2.5.8. Трансмиссия

Трансмиссии вертолетов служат для передачи необходимой мощности и направления вращения от двигателя (двигателей) к рабочим механизмам. Схема компоновки ее зависит прежде всего от схемы вертолета, а также от типа и расположения двигателя. Основные элементы трансмиссий следующее: редукторы, валы, муфты включения трансмиссий и муфты свободного хода, тормоза НВ (рис. 2.20). Мощность от двигателя 9 передается на несущий и хвостовые винты и вентилятор 1 охлаждения двигателя. Главный редуктор 2 понижает частоту вращения НВ до 200…350 об/мин, без чего невозможно получить большой эффективности НВ. Муфта включения 8 необходима для обеспечения работы двигателя при отключенном несущем и рулевом винте, например при его запуске и прогреве. Муфта может быть кулачковой, гидравлической, фрикционной или другого типа. Муфта свободного хода 3 служит для автоматического отключения без вмешательства пилота трансмиссии и НВ от двигателя при его отказе. НВ переходит в этом случае на режим авторотации и вертолет может совершить безопасную посадку. Валы, передающие мощность, выполняют в виде стальных труб. Тормоз несущего винта служит для замедления вращения НВ после выключения двигателя и фиксации его на стоянке.

3. Описание лабораторной установки

В качестве лабораторной установки рассматривается стенд втулки НВ вертолета МИ-2, установленный в лаборатории.

Автомат перекоса представляет собой механизм, позволяющий изменять величину и направление равнодействующей аэродинамических сил НВ (тяги винта). Изменение равнодействующей силы по величине осуществляется одновременным увеличением или уменьшением углов установку у всех лопастей на одну и ту же величину, т.е. изменением «общего шага» НВ. Направление равнодействующей силы меняется путем соответствующего наклона плоскости вращения тарелки автомата перекоса, в результате чего происходит циклическое изменение углов установки лопастей, и угол установки каждой лопасти

Рис. 2.19. Схема управления вертолетом:

1 – тяга управления двигателем; 2 – педаль ножного управления; 3 – электромеханизм загрузки; 5 – ручка управления; 6 – ручка «шаг-газ»; 7, 8, 13 – гидроусилители; 9 – тяга управления автоматом перекоса; 10 – тяга управления лопастью НВ; 11 – трос; 12 – тяга управления рулевым винтом; 14 – тяга.

Рис. 2.20. Схема трансмиссии одновинтового вертолета.

меняется по закону синуса в зависимости от ее азимутального положения.

Автомат перекоса устанавливается на главном редукторе ВР-2 с помощью направляющей, внутри которой проходит вал редуктора. Направляющая крепится к фланцу редуктора шпильками. По направляющей перемещается ползун с качалками продольного и поперечного управлений и с шарнирно присоединенным узлом тарелки. Тарелка приводится во вращение поводком, серьга которого соединена с кронштейном, смонтированным на корпусе втулки НВ. Концевые шарниры тарелки связаны тягами с рычагами поворота лопастей. Управление автоматом перекоса осуществляется гидроусилителями, воздействующими на качалки продольного и поперечного управлений и рычаг общего шага.

Основными деталями и узлами автомата перекоса являются: направляющая ползуна, ползун, кронштейн, кольцо кардана внутреннее, кольцо кардана наружное, тарелка поперечного и продольного управлений, тяги поворота лопасти и поводок.

Направляющая ползуна представляет собой стальной цилиндр с фланцем для крепления к главному редуктору. Трущиеся поверхности направляющей, по которым скользят бронзовые втулки ползуна и уплотнительные резиновые манжеты, хромированы. На наружной поверхности направляющей в средней ее части имеются шлицы. Ползун стальной, выполнен в виде цилиндра с приклеенными изнутри бронзовыми втулками, на которых он перемещается вдоль направляющей, а шлицы, расположенные в средней части, удерживают его от поворачивания. Нижняя втулка имеет кольцевую канавку, в которую подается смазка. Верхняя втулка по условиям монтажа разрезана на три части.

Снаружи ползун имеет фланец, к которому крепится кронштейн.

В верхней части ползуна расточены два диаметрально расположенных отверстия, в которых запрессованы радиальные шарикоподшипники универсального шарнира тарелки. При помощи этих подшипников и двух пальцев с ползуном соединяется шарнирно внутреннее кольцо кардана. Подшипники смазываются через масленку ползуна, через две другие масленки производится смазка бронзовых втулок ползуна и шлица.

Внутреннее кольцо кардана шарнирно соединяется с помощью второй пары пальцев и радиальных подшипников с наружным кольцом кардана.

Общая ось пальцев, соединяющих внутреннее кольцо кардана с ползуном, расположена перпендикулярно общей оси пальцев, соединяющие внутреннее кольцо кардана с наружным. При таком соединении наружное кольцо кардана, а вместе с ним и тарелка автомата перекоса могут отклоняться во всех направлениях относительно ползуна.

В наружном кольце кардана закреплены под углом 90^○, друг к другу два консольных пальца, которые соединяются через шарнирные подшипники с тягами продольного и поперечного управлений. Подшипники закрыты чехлом. Пальцы расположены таким образом, что точки присоединения тяг к наружному кольцу кардана оказываются смещенными относительно продольной и поперечной осей вертолета на 25^○.

При таком расположении этих точек обеспечивается независимость продольного и поперечного управлений.

На цилиндрической поверхности в верхней части наружного, кольца кардана на радиально-упорных шарикоподшипниках установлена тарелка автомата перекоса. Подшипники крепятся гайкой, которая контрится стопором. Между подшипниками расположено регулировочное кольцо, за счет подбора высоты которого достигается необходимый осевой предварительный натяг подшипников. Наружные кольца этих подшипников прижаты к внутреннему бурту втулки, запрессованной в тарелку. Тарелка – штампованная из алюминиевого сплава в форме массивного кольца и отходящих от него трех лап, расположенных под углом 120^○, в которых запрессованы стальные стаканы шарниров тарелки. К центральному кольцу тарелки сверху и снизу прижимными кольцами крепятся армированные манжеты. Рабочие кромки манжеты скользят по цилиндрическим поверхностям колец. Верхняя манжета защищена от попадания влаги экраном привернутым к гайке. В стаканах на двух радиальных шарикоподшипниках установлены валики шарнира. Осевая фиксация валиков осуществляется крышками, в канавки которых заложены уплотнительные резиновые кольца.

Валики шарниров соединяются пальцами через два радиальных шарикоподшипника с тягами поворота лопасти.

Тарелка автомата перекоса приводится во вращение поводком, который состоит из следующих основных деталей: кронштейна серьги, серьги поводка и рычага поводка.

Кронштейн серьги смонтирован на корпусе втулки НВ и зафиксирован в определенном угловом положении штифтом. С кронштейном серьги при помощи оси и двух радиальных шарикоподшипников соединяется серьга поводка. Внутренние кольца подшипников стянуты гайкой, а наружные – шпилькой через крышки прижаты к пружинным кольцам серьги. Аналогично осуществляется соединение серьги поводка с рычагом, поводка. В конусное отверстие рычага поводка входит хвостовик шарового пальца и закрепляется гайкой. Сферическая поверхность пальца охватывается бронзовыми подшипниками, находящимися в гнезде корпуса. Корпус на четырех шпильках крепится к одной из лап тарелки. Люфт в шаровом соединении выбирается тарельчатыми пружинами и в эксплуатации не регулируется. До постановки пружин люфт регулируется шайбой.

Шаровое соединение снизу закрыто глухой гайкой, а сверху предохраняется от попадания грязи и воды чехлом.

Конструкция поводка обеспечивает возможность передачи вращения тарелке при любых ее наклонах и поступательных перемещениях вдоль направляющей. Тяга поворота лопасти состоит из стержня тяги, верхней вилки и нижней вилки. Во внутренней полости нижней вилки размещен осевой шарнир, состоящий из двух упорных подшипников, прижатых к внутреннему бурту гайки и стянутых колпачковой гайкой. Необходимый предварительный натяг подшипников достигается подбором регулировочной шайбы. Уплотнение осевого шарнира обеспечивается резиновым кольцом. Осевой шарнир позволяет верхней вилке поворачиваться относительно нижней. Верхняя вилка навинчивается на резьбовой конец тяги и имеет разрез, позволяющий контрить вилку посредством стяжного болта. Такая конструкция дает возможность изменять длину тяги.

Наклон тарелки автомата перекоса производится с помощью качалок продольного и поперечного управлений, смонтированных на кронштейне.

Кронштейн, штампованный из легкого сплава, крепится десять шпильками на фланце ползуна. В кронштейн запрессованы оси. На оси на радиальных шарикоподшипниках, затянутых гайкой, установлена качалка продольного управления. Полость подшипников закрыта крышкой, закрепленной на оси коническим болтом. Качалка продольного управления имеет проушину для монтажа шарнирного подшипника; помощью этого подшипника и пальца качалка соединяется с тягой продольного управления.

Кроме того, качалка имеет вильчатую проушину для соединения с тягой, идущей от гидроусилителя продольного управления. Качалка соединена с тягой поперечного управления аналогично соединению качалки продольного управления с тягой, а другое плечо соединяется с тягой, идущей от гидроусилителя поперечного управления.

Для предохранения деталей автомата перекоса от забоин, при резких отклонениях тарелки на большие углы, на осях установлены упоры, зафиксированные в определенном угловом положении штифтами. На качалках продольного и поперечного управлений имеются выступы, которые упираясь в соответствующие плоскости упоров ограничивают углы наклона тарелки в продольной и поперечной плоскостях.

В кронштейне смонтированы три ушковых болта. Ушковый болт с помощью шарового подшипника и пальца соединяется с рычагом изменения общего шага. Ушковые болты со сферическими радиальными шарикоподшипниками соединяются с тягами компенсационной системы уменьшающей влияние изменения общего шага на наклон тарелки автомата перекоса.

Шкалы и конусы позволяют контролировать наклон тарелки в плоскостях продольного и поперечного управлений с точностью шесть минут и дают возможность производить регулировку управления на вертолете без применения угломера и предварительной установки вертолета в положение, при котором ось НВ вертикальна.