Конструктивное усовершенствование шасси самолета Ту-154 на основе анализа эксплуатации

где: -количество отказов изделия за период времени t ;

-количество отказавших изделий за период времени ;

-общее количество изделий, находящихся под наблюдением.

Среднее значение интенсивности отказов определяется по формуле:

 (1.2)

Вероятность безотказной работы определяется как для невосстанавливаемых систем через каждые 0,5 часа типового полета, равного t=3ч. При этом считается, что за время типового полета отказавшее изделие не восстанавливает свою работоспособность.

Тогда вероятность безотказной работы за рассматриваемый промежуток времени t можно определить по формуле:

; (1.3.)

Статистические данные по отказам и неисправностям элементов и узлов шасси, имевшим место в рассматриваемый период эксплуатации самолётов Ту-154 в АП Борисполь (2001-2002гг), представлены в таблице 1.1

Таблица 1.1 Статистические данные по отказам и неисправностям элементов гидросистемы самолета Ту-154

На основании статистических данных таблицы 1.1 строим гистограмму распределения отказов по элементам и узлам шасси (Рис 1.1).

Для расчета интенсивности отказов элементов и узлов шасси, определяем количество интервалов К и наработку в интервале t по формуле;

, (1.4)

где n-количество отказов;

N - количество исправных агрегатов, находящихся под наблюдением

t=; (1.5)

где - максимальная наработка изделия на отказ;

- минимальная наработка изделия на отказ.

Результаты расчетов сводим в таблицу 1.2.

Таблица 1.2. Значение интенсивности отказов элементов гидросистемы

После определения интенсивности отказов определяем вероятность безотказной работы элементов и узлов шасси как для невосстанавливаемой системы за время типового полета, равное 3 часа. Результаты сводим в таблицу 1.3.

Таблица 1.3. Значения вероятности безотказной работы элементов гидросистемы

По результатам расчетов Р(t) строим графики изменения вероятности безопасности работы элементов гидросистемы за время типового полета t=3ч. (Рис.1.2)

1.3 Конструктивные усовершенствования шасси самолета Ту-154

При разработке конструктивных усовершенствований использовались: опыт эксплуатации шасси Ту-154, изучение технической литературы, информационный и патентный поиск.

В дипломном проекте произведены следующие конструктивные усовершенствования элементов шасси:

- усовершенствование тормозных дисков колес с заменой материала дисков и корпуса тормоза, оптимизация потока охлаждающего воздуха через тормоз;

- усовершенствование тормозного цилиндра;

- разработка бескамерного барабана тормозного колеса с разъемным корпусом с заменой материала;

- усовершенствование шарнирного узла шасси;

- усовершенствование замка убранного положения основной ноги шасси (ОНШ);

- усовершенствование устройства для перетекания жидкости в пневмогидравлическом амортизаторе передней опоры.

1.3.1 Усовершенствование тормозного цилиндра

У самолета Ту-154 в блоке цилиндров размещены 12 тормозных цилиндров с поршнями, 8 узлов растормаживания и 4 регулятора зазора цангового типа. Для уменьшения массы тормозного устройства в дипломном проекте предлагается тормозной узел [3], содержащий в себе три агрегата: гидроцилиндр с поршнем, узел растормаживания и регулятор зазора. Регулирование зазора происходит следующим образом. При выработке тормозных дисков нажимной цилиндр 59 уходит все дальше и дальше времени он начнет передвигать вправо втулку 55, которая будет насаживать втулку 57 на шаровую опору 56. В результате чего разжимается пружина 58 в незаторможенном положении устройства, поэтому при растормаживании нажимной цилиндр 59 уходит влево, не достигая своего прежнего положения. Вследствие чего поддерживается постоянный зазор между нажимным диском и тормозным пакетом.

1.3.1.1 Проверочный расчет тормозного устройства

Величина потребного эксплуатационного тормозного момента определяется с прототипа тормозного устройства самолета Ту-154.

(1.11.)

где ?Т=0.3 - коэффициент трения фрикционной пары прототипа (материал МКВ-50А-4НМХ);

SТ - осевое усилие сжатия;

RТ - радиус трения тормозных дисков;

nТ =10 - количество пар поверхностей трения.

Определим осевое усилие сжатия:

(H), (1.12.)

где DП =0.017 м - диаметр поршня торможения;

nП =12 - количество поршней торможения;

PТ =11МПа - рабочее давление в тормозной системе.

Определим радиус трения в тормозных дисках RТ:

(мм) = 0,139 м, (1.13)

где Rд =163,8 мм - внешний радиус диска,

rд = 114 мм - внутренний радиус диска.

Потребный тормозной момент:

(H·м).

Для проектируемого тормозного устройства осевое усилие сжатия дисков

, (1.14.)

где ?с-с =0,35 - коэффициент трения фрикционной пары "углерод-углерод";

nТ? =6 - количество пар поверхностей трения;

RТ? - радиус трения тормозных дисков,

(мм) =0,148 м, (1.15.)

где Rд? =176 мм - наружный радиус дисков;

rд? =120 мм - внутренний радиус дисков.

В результате получим

 (H).

Определим необходимое рабочее давление в тормозной системе.

PТ =PТ? + PТ?? + PТ???, (1.16.)

где PТ? - давление, необходимое для создания осевого усилия сжатия дисков SТ?,

PТ?? - давление, необходимое для обжатия возвратных пружин,

PТ??? - давление, необходимое для преодоления сил трения в регуляторах зазора.

(1.16.1.)

где Fn? - суммарная площадь всех тормозных цилиндров,

(1.16.2)

где Dn1 =0,042 м;

Dn2 =0,032 м.

Тогда суммарная площадь всех тормозных цилиндров равняется:

,

используя формулу (1.16.1.), получим:

 (Па) =8,646 МПа.

Давление, необходимое для обжатия возвратных пружин найдем по формуле:

(1.16.3.)

где nпр = 8 - количество узлов с пружинами растормаживания;

Pпр = 920 H - усилие, необходимое для обжатия пружины;

(Па) = 1,584 МПа;

Давление, необходимое для преодоления сил трения в регуляторах зазора равно:

(1.16.4.)

где nр = 8 - количество узлов поддержания постоянного зазора;

Pрз = 1500 H - усилие трения в регуляторе;

(Па) = 2,582 МПа;

Таким образом, необходимое рабочее давление в тормозной системе равно:

PТ = 8,646+1,584+2,582 = 12,812 (МПа).

1.3.2 Усовершенствование тормозных дисков колес

В связи с разработкой новых типов военных, гражданских, воздушно - космических летательных аппаратов в последнее время во всем мире остро встал вопрос о необходимости снижения веса и увеличения ресурса тормозов.

В качестве новых материалов для тормозов были предложены композиционные материалы на основе углерода, которые могут одновременно выполнять функции фрикционного материала, теплопоглатителя и силового элемента.

По величине коэффициента трения эти материалы не уступают традиционным, но при этом отличаются существенно более высокой износостойкостью. По поглощению тепла на единицу веса композиционные материалы на основе углерода уступают только бериллию. Их высокая теплопроводность способствует быстрому отводу тепла от тормозов.

Дополнительным преимуществом этих материалов при использовании в качестве силовых элементов является тот факт, что их прочность не снижается при повышении температуры. Это качество, в сочетании с низким коэффициентом теплового расширения, приводит к тому, что диапазон условий работы тормозов ограничивается только теплостойкостью примыкающих элементов конструкции.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6