Быстрый поиск

Дипломная работа: Конструктивное усовершенствование шасси самолета Ту-154 на основе анализа эксплуатации

Для вывешивания самолета, при проверке работы системы уборки-выпуска шасси, замене стоек и тележек шасси, используются гидравлические подъемники. При замене колес только на одной из стоек шасси нет необходимости вывешивать на подъемниках весь самолет. В этом случае применяется гидродомкрат с ручным насосом НР-1- 01.

Для монтажа и демонтажа пневматиков колес применяются установки типа УМК-2 и УМК-3, имеющую насосную установку с электроприводом.

Для диагностирования технического состояния самолета и его систем применяются различные системы диагностики, приборы, бортовые самописцы.

Для электропитания самолета применяются как стационарные источники электроэнергии так и аэродромные передвижные агрегаты типа АПА-50, АПА-100, которые обеспечивают питание систем самолета постоянным током с напряжением 28,5 В, переменным трехфазным током c напряжениями 36 В и 208 В, частотой 400 Гц.

2.2 Основные требования, предъявляемые к машинам и механизмам, используемым при техобслуживании воздушных судов

В соответствии с нормами летной годности самолетов гражданской авиации (НЛГС ГА) к машинам и механизмам, используемым при техобслуживании воздушных судов, предъявляются следующие требования:

1. Обеспечение минимально возможного времени техобслуживания воздушного судна;

2. Возможно большая простота конструкции и удобство в эксплуатации;

3. Большой срок службы и экономичность;

4. Надежность работы и возможность эффективного использования в широких диапазонах климатических и метеорологических условий;

5. Минимальное количество обслуживающего персонала;

6. Безопасные и безвредные условия труда.

Кроме общих условий каждый вид средств механизации должен удовлетворять также ряду специальных требований, вытекающих из его функционального назначения.

Средства механизации, также, должны быть комбинированными и универсальными, то есть такими, чтобы их можно было использовать при техобслуживании воздушных судов различных типов.

2.3 Разработка передвижной установки для техобслуживания шасси самолета Ту-154

Отсутствие достаточного количества ангарных помещений в АТБ приводит к тому, что в напряженный период эксплуатации техническое обслуживание производится на стоянках ПС. При этом большую трудоемкость и неудобство представляет перемещение производственного оборудования, инструментов и запасных частей на стоянку.

Для устранения этого недостатка в дипломном проекте спроектирована передвижная установка для техобслуживания шасси самолета Ту-154, которая является универсальной и может быть использована для техобслуживания шасси других типов воздушных судов.

Установка представляет собой специальный металлический кузов, смонтированный на автомобиле типа Ford Transit. Кузов состоит из каркаса и металлической обшивки. Каркас сварной конструкции, изготовленный из уголкового профиля. Створки установки также сварной конструкции, изготовленные из листовой стали подкрепленной уголковыми профилями.

В кузове имеются следующие отсеки:

1. Отсек для размещения насосной станции, гидравлического бака и гидросистемы установки;

2. Отсек для размещения гидродомкрата;

3. Отсек для баллонов с азотом и сжатым воздухом;

4. Отсек для хранения колес КН-10 (оборудован направляющими для выгрузки, погрузки и фиксации колес, механизмом погрузки и выгрузки с силовым цилиндром и секторным механизмом);

5. Отсек для хранения колес КТ-141 (оборудован направляющими для выгрузки, погрузки и фиксации колес);

6. Отсек для хранения тормозных устройств;

7. Отсек для хранения инструмента, применяемого для ТО шасси;

8. Отсек для хранения приспособлений, применяемых при техобслуживании шасси:

- приспособление для зарядки амортстоек шасси и стабилизирующих амортизаторов;

- приспособление для проверки давления азота в амортстойках и стабилизирующих амортизаторах;

- приспособление для зарядки пневматиков колес;

- приспособление для прокачки тормозной системы;

- приспособление для съема колес основной опоры;

- приспособление для съема подшипников колес основных опор шасси.

Управление работой установки осуществляется с пульта управления, на котором размещены приборы контроля, краны и кнопки управления.

2.3.1 Техническое описание гидроустановки и гидродомкрата

Гидроустановка предназначена для управления гидродомкратом и механизмом погрузки-выгрузки колес, а также для дозаправки гидросистемы самолета. Для резервного питания гидроагрегатов, также для сглаживания насосных пульсаций давления в гидросистеме предусмотрена установка гидроаккумулятора. Гидроустановка включает в себя гидравлическую и пневматическую системы.

Гидросистема служит для подачи давления к потребителям и включает в себя:

- гидравлический бак емкостью не менее 50 литров;

- электрический гидронасос с автоматом разгрузки и предохранительным клапаном;

- обратные клапаны;

- гидроаккумулятор;

- фильтры высокого и низкого давления;

- электрогидрокраны для подачи давления в разные линии нагнетания;

- силовые гидравлические цилиндры, оборудованные концевыми выключателями;

- пульты управления и заправки.

Пневматическая система обеспечивает наддув бака гидросистемы, зарядку пневматиков сжатым газом и переключение зарядки пневматиков как азотом, так и сжатым воздухом. Пневматическая система включает в себя:

- баллоны с азотом и сжатым воздухом;

- фильтры тонкой очистки;

- редукторы на поддавливание жидкости в баке установки и на зарядку пневматиков;

- запорные краны и обратные клапаны;

- пульты управления и заправки, выполненные для удобства заодно с пультами гидравлической системы.

Работа гидроустановки может осуществляться как от внешнего источника питания напряжением 24-28,5 В, так и от генератора установленного на автомобиле.

Гидродомкрат оборудованный автоматической системой подачи давления, значительно облегчает работу по подъему опор самолета при замене колес и тормозных устройств, а также позволяет сократить время выполнения указанных работ.

Для уменьшения веса гидродомкрата кран управления, вентиль, ручной насос и бак с гидродомкрата сняты, а оставлены только телескопический гидроцилиндр и опорная плита.

Снятые элементы размещены на установке, а ручной насос установлен в линию дозаправки гидросистемы самолета. Гидродомкрат с установкой соединен армированными шлангами и подключен к гидросистеме установки.

2.3.2 Расчет узлов крепления установки к раме автомобиля

Пол установки с размещенными на нем агрегатами крепится к раме автомобиля восемью болтами, узел крепления показан на рисунке 2.1.

При передвижении автомобиля с ускорением, болты воспринимают силу инерции Р:

(2.1.)

где m=1400 кг – масса снаряженной передвижной установки;

а – ускорение установки,

(2.2.)

где V= 60 = 16,8 скорость движения автомобиля;

t= 3 c – время остановки автомобиля минимальное,

Рис. 2.1. Схема узла крепления установки к раме автомобиля.

Болты рассчитаем на срез:

(2.3.)

где d1 – диаметр впадин резьбы болта;

Р – действующая нагрузка;

k=1 – количество плоскостей среза;

b=8 – количество болтов;

[τср] = 42106 Па – предел напряжения среза для материала СТ 45.

Чтобы увеличить площадь деревянных брусков, работающих на сжатие при затяжке болтов, увеличим диаметр болтов. В этом случае,

Принимаем болты М12 с диаметром d1 =10,16 мм.

2.3.3 Расчет направляющих для погрузки колес

Каждая направляющая состоит из двух уголковых профилей соединенных между собой. Под действием массы колеса, направляющая воспринимает силу Р1, которая раскладывается на составляющие Р1 и Р2 (Рис 2.2.).

Под действием силы Р1, направляющая работает на изгиб. В точке С (АС=СВ) балка будет воспринимать максимальный изгибающий момент (Рис 2.3.)

Рис.2.3.

Максимальный изгибающий момент в этой точке будет равен:

(2.4.)

где a=b=0,625 м – длины участков направляющей;

Р1 нормальная составляющая силы Р,

, (2.5.)

Р =600Н – сила действующая на направляющую от колес;

α = 40˚ – угол установки направляющей;

Так как направляющая состоит из двух уголковых профилей, ее необходимо рассчитать на косой изгиб по формуле:

(2.6.)

где Х1 и Y1 – координаты точки, наиболее удаленной от нейтральной линии;

Ix и Iy – моменты инерции относительно осей X и Y.

Для уголкового профиля №4 по таблице сортамента [19] находим:

Х1 =1,5310-2м; Y1 =0,7810-2м;

Ix =7,2610-8м-4; Iy =1,1910-8м-4;

Найдем изгибающий момент относительно осей X и Y. Так как профиль симметричный относительно осей X и Y, то

(2.7.)

В связи с тем, что направляющая состоит из двух уголковых профилей, каждый профиль будет испытывать напряжение

(2.8.)

Под действием составляющей Р2 направляющая работает на растяжение.

Составляющая Р2 равна

(2.9.)

Напряжение растяжения равно

(2.10.)

где S=3,08м2 площадь сечения №4 [10].

Учитывая, что направляющая состоит из двух уголковых профилей,

(2.11.)

Используя теорию нормальных максимальных напряжений, проверим, удовлетворяют ли найденные значения напряжений условию:

, (2.12.)

где [σ] – предел прочности материала СТ 3 с учетом коэффициента запаса прочности.

К=0,2 – коэффициент запаса прочности.

(2.13.)

где σв=363 МПа – предел временной прочности материала СТ 3.

Условие выполняется, спроектированная направляющая выдержит заданную нагрузку.

2.3.4 Расчет грузоподъемного механизма

Для погрузки и выгрузки колес самолета из технического отсека установки используется гидроподъемный механизм (Рис. 2.4.).

2.3.4.1 Расчет секторного механизма

Рабочие условия, в которых будет работать предлагаемый секторный механизм:

1. Скорость вращения сектора n=7 ;

2. Ресурс работы передачи – 10 лет;

3. Работа круглосуточная с часовой загрузкой 12 часов

4. Расчетный вращающий момент:

(2.14.)

где КР=1,2 коэффициент режима;

Р – усилие на штоке гидроцилиндра;

L – плечо приложения усилия.

5. Передаточное отношение U=1;

6. В качестве материала колеса и рейки принимаем сталь 40Х с термообработкой рабочих поверхностей до твердости HRC=45-50.

7. Определим допускаемые контактные напряжения

а) предел контактной выносливости стали 40Х для выбранной термообработки, соответствующий базовому числу циклов, находим, используя соотношения таблицы 20.4 литературы [11].

(2.15.)

б) базовое число циклов определим путем линейной интерполяции по таблице 20.5 [11].

в) фактическая продолжительность работы механизма в течении одного года:

(2.16.)

где 365 – количество дней в году;

24 – количество часов в сутках;

γч = 0,06 коэффициент часовой загрузки;

Фактическое число циклов нагружения:

(2.17.)

где с=1 – число зацеплений зуба за один оборот;

n=7 - скорость вращения сектора;

t=525,6 ч – продолжительность работы механизма в течении года;

г) определим коэффициент долговечности:

(2.18.)

где NHO = 6,4107 – базовое количество циклов;

N'HE = 10NHE = 10220752 =2207520 – фактическая продолжительность работы механизма в течении всего срока эксплуатации;

д) предел контактной выносливости поверхности зубьев:

(2.19)

где =795 МПа – предел контактной выносливости материала, соответствующий базовому числу циклов;

КHL=1,75 - коэффициент долговечности;

σNlim=7951,75=1391,25 (МПа).

е) находим предварительное значение допускаемого контактного напряжения по формуле:

(2.20.)

где SH=1,2 – коэффициент безопасности для зубьев с поверхностным упрочнением;

– коэффициенты, учитывающие, соответственно, влияние шероховатости, окружной скорости, смазочного материала и размеров. В предварительных расчетах целесообразно принимать =1;