандартных размеров. Заготовка располагается на полосе согласно рис. 5.2.Размеры перемычек определяется исходя из значений таблицы 166 [13].
Рис.5.2 Схема расположения детали на полосе
Рис.5.3. Варианты раскроя листа
Для того чтобы выбрать наилучший вариант раскроя листа необходимо выполнить расчет коэффициента использования материала (КИМ) для обоих вариантов раскроя:
Для расчета оптимального раскроя листа необходимо определить КИМ который определяется по формуле:
, (5.1)
Где N-число заготовок помещающихся на листе размерами B и L
S-площадь детали
Из справочника подбираем стандартные катаные листы размерами 1200х2000, 1600 х4000.
Для листа размерами 1200х2000 определим количество деталей размещаемых на нем, располагая детали, как по длине листа, так и по его ширине.
I вар. раскроя полосы:
1.На листе вмещается:
1200:33 =36 полос.
Количество заготовок в одной полосе:
2000:35=57 штук.
Итого на листе:
36*57=2052 деталей.
2.На листе вмещается:
2000:33=60 полосa.
Количество заготовок в одной полосе:
1200:35=34штук.
Итого на листе:
60*34=2040 деталей.
II вар. раскроя полосы:
1.На листе вмещается:
1200:38 =31 полоса.
Количество заготовок в одной полосе:
2000:30=66 штук.
Итого на листе:
31*66=2046 деталей.
2.На листе вмещается:
2000:38=52 полос.
Количество заготовок в одной полосе:
1200:30=40штук.
Итого на листе:
52*40=2080 деталей.
Определяем КИМ для N=2080
=
Для листа с размерами 1600х4000 получим следующее количество деталей помещающихся на нем:
I вар. раскроя полосы:
1.На листе вмещается:
1600:33 =78 полос.
Количество заготовок в одной полосе:
4000:35=114 штук.
Итого на листе:
114*48=5472 деталей.
2.На листе вмещается:
4000:33=121 полосa.
Количество заготовок в одной полосе:
1600:35=45штук.
Итого на листе:
121*45=5445 деталей.
II вар. раскроя полосы:
1.На листе вмещается:
1600:33 =42 полосы.
Количество заготовок в одной полосе:
4000:30=133 штуки.
Итого на листе:
133*42=5586 деталей.
2.На листе вмещается:
4000:38=105 полос.
Количество заготовок в одной полосе:
1600:30=53штук.
Итого на листе:
105*53=5565 деталей
Определим КИМ для N=5586
=
На основании проведенных расчетов можно сделать вывод, что наибольшее значение коэффициента использования материала получается при раскрое листа с размерами 1600Ч4000мм по 2-му варианту раскроя полосы, т.е. наилучший КИМ равен 0,68 и N=5586 шт.
Рис.5.4 Схема раскроя листа1600х4000
5.1.5 Разработка технологического процесса изготовления заданной детали
Для разработки техпроцесса изготовления детали нужно выбрать схему штамповки, т.е. последовательность выполнения операций и схему штампа. Операции в соответстии с технологическим процессом изготовления детали:
0050104 Раскрой104.60101.00001;ПИ№76-16;ИОТ№137-89
Ножницы Н-475Резчик
0102105/2109 Пробивка/Вырубка104.60121.00002;ПИ№72-13;ИОТ№136-85
ПрессКД326Штамп(чертеж№104.КП.142.09.00.СБ)
0152156 Правка104.60121.00003;ПИ№78-31;ИОТ№253-81
Станок-автомат ТЛ-6Оператор
0200120 Галтовка104.60101.00004;ИОТ№135-77
Барабан галтовочный Оператор
Технологический процесс Пробивка/Вырубка:
1.Установить полосу в штамп по временному упору;
2. Пробить отверстия и вырубить заготовку по наружному контуру;
3.Продвинуть полосу до постоянного упора;
4.Контроль исполнения;
5.Пробить отверстия и вырубить заготовку по наружному контуру;
6.Продвинуть полосу на шаг до постоянного упора;
7.Повторить переход 5-6 до конца полосы;
8.Снять отход полосы со штампа и отложить;
9.Контроль исполителем внешнего вида детали.
5.1.6 Разработка технологической схемы штампа, расчет потребных усилий
Выбор схемы штамповки:
Штамповку детали можно осуществить двумя способами:
1) раздельной штамповкой на нескольких штампах, на каждом из которых выполняется только одна операция;
2) комбинированной штамповкой, когда в одном и том же штампе выполняется несколько операций. При выборе схемы штамповки особую роль необходимо уделить вопросу экономичности производства. Для данной детали целесообразно выбрать штамп совмещенного действия, при этом совмещаются операции вырубки/пробивки, трудоемкость значительно снижается, и повышается точность относительного расположения поверхностей D94 и пазов. По роду выполняемой операции в штампе производиться вырубка и пробивка. По способу воздействию на заготовку - последовательного действия. Схема штамповки представлена на рисунке5.5.
Рис. 5.5 Схема штамповки: 1 - матрица; 2 - вырубной пуансон; 3 - пробивной пуансон; 4 - пуансонодержатель; 5 - съемник; 6 - прокладка верхняя; 7 - упор временный; 8 - упор постоянный; 9 - ловитель; 10 и 11 - планки направляющие; 12 - полоса; 13 - деталь.
Усилие Pвп вырубки по контуру или пробивки отверстия, если заготовка или отход свободно проваливается в отверстие матрицы, определяют так:
Pвп = k•уср•L•s;(5.2)
где k - коэффициент, учитывающий неравномерность толщины материала, его механических свойств, затупление режущих кромок и т.д. (k = 1,1…1,3);
уср - сопротивление срезу;
L - суммарный периметр детали, т.е. периметр контура и отверстий;
L = Lк + 2 •Lотв1 +•Lотв2 = 138,95+2*15,7+12,56=182,91 мм;
s - толщина материала; k = 1,1;
уср = 0,7•уВ = 0,7•170 = 119 МПа;
s = 1,5 мм.
Тогда усилие вырубки-пробивки равно
Pвп = 1,1•119•182,91•1,5 = 35914,4 Н.
Кроме этого в штампе действуют так же усилие проталкивания Рпр и снятия Рсн, которые определяются так:
Рпр = 0,1•Pвп = 3591,4 Н;
Рсн = 0,1•Pвп = 3591,4Н.
Таким образом, суммарное усилие штамповки равно
Ршт = Pвп + Рпр = 49382,2 Н,
здесь усилие снятие в суммировании не учитывается, т.к. снятие происходит на обратном ходе пресса, а суммарное усилие складывается из величин, действующих при прямом ходе пресса.
Определим требуемое усилие пресса:
Рпресса = 1,25•Ршт = 49382 Н.
5.1.7 Расчет исполнительных резмаров рабочих деталей штампа, определение центра давления штампа, конструирование штампа
Центр давления штампа. Ось равнодействующей усилий штамповки должна совпадать с осью хвостовика штампа. Иначе возникнут перекос штампа, неравномерность зазоров между матрицами и пуансонами, износ направляющих пресса и даже поломка штампа. Центр давления находят из равенства момента равнодействующей моменту усилий штамповки относительно одной и той же оси.
Выполним расчет центра давления штампа:
хЦД = У(хi•Si) / УSi,(5.3)
yЦД = У(yi•Si) / УSi,(5.4)
где xi - координата i-го контура элемента по оси x;
yi - координата i-го контура элемента по оси y;
Si - площадь i-го элемента.
Расчет центра давления штампа выполним и представим в табл. 5.1 (рис.5.6).
Табл.5.1
№ контура |
x |
y |
S |
|
1 |
14 |
25,5 |
86 |
|
2 |
14 |
16,5 |
52 |
|
3 |
14 |
10,5 |
74 |
|
4 |
3 |
3 |
24 |
|
5 |
25 |
3 |
24 |
|
6 |
6,77 |
4 |
16,42 |
|
7 |
21,23 |
4 |
16,42 |
|
8 |
44 |
25 |
12,57 |
|
9 |
38 |
12 |
15,71 |
|
10 |
50 |
12 |
15,71 |
|
центр давления |
230 |
115,5 |
Рис. 5.6. Определение центра давления штампа
Форма матрицы определяется формой и размерами штампуемой детали. Наименьшие габаритные размеры матрицы зависят от размеров рабочей зоны: 70 х 40 -не менее 125 х80мм.
Определим толщину матрицы:
Hм=S+Км+7,
где S - толщина штампуемого материала;
- размеры рабочей зоны матрицы;
Км - коэффициент, Км =0.6,
Hм=4+0.6+7=14.89 мм.
Проверим, достаточной ли толщины матрица:
Нм=мм.
Необходимая толщина матрицы Hм=20мм.
Расстояние осей болтовых отверстий от наружного контура (или рабочего) матрицы 10мм.
Расстояние от оси винта до оси штифта не менее 16мм.
Выбираем винты М8 и штифты D8мм
Конструирование штампа.
Подача полосы - справа налево по направляющим линейкам.
Фиксация заготовок - на первом этапе по временному упору, затем на каждом рабочем ходу фиксация по постоянному упору. Взаимное расположение внутренних и внешнего контуров детали обеспечивается ловителями.
Способ съема деталей и удаления отходов - используем штамповку "на провал", когда отход и готовые детали (отдельно друг от друга) после пробивки-вырубки проваливаются в заранее приготовленные контейнеры.
Обычно штамп состоит из следующих основных деталей: верхней плиты, нижней плиты, пуансонов, матрицы, направляющих втулок и колонок, пуансонодержателя, съемника и хвостовика. Кроме этого, в штампе имеются крепежные детали, а также детали, предназначенные для направления и фиксации заготовки, съема детали или отхода.
К плитам крепятся рабочие части штампа, через плиты передается усилие пресса, на них монтируются направляющие и другие устройства. Комплект из верхней и нижней плит с направляющими устройствами называется блоком, без направляющих устройств - пакетом. Формы и размеры плит определяются отраслевыми нормалями. При одинаковых размерах плит в плане нормали предусматривают плиты разной толщины.
Хвостовики, служащие для крепления верхней части штампа к ползуну, также нормализованы.
Пуансонодержатель предназначен для крепления пуансонов. Верхняя плоскость его шлифуется в сборе с пуансонами для обеспечения соосности последних с матрицами. Отверстия для запрессовки пуансонов должны быть строго перпендикулярны к опорной плоскости пуансонодержателя. Пуансонодержатели крепятся к верхней плите винтами с фиксацией штифтами, что предотвращает, смещение пуансонов относительно матрицы при работе штампа и ремонте его.
Направляющие колонки и втулки служат для направления верхней части штампа относительно нижней. Форма и размеры их нормализованы. Втулки запрессовываются в верхнюю плиту штампа, а колонки - в нижнюю плиту по посадке с натягом. Посадка рабочей части колонки скользящая. Для крупных штампов нижнюю часть колонки выполняют того же диаметра, что и наружный диаметр втулки. Это позволяет совместно разделать отверстия в верхней и нижней плитах.
К фиксирующим деталям штампа относятся направляющие планки, упоры, ловители. Направляющие планки служат для фиксации полосы в направлении, перпендикулярном к подаче полосы. Упоры предназначены для фиксации подачи полосы на шаг штамповки. В последовательных штампах одного упора недостаточно для точной фиксации полосы: упор не обеспечивает точного совпадения внутренних и наружных контуров детали. Для этого используются ловители, которые устраняют погрешность подачи. Для снятия деталей и отходов с пуансонов и матриц применяется съемник.
В штамповочном производстве для изготовления сравнительно небольших деталей чаще всего применяют механические прессы - ввиду большого числа ходов ползуна они отличаются высокой производительностью.
Последовательность сборки штампа:
1. Запресовать в нижнюю плиту направляющие колонки;
2. Запрессовать в пуансонодержатель пуансон-матрицу, шлифовать;
3. Установить пуансон-матрицу на нижнюю плиту;
4. Крепить ступенчатыми винтами;
5. Развернуть отверстия под штифты в плите и пуансонодержателе;
6. Установить штифты, крепить винтами;
7. Установить съемник;
8. Крепить винтами;
9. Запрессовать хвостовик в верхнюю плиту;
10. Запрессовать в верхнюю плиту направляющие втулки;
11. Вставить толкатель в хвостовик;
12. Положить траверсу на толкатель;
13. Установить подставную плиту;
14. Закрепить пуансон в пуансонодержателе;
Подобные документы
Исследование взлетно-посадочных характеристик самолета: определение размеров крыла и углов стреловидности; расчет критического числа Маха, аэродинамического коэффициента лобового сопротивления, подъемной силы. Построение взлётной и посадочной поляр.
курсовая работа [1007,9 K], добавлен 24.10.2012Расчёт и построение поляр дозвукового пассажирского самолета. Определение минимального и макимального коэффициентов лобового сопротивления крыла и фюзеляжа. Сводка вредных сопротивлений самолета. Построение поляр и кривой коэффициента подъемной силы.
курсовая работа [923,9 K], добавлен 01.03.2015Схемы крыла, фюзеляжа, оперения, шасси и двигателей самолета. Удельная нагрузка на крыло. Расчет стартовой тяговооруженности, взлетной массы и коэффициента отдачи по коммерческой нагрузке. Определение основных геометрических параметров самолета.
курсовая работа [805,8 K], добавлен 20.09.2012Выбор и обоснование принципиальной схемы системы кондиционирования, ее тепло-влажностный расчет и область применения. Приращение взлетной массы самолета при установке на нем данной СКВ. Сравнение альтернативной СКВ по приращению взлетной массы.
курсовая работа [391,1 K], добавлен 19.05.2011Выбор запасных аэродромов и прокладка маршрута. Определение высоты эшелона по маршруту, взлетной и посадочной массы самолета, взлетной и посадочной центровок самолета. Принятие решения на вылет. Руление, взлет, выход из круга. Набор эшелона, посадка.
курсовая работа [162,1 K], добавлен 02.02.2015Выбор конструктивно-силовой схемы крыла. Обоснование схемы самолета и его параметров. Определение потребной тяговооруженности самолета. Расчет аэродинамических нагрузок. Подсчет крутящих моментов по сечениям крыла. Нахождение толщины стенок лонжеронов.
дипломная работа [4,7 M], добавлен 08.03.2021Проблема обеспечения надежности и работоспособности авиационной техники, безопасности пассажирских авиаперевозок. Процесс подготовки грамотного инженера-авиамеханика. Определение, выбор и расчет геометрических и аэродинамических характеристик самолета.
курсовая работа [531,8 K], добавлен 04.01.2016Особенности проектирования пассажирского самолета. Параметрический анализ однотипных аэропланов и технических требований к ним. Формирование облика самолета, определение массы конструкции, компоновка фюзеляжа, багажных помещений и оптимизация параметров.
курсовая работа [202,5 K], добавлен 13.01.2012Определение геометрических и массовых характеристик самолета. Назначение эксплуатационной перегрузки и коэффициента безопасности. Выбор конструктивно-силовой схемы крыла. Определение толщины обшивки. Расчет элементов планера самолета на прочность.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 14.05.2013Определение границ допустимых скоростей и перегрузок на крыло, стойку шасси самолета. Расчет толщины обшивки и шага стрингеров в растянутой и сжатой панелях крыла. Расчёт минимального гарантийного ресурса оси колеса и коэффициента концентрации напряжений.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 08.03.2015