航空发动机
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国际刊号:1672-3147
国内刊号:21-1359/V
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航空绞车钢索自动化缠绕设计

  论文导读:通过对老式航空绞车的技术分析以及使用中所出的故障问题反复研究。 由此解决了以前缠绕速度过快、钢索受力大易跳动出现间隙、转动不平稳等一系列问题。特别是避免了往复螺杆的损坏现象。 在减速器输出与绞盘之间加装离合器。

  关键词:航空绞车,钢索,离合器,往复螺杆

  0 前言

  航空绞车是飞机拖靶时缠绕钢索一个重要设备。但其运行不可靠、操作危险性大、工作效率低等问题一直困扰着训练的质量。传统钢索收放是靠人工操作,既费事费力,往往因为缠绕不规则容易损坏绞车,甚至伤及操作人员。为此我们经过多次试验和改进,设计出一种新型半自动化航空绞车,大大地提高了工作效率,减轻了劳动强度,降低了缠绕钢索的危险性。

  1 航空绞车技术改进方案

  通过对老式航空绞车的技术分析以及使用中所出的故障问题反复研究,确定从降低缠绕速度、提高传动精度、加装离合装置、改进放索架、加装极限回绕装置等方面加以改进,以提其工作自动化性能。

  (1)降低缠绕速度

  由电动机—减速器传动:

  V绞=V机/N减=1400/8=175(r/m)

  V复=V绞/M=175/21.124=8.28(r/m)

  改为电动机—皮带轮减速比—减速器传动:

  V绞=V机×N减/N减=1400×0.378/8=64(r/m)

  V复=V绞/M=64/21.124=3.04(r/m)

  其中:V机为电动机速度,V绞为绞盘速度,V复为复螺杆速度,N皮为皮带轮减速比,N减为减速器减速比,M为齿轮传动比。

  由此解决了以前缠绕速度过快、钢索受力大易跳动出现间隙、转动不平稳等一系列问题,从而保证了可操作性和工作可靠性,特别是避免了往复螺杆的损坏现象。

  (2)提高传动精度

  一方面加长往复螺杆长度,加大两端半径,保证了缠绕钢索两端到位。挫修往复螺杆导槽底面,加大加厚排索头,与往复螺杆结合由轴承连接改为自由连接。靠弹簧力,保证排索头与往复螺杆导槽根部的深度,接触面积增加,使传动更加平稳。科技论文。将往复螺杆采用全包的铜瓦相镶,校正了与上、下导向杆的平行度,提高了传动精度。另一方面,排索机构改为活动的拖板式,可以调整排索机构与绞盘的相对位置,消除排索机构与绞盘钢索的传动误差,与钢索结合的张紧部件采用导轮与撬板式,缠绕力可调,保证了缠绕力的恒定,从而提供传动精度。科技论文。

  (3)加装离合器

  在减速器输出与绞盘之间加装离合器,可随时脱开减速器与绞盘的连接。在往复螺杆与传动部件之间加装离合装置,可随时调整绞盘钢索与往复排索机构的相对位置。每离合一次,可使排索机构落后绞盘一圈(即5.26mm)。

  (4)改进放索架

  在放索架转轴两端加装了两个刹车装置,增加了缠绕中的阻尼作用,避免了因突然刹车而造成的钢索松驰现象。

  (5)加装极限回绕装置

  为保证极限的缠绕质量,钢索达到极限时,该装置利用杠杆原理的作用向极限位置回转,保证了钢索到位,提高了返回的质量。

  (6)加装了起吊装置

  绞盘的装卸利用起吊装置上的手动葫芦进行,吊起后旋转即可卸下。

  (7)改变缠绕方法

  由原来排索机构与绞盘同步运行,改为排索机构与绞盘保持一定落后量,在缠绕过程中利用离合装置始终保持一定的落后量,这样使绞盘缠绕出的钢索紧密、均匀,避免了钢索跳动出现间隙。

  2 航空绞车改进的技术难题

  根据上述基本方案进行改进,必将遇到一系列的技术难题。我们充分考虑了各方面影响,总结出了以下技术问题。

  (1)钢索的弹性变形

  钢索具有弹性变形,虽然钢索的直径为5.1mm,但缠绕到绞盘上后,其直径一般则为5.1-5.26mm,随着缠绕紧度和层次的变化,每层的缠绕速度也随之发生变化。由于各层的长度和缠绕速度的变化,各层的变形量也有所不同,加之钢索质量不等和粗细不均匀以及局部受力变形必将对缠绕质量产生一定的影响。

  (2)绞盘缠绕速度与排索机构的运动行程的不同步性

  理论设计绞盘缠绕速度与排索机构的运动行程是同步的,但这是一种理想状态,在机械传动上是难以实现的。齿轮传动存在间隙,传动比不可能取整数,必须带来一定的传动误差,此类属于一种累积误差,即随着缠绕层次的增加,误差越来越大。其后果是滞后出现钢索堆积,排列均匀不能保证;超前出现间隙过大,紧密程度不能保证。这样外界稍有干扰或排索头运动到端部,则会出现纹路错乱或局部跳动等现象。

  3航空绞车技术问题的解决方法

  由于缠绕的钢索使用环境较为特殊,对缠绕质量要求比较,即要求每层平整、又要求缠绕圈数固定,为此采取以下方法加以解决。科技论文。

  (1)缠绕圈数的保证

  纲索缠绕的圈数关键在于第一层缠绕要好,此层对上面各层有着重要影响。因此在绞盘的滚筒外面固定了一个76圈的螺旋导槽筒,这样既保证了第一层圈数固定,又保证了其它各层具有相同缠绕圈数。

  (2)缠绕紧度的保证

  缠绕中采用排索机构始终落后于绞盘的方法。在设计上保证往复螺杆的速度为3.04r/m。这样在绞盘上所形成的螺距S;38~r/M:5.65mm。则理论圈数为71圈(400/5.65),而实际是76圈,在绞盘上的螺距为5.26mm(400/76)。由此可见,往复螺杆形成的螺距大于绞盘上的实际螺距,即排索机构钢索超前于绞盘,在缠绕中利用往复螺杆轴端离合装置随时调整排索机构保证一定落后量,每离合一个齿可以保持一圈螺距的落后量,从而保证了紧度。

  (3)两端到位的保证

  为保证两端到位,在运行到距端部120mm之前实施干扰,这样钢索到端部时与排索基本同步,两者同时到位,为保证两端到位时的质量,设置极限缠绕装置,钢索到极限后,杠杆作用由支架带钢索向极限运动一下,使钢索在极限时间增长,反复试验效果不明显而取样。为保证返回时仍有一定落后量,一方耐n长了往复螺杆导槽长度即由406mm增至410mm;另一方面加大了往复螺杆两头半径,使排索头在两端行程增加,返回时仍有2--3圈螺距的落后量,保证了缠绕紧度。

  (3)返回质量的保证

  返回时钢索要在端部重叠1.5圈后落下,缠绕速度快了,落下后跳动出现间隙,为此降低缠绕速度由原来减速器以175r/m的速度带动绞盘转动,以8.2r/m速度带动往复螺杆转动改为绞盘速度83r/m,往复螺杆3.94r/m的转速,较好的解决了返回时的缠绕质量问题。

  4 结束语

  航空绞车自动化改进后,经过近一年的部队使用证明,具有自动绕索功能,减少了劳动强度,提高了工作效率,有一定的推广价值。尤其在断电或无电源情况下,可以在减速器外伸轴端套上摇把进行人工缠绕,若使用中出现故障需要退钢索时,只要将绞盘与减速器的离合器脱开,将钢索与张紧装置脱开,在放料盘上安上摇把,即可退掉所需钢索。

  参考文献:

  1.吴序堂,齿轮啮合原理[M].北京:机械工业出版社,1984

  2.赵敖生等,机械制造学[M].南京:东南大学出版社, 1989

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