Файл: Сапожников, В. М. Прочность и испытания трубопроводов гидросистем самолетов и вертолетов.pdf

В. М. САПОЖНИКОВ, Г. С. ЛАГОСЮК

Прочность

ииспытания

трубопроводов

гидросистем

самолетов

ивертолетов

Москва

МАШИНОСТРОЕНИЕ

1973

С19 УДК (629.735.33+ 629.735.45). 064.001.24

Г*о. яублячнм ■аучно - ТвХЯНн* 'Ш

библиотека СССР

ЭКЗЕМПЛЯР ЧИТАЛЬНОГО ЭАЯА

f 3, -ъ$3£0

Сапожников В. М., Лагосюк Г. С. Прочность и испытания тру­ бопроводов гидросистем самолетов и вертолетов. М. «Машино­ строение», 1973, 248 с.

В книге изложены методы расчета на прочность трубопроводов гидравлических систем самолетов и вертолетов. В ней обобщены вопросы влияния на прочность трубопроводов деформаций попе­ речного сечения, а также монтажных неточностей. Приведены некоторые сведения о машинах и стендах для испытаний на вы­ носливость трубопроводов и их соединений. Рассмотрены усло­ вия работы трубопроводов при различных случаях нагружения самолетов в условиях сложного спектра высоко- и низкочастот­ ных колебаний и напряженно-деформированного состояния типо­ вых деталей. В книге широко использованы результаты экспери­ ментальных исследований и испытаний.

Книга предназначена для инженеров-конструкторов и техноло­ гов авиационных заводов и конструкторских бюро, а также ин­ женеров, эксплуатирующих самолеты и вертолеты.

Табл. 35. Мл. 91. Список лит. 36 назв.

Рецензент канд. техн. паук Н. Г. Белый

/

3186-193

193-73

038(01) -73

) Издательство „Машиностроение“,1973г.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Применение гидравлических передач и устройств в большинст­ ве случаев упрощает решение многих'технических задач, в част­ ности, упрощает автоматизацию производственных процессов, повышает качество машин, позволяет значительно уменьшить их вес и габариты. Благодаря этому гидравлические передачи по­ лучили чрезвычайно широкое применение во всех отраслях промышленности и видах транспорта.

Чтобы оценить широту применения гидропередач в современ­ ных машинах, достаточно указать, что в некоторых из них насчи­ тывается по нескольку сотен гидравлических агрегатов, про­ тяженность трубопроводов достигает нескольких десятков ты­ сяч метров и общая мощность насосов более 2000 л. с.

Развитие гидропередач в настоящее время идет по пути уве­ личения их мощности благодаря увеличению рабочего давления жидкости. Отечественной и зарубежной промышленностью се­ рийно выпускаются насосы для работы при давлениях 210— 350 кгс/см2.

Долговечность и надежность гидропередач в немалой степе­ ни зависят от способности трубопроводов, не разрушаясь, вос­ принимать нагрузки, возникающие в процессе эксплуатации.

Проектирование трубопроводных систем гидропередач ле­ тательных аппаратов производится методом допускаемых на­ пряжений, которых до сих пор остается наиболее распростра­ ненным ів технике расчета и строительства магистральных и технологических трубопроводов различного назначения.

Сущность этого метода состоит в том, что размеры элементов той или иной конструкции выбирают исходя из условия, чтобы действующие в них напряжения не превышали допускаемых, ко­ торые составляют некоторую долю предела прочности материа­ лов.

Отношение предела прочности к допускаемым напряжениям называется коэффициентом запаса прочности. Величина этого коэффициента не имеет еще достаточного научного обоснова­ ния. Помимо этого, сами допускаемые напряжения могут иметь

3

Часть первая

НАГРУЗКИ И ДЕФОРМАЦИИ ТРУБОПРОВОДОВ

Глава I. КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ТРУБ И ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРЫ

1.КЛАССИФИКАЦИЯ ТРУБОПРОВОДОВ

Внастоящее время разработано различными организациями не­ сколько типов классификации трубопроводов. Основными из них являются: классификация по нагрузкам, классификация по

группам точности, классификация по сложности конфигурации п классификация по функциональной значимости [29, 30].

Классификация по нагрузкам предусматривает деление уча­ стков гидравлических систем на три категории нагружения [табл. 1.1).

К первой группе (А) относятся трубопроводы, в которых воз­ буждаются напряжения от:

—сил внутреннего давления жидкости ор]

—пульсирующего потока жидкости алр;

—измерения рабочего давления от Рт т до Рт ах при сраба­ тывании автомата разгрузки 0 зЯ;

—вибраций, передающихся от двигателя огв.д;

—температурных нагрузок ай

—эксплуатационных нагрузок, возникающих под действием силы тяги, инерционных и аэродинамических сил <тэ;

—монтажных неточностей ам.

в линиях нагнетания участков источников давления, линиях на­ гнетания различных периодически функционирующих потреби­ телей, в линиях нагнетания бустерных систем и т. п.

К группе Б относятся трубопроводы, в которых возбужда­ ются напряжения от следующих нагрузок:

—сил внутреннего давления жидкости ар;

—периодически от пульсирующего потока жидкости вдр;

—изменения рабочего давления от Ртш До Рmax при сраба­ тывании регулирующих автоматических устройств и распредели­

тельных механизмов орй

—температурных нагрузок ай

—эксплуатационных нагрузок от деформации корпуса лета­ тельного аппарата и его агрегатов: оэ;

—монтажных неточностей аы.

5.

гидроаккумулятора

б

Продолжение

Кэтой группе относятся трубопроводы, установленные в ли­ ниях нагнетания силовых приводов и гидроусилителей, располо­ женных в корпусе летательного аппарата за пределами силовых установок, трубопроводы в линии зарядки аккумуляторов, в тор­ мозной системе и т. п.

Ктретьей группе (В) относятся трубопроводы, в которых.воз­ буждаются напряжения от:

—механических вибраций сгв;

—температурных нагрузок at',

•— эксплуатационных деформаций 0 Э;

— монтажных неточностей <тм.

К этой группе относятся трубопроводы, установленные в ли­ ниях слива, системы дренажа и наддува, в линии всасывания гидронасосов.

Технологические трубопроводы и трубопроводы слива конден­ сата, патрубки забора воздуха и т. д. можно отнести к отдельной группе. В трубопроводах этой группы возбуждаются напряже­ ния от механических вибраций ав.

7

Такая классификация необходима для составления программы и методики испытаний трубопроводов с целью определения их фактической долговечности в лабораторных условиях.

Классификация по группам точности предусматривает деле­ ние трубопроводов на следующие группы [29, 31].

1. Повышенной точности. Эти трубопроводы, как правило, ог­ раниченной длины (до 500 мм) изготавливаются и контролиру­ ются на УСП (универсальных сборно-разборных приспособле­ ниях). Изготовление трубопроводов по этой технологии позво­ ляет свести к минимуму уровень монтажных напряжений за счет ужесточения допусков на несоосность, перекос и недотяг. Как правило, сюда относятся трубопроводы, которые входят в груп­ пу А.

2. Средней точности. Сюда относятся трубопроводы длиной более 500 мм. Их изготовление производится либо по шаблону, либо по образцу. Такие трубопроводы при монтаже можно под­ гонять по месту. К этой группе относятся трубопроводы, которые входят в группы Б и В.

3. К третьей группе относятся трубопроводы, при изготовле­ нии которых обычно задается только длина. При монтаже их на изделие допускается подгибка по месту с нарушением фор­ мы поперечного сечения.

Рассмотрим классификацию по группам сложности.

1. Трубопроводы, изогнутые в двух и более плоскостях, от­ носятся к группе особой сложности, так как их изготовление и контроль сопряжены с большими трудностями, связанными

ссуммированием погрешностей при переходе от одного участка

кдругому в процессе изготовления. Для обеспечения заданной

точности такие трубопроводы необходимо изготовлять только на универсальных сборно-разборных приспособлениях (УСП).

2. К группе повышенной сложности относятся трубопроводы, изогнутые в одной плоскости с участками гиба более двух.

3. К группе обычной сложности относятся трубопроводы пря­ мые и с одним изогнутым участком.

4. Трубопроводы со свободными допусками на длину и кон­ фигурацию относятся к простым трубопроводам. В этом случае на изготовление задаются только номинальные значения по дли­ не, углу и радиусу гиба.

Классификация по функциональной значимости. По функцио­ нальной значимости агрегаты, элементы, детали и узлы, в том числе и трубопроводы любой конструкции, можно разделить на четыре основные группы.

К первой группе относятся трубопроводы, выход из строя которых приводит к отказу гидросистемы и всего летательного аппарата в целом.. К ним относятся трубопроводы участков гид­ росистем, посредством которых осуществляется привод органов стабилизации и управления летательным аппаратом.

8