- •Предисловие
- •Введение
- •Место, занимаемое гидравлическими системами в оборудовании летательных аппаратов
- •Преимущества гидравлических приводов
- •Особенности технических требований к гидравлическим системам современных летательных аппаратов
- •Принцип действия самолетных гидравлических приводов объемного типа
- •Применяемые давления и расходы жидкости (мощность)
- •Единицы измерения и определения различных параметров
- •Весомость жидкости
- •Зависимость объемного веса от давления
- •Зависимость объемного веса от температуры
- •Сжимаемость капельных жидкостей
- •Вязкость жидкостей
- •Кинематическая вязкость
- •Размерность единиц вязкости в системе СИ
- •Перевод условных единиц вязкости в абсолютные
- •Зависимость вязкости жидкости от температуры
- •Вязкость смеси минеральных масел
- •Вязкостные присадки
- •Теплоемкость и теплопроводность жидкостей
- •Окисление масел
- •Мятие масел
- •Поверхностное натяжение и капиллярность
- •Растворение газов в жидкостях
- •Механическая смесь воздуха с жидкостью
- •Давление насыщенных паров жидкости
- •Разрывная прочность жидкостей
- •Кавитация жидкости
- •Способы борьбы с кавитацией и ее последствиями
- •Способы повышения кавитационной стойкости гидроагрегатов
- •Требования к жидкостям
- •Применяемые жидкости
- •Высокотемпературные жидкости
- •Особенности применения полисилоксановых жидкостей
- •Жидкие металлы
- •Газообразные (сжимающиеся) жидкости
- •Расчет потерь напора при движении жидкости в трубе
- •Ламинарный режим течения
- •Турбулентный режим течения
- •Вращение трубопровода (сосуда) с жидкостью
- •Местные гидравлические потери
- •Вход в трубу
- •Внезапное сужение трубопровода
- •Внезапное расширение трубопровода
- •Коэффициент расхода при полном сжатии струи
- •Истечение под уровень
- •Коэффициент расхода при неполном сжатии струи
- •Течение жидкости в узких (капиллярных) щелях
- •Ламинарное течение через кольцевую щель
- •Влияние эксцентричности плунжера относительно цилиндра
- •Облитерация капиллярных щелей
- •Гидростатический подшипник
- •Тепловой баланс системы
- •Охлаждающие устройства
- •Гидравлический удар в отводах
- •Гидродинамическое давление струи жидкости
- •Требования, предъявляемые к гидронасосам летательных аппаратов
- •Основные вопросы теории объемных насосов (гидромоторов)
- •Фактическая производительность насоса
- •Влияние вредного пространства
- •Влияние жесткости камеры насоса
- •Объемные потери и объемный к. п. д. гидромотора
- •Радиально-поршневые насосы и гидромоторы
- •Производительность насоса
- •Число оборотов гидромотора
- •Равномерность подачи (потока) жидкости
- •Теоретический крутящий момент
- •Нагрузка на поршни
- •Контактное напряжение
- •Насосы с клапанным распределением
- •Радиально-поршневой гидромотор многократного действия
- •Производительность насоса
- •Силы, действующие в распределительном узле
- •Разгрузка контактной поверхности
- •Насосы с торцовым сферическим распределением
- •Конструктивные мероприятия по уменьшению износа скользящей пары
- •Связь цилиндрового блока с наклонной шайбой
- •Насосы бескарданной схемы
- •Насосы без соединительного шатуна
- •Насосы с неподвижным цилиндровым блоком
- •Насосы с клапанным распределением
- •Основные вопросы изготовления деталей насосов
- •Расчетная производительность (подача) насоса
- •Пластинчатые насосы двухкратного действия
- •Расчет производительности
- •Выбор рабочих параметров насоса
- •Применяемые материалы
- •Пластинчатый насос трехкратного действия
- •Разгрузка пластин
- •Пульсация потока жидкости
- •Выбор и расчет опорных цапф (подшипников)
- •Методы улучшения питания насоса
- •Компрессия жидкости во впадинах шестерен
- •Многоступенчатые и многошестеренные насосы
- •Шестеренные гидромоторы
- •Насосы с шестернями внутреннего зацепления
- •Винтовые насосы
- •Компенсация осевых сил винтового насоса
- •Винтовой гидромотор
- •Двухвинтовой насос
- •Распространенные конструкции регуляторов по давлению
- •Системы разгрузки насосов
- •Гидромеханический привод (передача)
- •Гидродифференциальный привод
- •Механические замки для фиксирования поршня
- •Моментный гидроцилиндр (двигатель)
- •Особенности применения силовых цилиндров в высокотемпературных гидросистемах
- •Золотниковые распределители
- •Выбор основных параметров золотника
- •Сила трения плунжеров
- •Влияние жесткости корпуса
- •Влияние загрязнения масла
- •Облитерация щели
- •Способы снижения сил трения
- •Разгрузка золотников гидростатическим центрированием
- •Вибрационные движения плунжера золотника
- •Происхождение аксиальной силы
- •Способы компенсации реактивных сил
- •Золотники с электроприводом
- •Плоские золотники
- •Крановые распределители
- •Клапанные распределители
- •Силы, действующие в клапанном распределителе
- •Способы разгрузки клапана от сил давления жидкости
- •Особенности применения распределительных устройств в условиях высоких температур
- •Расчет предохранительного клапана
- •Действие на клапан гидродинамической силы потока жидкости
- •Способы компенсации нестабильности давления
- •Предохранительный клапан с индикаторным стержнем
- •Предохранительные сервоклапаны с индикаторным стержнем
- •Место установки клапанов
- •Особенности конструирования и применения клапанов в условиях высоких температур
- •Типовые схемы дросселей
- •Расчет дросселя
- •Облитерация каналов дросселей
- •Дроссельное регулирование скорости гидродвигателя
- •Дроссельные регуляторы с постоянным перепадом давления
- •Распространенные схемы регулирования
- •Регулирование при отрицательной нагрузке
- •Объемное регулирование скорости
- •Синхронизаторы движения узлов
- •Устройства для изолирования поврежденного трубопровода
- •Ограничитель расхода жидкости
- •Клапаны последовательного включения
- •Реле давления
- •Гидравлические реле выдержки времени
- •Запорные (обратные) клапаны
- •Гидравлические замки
- •Мембранные (диафрагменные) гидрогазовые аккумуляторы
- •Выбор рабочих параметров аккумулятора
- •Преобразователи давления
- •Жидкостная «пружина»
- •Работа сжатия пружины
- •Влияние на характеристику пружины различных факторов
- •Распространенные схемы жидкостных пружин
- •Общие вопросы применения гидроусилителей
- •Обратимые (реверсивные) схемы
- •Устройство для имитации «ощущения» руля на ручке управления
- •Распределительные устройства гидроусилителей
- •Золотниковые распределители
- •Золотники с несимметричным расположением плунжера
- •Профиль рабочих поясков плунжера и расходные характеристики золотника
- •Гидроусилители с многокаскадным усилением
- •Выбор рабочих параметров струйного распределителя
- •Силовое воздействие струи
- •Золотники с регулированием по давлению
- •Гидроусилители с жидкостной обратной связью
- •Следящие системы с объемным регулированием
- •Чувствительность и точность
- •Зона нечувствительности
- •Влияние на чувствительность различных факторов
- •Трение в узлах системы
- •Люфты и упругости соединений
- •Устойчивость гидравлического усилителя
- •Факторы, влияющие на устойчивость гидроусилителей
- •Упругость механических звеньев системы
- •Сжимаемость жидкости и деформация трубопроводов
- •Способы повышения устойчивости гидроусилителей
- •Стабилизация утечкой жидкости
- •Влияние сопротивления трубопровода
- •Золотники со ступенчатыми проходными окнами
- •Демпфирование энергии колебаний
- •Расчет гидравлического демпфера
- •Стабилизация введением дополнительной обратной связи
- •Аварийные устройства
- •Дублирующее силовое управление
- •Способы дублирования управления
- •Жесткие металлические трубопроводы
- •Расчет труб на статическую прочность
- •Усталостная прочность трубопроводов и их соединений
- •Влияние на прочность трубопровода овальности его сечения
- •Влияние на прочность радиуса гиба трубы
- •Влияние монтажных напряжений
- •Влияние на усталостную прочность трубы качества ее поверхности и механических дефектов
- •Расчет усталостной прочности труб
- •Способы повышения стойкости трубопроводов против разрушения
- •Соединение труб и соединительная арматура
- •Неразборные соединения
- •Разборные соединения
- •Уплотнения штуцеров и применяемые резьбы
- •Подвижные соединения труб
- •Поворотные (шарнирные) соединения труб
- •Пружинные соединения труб
- •Гибка трубопроводов
- •Гибка труб с жидким заполнителем
- •Гибка труб с местным индуктивным нагревом
- •Гибкие резино-тканевые шланги
- •Способы заделки шлангов в арматуре
- •Гибкие металлические рукава
- •Резервуары (баки) для жидкости
- •Закрытые баки
- •Влияние загрязнения жидкостей на работу гидросистемы
- •Требования к фильтрам
- •Методы фильтрации
- •Пластинчатые (щелевые) фильтры
- •Металлические проволочные сетки
- •Проволочные фильтры
- •Фильтры тонкой очистки
- •Фильтры с бумажным фильтроэлементом
- •Комбинированные фильтры
- •Сетчатые фильтры сложного плетения
- •Глубинные фильтры
- •Наполнители из металлокерамических порошков
- •Фильтры с комбинированными наполнителями
- •Расчет фильтра
- •Определение пористости фильтровальных материалов
- •Схемы фильтрации
- •Срок службы фильтра
- •Миграция загрязнителя
- •Магнитные очистители жидкости
- •Центробежные очистители жидкости
- •Критическая скорость потока
- •Тонкослойное центрифугирование
- •Привод ротора (центрифуги) очистителя
- •Электроочистка жидкостей
- •Комбинированные силовые очистители
- •Металлические кольца
- •Неметаллические кольца
- •Манжетные уплотнения
- •U-образные манжеты
- •Шевронные манжеты
- •Чашечные манжеты
- •Кожаные уплотнения
- •Уплотнения резиновыми кольцами круглого сечения
- •Выдавливание кольца в зазор
- •Защитные кольца
- •Трение и срок службы колец
- •Эксцентричность кольцевой канавки
- •Растяжение кольца
- •Влияние низких температур и жидкости
- •Расчеты и выбор параметров колец и канавок
- •Кольца крестообразного сечения
- •Качество обработки деталей уплотнительного узла
- •Уплотнения вращающихся валов
- •Уплотнение радиального типа
- •Выбор параметров уплотнения
- •Размерная прочность и качество рабочих поверхностей
- •Несоосность и биение вала
- •Ширина уплотняющей кромки резиновой манжеты
- •Твердость контактирующей поверхности вала
- •Окружная скорость и температура на поверхности вала
- •Влияние угла наклона
- •Окружные скорости
- •Уплотнения торцового типа
- •Контактное давление колец
- •Ширина контактного пояска
- •Число оборотов уплотняемого вала
- •Чистота и точность обработки рабочих поверхностей
- •Жесткость уплотнительных колец
- •Материалы для изготовления деталей торцового уплотнения
- •Уплотнения гибкими разделителями
- •Уплотнения с помощью сильфонов
- •Уплотнения, пригодные для работы в условиях высоких температур
- •Полые металлические кольца круглого сечения
- •Прочие типы прокладок для неподвижных соединений
- •Металлические конусные кольца
- •Резиновые материалы
- •Трение в уплотнительном узле
- •Уплотнения из кожи
- •Полиэтилен
- •Фторопласт
- •Текстолит
- •Материалы на основе графита
- •Композиционный материал
- •Замеченные опечатки
гибка может быть произведена без отключения ее от этого источника. В этом случае надобность в газогидравлическом аккумуляторе отпадает.
Гибка труб с местным индуктивным нагревом
Этот способ гибки основан на местном разупрочнении материала трубы путем нагрева ее в зоне изгиба, в которой происходят пластиче ские деформации, возникающие при изгибании трубопровода.
При гибке труба перемещается в нагревателе, в котором она нагре вается током высокой частоты до требуемой температуры. Одновремен но с нагревом к трубе прикладывается изгибающий момент. Поскольку нагретый участок трубы разупрочняется (в 10— 12 раз) по сравнению
сграничными ненагретыми участками, изгиб трубы ограничивается лишь
внагретой зоне.
Этот способ гибки позволяет производить без наполнителя изгибы большой кривизны (с малыми радиусами), обеспечивая при этом ми нимальное искажение цилиндричности сечения трубы. Последнее обус ловлено тем, что разупрочненный нагревом очаг деформации испытыва ет влияние граничащих с ним жестких холодных участков трубы, кото рые сдерживают пластическую деформацию ее в поперечном направ лении. Местный нагрев благоприятно влияет также на повышение устой чивости сжимаемой при изгибе стенки трубы. Благодаря этому представ ляется возможным производить гибку труб с малыми радиусами изги ба (порядка 1— \,Ы ). При изгибе с местным нагревом уменьшается
пружинение трубы по сравнению с холодной гибкой, что облегчает ве дение процесса гибки по программе или копиру.
ГИ БКИ Е (ЭЛАСТИЧНЫ Е) ТРУБОПРОВОДЫ
Втом случае, когда имеет место перемещение двух частей самолета,
ккоторым крепятся концы участка трубопровода, применяют подвиж ные соединения рассмотренные выше (см. стр. 374), а также соедине ние с помощью гибких трубопроводов — резиновых шлангов и гибких металлических рукавов.
Гибкие резино-тканевые шланги
Основой гибких шлангов в большинстве случаев является резина. Шланги с этой основой пригодны для температур до 135° С. В случае применения агрессивных жидкостей или высоких температур применяют специальные основы.
Шланги состоят из внутренней эластичной герметичной трубки, ко торая в случае необходимости упрочняется внешней хлопчато-бумажной или металлической оплеткой, а в некоторых случаях — внутренними хлопчатобумажными и металлическими каркасами. Шланги без внешней оплетки применяются до давления 25 кГ/см2\ шланги с одинарной и двойной хлопчатобумажной оплеткой применяют до давления 40 кГ/см2. Для давлений 150— 175 кГ/см2 обычно применяют одинарную оплетку
из стальной проволоки и для высоких давлений, которые для малых се чений шлангов доходят до 650 кГ/см2,— шланги с двойной и тройной
металлическими оплетками.
Некоторые заграничные фирмы выпускают шланги с тройной внут ренней оплеткой для давления 800 кГ/см2 при диаметре 4 мм и 450 кГ/см2 — при диаметре 10 мм.
Запас прочности шлангов принимают равным б и в отдельных слу чаях— равным 10. Наименьший радиус гиба шлангов с двойной оплет кой обычно не менее 12— 15 размеров внутренних диаметров и с трой ной — не менее 15—20 диаметров.
383
Ниже приведены радиусы изгиба шлангов со стальной оплеткой, применяемые в эксплуатации на самолетах для гидросистем с давле нием 150—200 кГ/см2.
Диаметр проходного |
сечения |
шланга в м м . . . . |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
||
Прямолинейный участок |
от |
конца |
криволинейной |
50 |
50 |
50 |
75 |
75 |
|
части в м м .......................• |
. . |
. , |
|
|
|||||
Минимальный радиус |
изгиба |
шланга |
в м м . . . . |
100 |
125 |
150 |
150 |
200 |
Однако в некоторых случаях принимают минимальный радиус из гиба, равный 8—12 диаметрам для шлангов с двойной оплеткой и 9—15 диаметрам — с тройной оплеткой, причем более высокие значения изгиба соответствуют шлангам малого диаметра.
Выпускают также шланги с основой (внутренней трубкой) из фто ропласта, которые пригодны для работы в диапазоне температур от —55 до +230° С. Эти шланги малых размеров выпускают для давлений до 400 кГ/см2 и выше. Для повышения гибкости фторопластовых шлан гов большого диаметра их внутреннюю трубку гофрируют. Минимально допустимый радиус изгиба таких шлангов в эксплуатации должен быть в 4—5 раз больше внешнего их диаметра.
Способы заделки шлангов в арматуре
Один из наиболее совершенных способов заделки, применяемый при давлениях 100—150 кГ/см2, представлен на рис. 315, а. Заделка шланга осуществлена при помощи зажимной обоймы 1 и ниппеля 2, который в данном концевом соединении является общей деталью с присоедини
|
|
тельным |
штуцером. Хво |
|||||
|
|
стовик |
ниппеля |
2 |
выпол |
|||
|
|
нен в виде конуса; нип |
||||||
|
|
пель соединяется |
с обой |
|||||
|
|
мой |
1 |
при |
|
|
помощи |
|
|
|
резьбы. |
|
|
|
обоймы |
||
|
|
Хвостовик |
|
|
||||
|
|
имеет внутреннюю нарез |
||||||
|
|
ку большого |
шага. При |
|||||
|
|
монтаже |
|
соединения |
||||
|
|
шланг |
3 |
ввинчивается |
в |
|||
|
|
наконечник 1 |
до |
упора, |
||||
|
|
после |
чего в наконечник, |
|||||
|
|
в свою |
очередь, |
ввинчи |
||||
|
|
вается ниппель 2 (до при |
||||||
|
|
хода торца шланга к тор |
||||||
6) |
|
цу наконечника), который |
||||||
|
своим коническим хвосто |
|||||||
Рис. 315. Способы |
заделки резино-тканевых |
виком |
вминает |
шланг |
в |
|||
шлангов |
в арматуре |
канавки |
резьбы |
наконеч |
||||
|
|
ника и уплотняет соедине |
||||||
|
|
ние. |
|
|
|
|
|
|
На рис. 315,6 приведен типовой шланг оплеточной конструкции для рабочего давления до 150 кГ/см2, заделанный в наконечник с внутрен ним и наружным конусами у ниппелей, а на рис. 315, в — шланг с ме таллической оплеткой, заделанный (закатанный) в профильный наконеч ник. Наличие в заделке (рис. 315,6) внешнего раструба на конце обойм обеспечивает плавный изгиб шланга.
Гибкие металлические рукава
Для работы в условиях высоких и низких температур находят при менение гибкие трубопроводы (рукава) с металлической гофрированной
384
(с параллельным или спиральным гофрами) бесшовной внутренней трубкой, заключенной в проволочную оплетку.
По сравнению с резинотканевыми шлангами гибкие рукава с труб кой из нержавеющей стали обладают высокой гибкостью; к тому же рукава больших сечений (начиная с внутреннего диаметра 15 мм) имеют меньший вес, чем резинотканевые шланги.
Рассматриваемый рука© представляет собой гофрированный трубо провод (рис. 316, а), изготовленный из свернутой в спираль профилиро
ванной стальной ленты с паяным |
(рис. 316, в и г) или сварным |
(рис. 316,6) швом. Для изготовления |
рукавов обычно применяют ленту |
из нержавеющей стали 1Х18Н9Т толщиной 0,15—0,4 мм и реже ленты из углеродистой стали, латуни, бронзы, монель-металла, никеля и ти тана. Оплетку изготовляют из проволоки того же материала диаметром 0,3—0,5 мм.
Рис. 316. Гибкий металлический рукав |
(а) и схемы сварных (б) и паяных (в |
и г ) |
швов |
На рис. 316, а показан один из способов заделки рукава в присоеди нительный штуцер. Штуцер имеет трубчатый цилиндрический хвосто вик b с прорезанными окнами а, в который введен конец рукава с вместе с оплеткой, предварительно припаянной на участке заделки к гофриро ванной металлической трубке. После этого вставленный конец рукава пропаивают по периметру окон а и обрезу хвостовика Ь.
Металлические рукава выпускают для работ в условиях температур от —200 до + 500-ь540° С и для рабочих давлений при малых диаметрах сечения (до 6 мм) до 350—400 кГ/см2 и выше. Некоторые фирмы США
выпускают рукава |
диаметром |
25,4 мм |
на |
давление |
350 кГ/см2 |
(5000 фн/дм2). |
|
|
|
|
|
При нагружении рукава пульсирующим давлением он может под |
|||||
вергнуться усталостному разрушению, причем срок службы |
(выдержи |
||||
ваемое число циклов |
нагружения) |
зависит |
з |
основном от амплитуды |
колебаний давления. При амплитуде колебания давления в пределах 20% номинального его значения рукава выдерживают число циклов на
гружения, равное |
107. |
Допустимый |
радиус изгиба рукава в эксплуатации — не менее |
10 диаметров его внутреннего сечения. При меньших значениях радиуса изгиба допустимое рабочее давление должно быть уменьшено. Радиус изгиба следует также уменьшать, если рукав в эксплуатации подвергает ся перегибам, причем для больших углов перегиба это уменьшение должно быть более значительным. Эту зависимость можно принять из меняющейся по линейному закону в функции от угла перегиба; для угла b 180° уменьшение должно составлять 1,5.
Отечественная промышленность выпускает рукава нескольких типо размеров с диаметром проходного сечения от 6 до 500 мм\ интервал допустимых температур для большинства типоразмеров составляет от —200 до +500° С.
2 5 |
3 3 8 0 |
3 8 5 |
РЕКО М ЕН Д АЦИ И ПО МОНТАЖ У ТРУБОПРОВОДОВ
При монтаже необходимо добиваться того, чтобы ось развальцован ной части трубы совпадала с осью штуцера, т. е. развальцовка должна соединиться со штуцером по прямой линии; прямой участок трубы (рис. 317) должен быть не менее 0,5rfTp, где dTр — внешний диаметр
Рис. 317. Схемы, иллюстрирующие монтаж трубопроводных соединений
трубы. При этом условии накидная гайка должна навинчиваться на штуцер без заметного усилия, что может служить проверкой правильно сти соединения.
На рис. 317,6 изображены правильная и неправильная установка труб. При угловом расположении осей накидной гайки и развальцован ной части трубы произойдет перетяжка одной стороны развальцован ной части и недостаточная затяжка противоположной стороны или со единение станет невозможным. Развальцованная часть трубы должна сохранять не менее 80—85% первоначальной толщины стенки.
7 - 1,5мм
— Ж ) ) ) ) М
|
80 -8 5 % |
гл |
первоначальной |
и ) |
толщины |
Рис. 318. Повреждения трубы при монтаже соединения
Не следует допускать излишне тугой затяжки ниппельной гайки, так как это может вызвать повреждение (раздавливание) развальцованной части (рис. 318, а), в результате герметичность будет нарушена и в гид росистему могут попасть срезанные частички металла. Затяжку ниппель ных гаек необходимо производить специальными тарированными клю чами.
Однако недостаточная затяжка ниппельной гайки в равной мере может привести к потере герметичности, так как труба при этом может
386