МОНОЛИТНЫЙ УДЕРЖИВАЮЩИЙ КРОНШТЕЙН АВИАЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ Российский патент 2014 года по МПК F02C7/32 

Предметом настоящего изобретения является монолитный удерживающий кронштейн для авиационного бортового оборудования. Авиационное оборудование, такое как газотурбинные двигатели, часто содержит располагаемое вокруг него определенное количество вспомогательного оборудования, в частности, электрические кабели питания или передачи сигналов и команд, а также трубопроводы подачи жидких сред, которые должны размещаться рядом с оборудованием. Как правило, используются изогнутые удерживающие кронштейны, одна сторона которых крепится болтами к конструкции оборудования, а на другом конце которых удерживаются кабели, трубопроводы и т.д. с помощью зажимных хомутов, пластин, выполненных из эластомера, или других средств. Эти удерживающие кронштейны обычно изготавливаются путем сгибания пластин листового металла, их жесткость является небольшой и их необходимо усилить посредством ребер жесткости, присоединяемых к двум сторонам листового металла кромками. Ребро жесткости, как правило, приваривается к пластине непрерывным или точечным сварным швом, недостатком которого является существенное увеличение времени изготовления и стоимости этих удерживающих кронштейнов.

Основной целью изобретения является предложить обладающий более простой конструкцией удерживающий кронштейн авиационного бортового оборудования, который практически состоит из одной пластины листового металла, согнутой, без какого-либо сварного шва, без того, чтобы это негативно сказывалось на сопротивляемости к напряжениям. Таким образом, в общем виде изобретение относится к удерживающему кронштейну авиационного оборудования, содержащему фланец присоединения к несущей конструкции, траверсу крепления оборудования и промежуточный элемент жесткости. Фланец, элемент жесткости и траверса выполнены из одной согнутой пластины листового металла; причем элемент жесткости состоит из двух ребер жесткости, каждое из которых размещено между фланцем и траверсой и соединено с ними посредством коленчатого соединения. Большая часть ребер жесткости расположена под наклоном, не перпендикулярно к основной плоскости прохождения фланца и основной плоскости прохождения траверсы. Траверса и фланец не содержат иного соединения, кроме ребер жесткости; причем ребра жесткости соединены с одной и другой стороной траверсы. Ребра жесткости выполнены плоскими, а упомянутые основные плоскости прохождения фланца и траверсы перпендикулярны друг другу, при этом ребра жесткости проходят в сходящихся направлениях, образуя угол, отличный от угла в 180°. Траверса имеет выступы в направлении, перпендикулярном к основной плоскости выступающей части фланца и к каждой стороне фланца, и содержит несколько средств крепления оборудования, причем ребра жесткости выполнены расширяющимися по мере приближения к траверсе.

Приваренные ребра жесткости заменены, таким образом, ребрами жесткости, полностью встроенными в остальную часть удерживающего кронштейна. Поскольку с одной и другой стороны траверсы их расположено по две штуки, они обеспечивают хорошее распределение нагрузок и, таким образом, достаточную прочность удерживающего кронштейна. Ввиду того, что операции по изготовлению ограничиваются разрезанием листового металла и сгибанием заготовки разрезанного, таким образом, удерживающего кронштейна, изготовление удерживающего кронштейна является легким и быстрым.

Сопротивляемость удерживающего кронштейна становится лучше, если ребра жесткости плоские, а упомянутые основные плоскости прохождения фланца и траверсы перпендикулярны друг другу.

Считается, что сопротивляемость удерживающего кронштейна обычно высокая, если конструкция является замкнутой, причем концы заготовки из разрезанного листового металла соединены (без того, что для такого соединения не нужно никакой сварки; даже, как правило, ее стремятся избежать для сохранения преимущества простоты изготовления). Такая замкнутость менее полезна в месте фланца, который прочно удерживается в оборудовании, которым снабжен удерживающий кронштейн. В этом случае фланец может быть беспрепятственно разделен на два участка, не соединенных друг с другом, но соединенных, соответственно, с ребрами жесткости. Участки фланца могут, таким образом, проходить в сходящихся направлениях от мест их соединений с ребрами жесткости или в противоположных направлениях от мест соединения с ребрами жесткости.

Согласно другому способу практической реализации, концы заготовки пластины листового металла находятся на траверсе. Фланец в этом случае является монолитным, а траверса разделена на два участка, сходящихся от мест соединения с ребрами жесткости и соединяемых противоположными концами. В этом случае также естественным образом обходятся без сварки и других способов плотного соединения концов пластинки.

Теперь будет приведено более детальное описание изобретения при помощи следующих чертежей, на которых:

- фиг.1 представляет собой вид технического решения согласно уровню техники;

- фиг.2, 3 и 4 изображают три возможных практических осуществления изобретения.

Удерживающий кронштейн, изображенный на фиг.1, содержит основную пластину 1, состоящую из объединенных в виде угла 4 первой боковой поверхности 2 и второй боковой поверхности 3, которые располагаются в виде сгиба или имеют другую угловую форму. Боковые поверхности 2 и 3 также объединены посредством одного усиливающего ребра жесткости 5, которое опирается на них двумя кромками, соответственно, 6 и 7.

Соединение производится путем сварки. Одной из боковых поверхностей 2 является фланец, который содержит болты 8 крепления к конструкции 9 летательного аппарата, а второй боковой поверхностью 3 - траверса, которая удерживает в данном конкретном случае практической реализации зажимной хомут 10 и зажимную скобу 11 с двумя противоположными эластичными пластинами для обеспечения удержания кабелей или трубопроводов 12.

Удерживающий кронштейн, согласно изобретению, состоит из одной пластины 13 листового металла, представленной на фиг.2, согнутой после разрезания. Она образует часть фланца 14 для прикрепления к конструкции 9 (в данном случае не показана), которая содержит отверстия 15 для крепежных болтов. Далее можно увидеть пару ребер жесткости 16 и 17, траверсу 18, удерживающую оборудование присоединения кабелей и трубопроводов, такого как хомут 10. Каждое из ребер жесткости 16 и 17 соединены с фланцем 14 и траверсой 18 посредством соединений 19, которые соответствуют складкам листового металла. В данном случае эти соединения по существу являются изгибами под прямым углом, а ребра жесткости 16 и 17 изогнуты приблизительно на одну четверть круга. Таким образом, образуется удерживающий кронштейн или фланец 14, проходящий в вертикальной плоскости (см. фиг.2), траверса 18 - в горизонтальной плоскости, ребра жесткости 16 и 17 - в вертикальных плоскостях, перпендикулярных предшествующим с основными участками 20, проходящими с небольшим наклоном относительно вертикали. Траверса 18 состоит из концов пластины листового металла, образующих сходящиеся участки 21 и 22, которые находят друг на друга в месте соединения 23. Соединение может осуществляться без или с разъединением 24 одного из концов 21. Концы 21 и 22 снабжены болтовым отверстием 25 на конце 23 для обеспечения их винтового соединения друг с другом, а также хомут 10. Плоскости ребер жесткости 16 и 17 могут быть параллельны или не параллельны, а в данном случае удерживающий кронштейн 13 имеет в целом выступающую форму прямоугольника или трапеции с траверсой 18 и фланцем 14 одинаковой или различной ширины; это не критично для характеристик удерживающего кронштейна 13.

Данный удерживающий кронштейн, имеющий замкнутую хорду и форму пустотелого ящика, является особенно прочным даже с достаточно тонким листовым металлом, благодаря, помимо всего прочего, хорошему восприятию нагрузок, оказываемых на хомут 10, ребрами жесткости 16 и 17, которые расположены симметрично с одной и другой его стороны, или слабому выступу относительно фланца 14, благодаря небольшому наклону их основных участков 20; причем соединения 19 являются непрерывными и закругленными. Все это приводит к образованию небольшой концентрации напряжений, и не существует никакой слабой зоны.

Такие свойства отмечаются и в других способах возможной практической реализации изобретения, представленных в фиг.3 и 4. Удерживающий кронштейн 32, изображенный на фиг.3, содержит, как и ранее, фланец 26, пару ребер жесткости 27 и 28 и траверсу 29. Эти конструктивные элементы соединены между собой посредством соединений 30, изогнутых аналогично, как это показано на фиг.2, таким образом, чтобы ребра жесткости 27 и 28 были соединены своими концами с фланцем 26 и траверсой 29 и чтобы последние были разделены друг с другом и не были соединены друг с другом иным способом. Будут приведены основные различия по сравнению с практической реализацией, изображенной на фиг.2. Прежде всего, фланец 26 выполнен в виде двух лапок 26а и 26b, разделенных друг с другом и проходящих в различных направлениях от места их соединения 30 с соответствующими ребрами жесткости 27 и 28. Плоскости ребер жесткости 27 и 28 более не перпендикулярны плоскости траверсы 29, но наклонены к ней таким образом, что они сходятся друг с другом, образуя острый угол от лапок 26а и 26b, причем удерживающий кронштейн 32 имеет в целом форму трапеции. При этом более не существует наклонного положения ребер жесткости 27 и 28 относительно фланца 26; они поднимаются со стороны поверхности фланца 26, не удаляясь от него. В данном случае траверса 29 является сплошной и монолитной. Она проходит с большим расширением в направлении, перпендикулярном плоскости фланца 26, с одной и другой его стороны, что исключает выступ и допускает большее количество отверстий для болтов 31, чем согласно предшествующей практической реализации. Ребра жесткости 27 и 28 расширяются к траверсе 29 для лучшего ее удержания.

Как бы данная практическая реализация внешне сильно не отличалась от предшествующей, ее преимущественные свойства сохранены, просто концы согнутой пластины в большей степени расположены на фланце 26, чем на траверсе 29. Отсутствует потеря сцепления по сравнению с предшествующей практической реализацией, даже если удерживающий кронштейн 25 не относится к замкнутой конструкции, поскольку конструкция 9 обеспечивает соединение между лапками 26а и 26b. Замкнутого удерживающего кронштейна траверсы 29 можно также добиться, если ребра жесткости 27 и 28 не параллельны друг другу, а сходятся. Основное расширение траверсы 29 в направлении, в большей мере перпендикулярном, чем параллельном фланцу 26, как это имело место в случае, изображенном на фиг.2, также не сказывается отрицательно на устойчивости удерживающего кронштейна, поскольку его средний относительно фланца 26 выступ является слабым.

Теперь со ссылкой на фиг.4 будет приведено описание другого способа практической реализации удерживающего кронштейна 33. Он похож на способ, представленный на фиг.3, но только эта консоль, в данном случае 34, в основном проходит в том же направлении, что и фланец 26, а ребра жесткости, в данном случае 35 и 36, не расширяются к нему. Данный удерживающий кронштейн 33, имеющий простую конструкцию и небольшие габаритные размеры, подходит для удерживания меньшего количества конструктивных элементов, в противном случае он будет иметь чрезмерное удлинение. Он может также содержать множество отверстий 37 для болтов, расположенных в основном в направлении расширения фланца 26.

Возможны и другие способы практической реализации.

Удерживающий кронштейн авиационного оборудования содержит фланец присоединения к несущей конструкции, траверсу крепления оборудования и промежуточный элемент жесткости, выполненные из одной согнутой пластины листового металла. Элемент жесткости состоит из двух ребер жесткости, каждое из которых размещено между фланцем и траверсой и соединено с ними посредством коленчатого соединения. Большая часть ребер жесткости расположена под наклоном, не перпендикулярно к основной плоскости прохождения фланца и основной плоскости прохождения траверсы. Траверса и фланец не содержат иного соединения, кроме ребер жесткости, причем ребра жесткости соединены с одной и другой стороной траверсы. Плоскости прохождения фланца и траверсы перпендикулярны друг другу. Ребра жесткости выполнены плоскими, расширяющимися по мере приближения к траверсе и проходят в сходящихся направлениях, образуя угол, отличный от угла в 180°. Траверса имеет выступы в направлении, перпендикулярном к плоскости выступающей части фланца и к каждой стороне фланца, и содержит несколько средств крепления оборудования. Изобретение позволяет повысить прочность удерживающего кронштейна. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Удерживающий кронштейн (32) авиационного оборудования (12), содержащий фланец (26) присоединения к несущей конструкции (9), траверсу (29) крепления оборудования и промежуточный элемент жесткости; причем фланец, элемент жесткости и траверса выполнены из одной согнутой пластины листового металла; причем элемент жесткости состоит из двух ребер жесткости (27, 28), каждое из которых размещено между фланцем и траверсой и соединено с ними посредством коленчатого соединения (30), причем большая часть ребер жесткости расположена под наклоном, не перпендикулярно к основной плоскости прохождения фланца (26) и основной плоскости прохождения траверсы (29); причем траверса и фланец не содержат иного соединения, кроме ребер жесткости; причем ребра жесткости соединены с одной и другой стороной траверсы, причем ребра жесткости выполнены плоскими, а упомянутые основные плоскости прохождения фланца и траверсы перпендикулярны друг другу, при этом ребра жесткости проходят в сходящихся направлениях, образуя угол, отличный от угла в 180°, причем траверса имеет выступы в направлении, перпендикулярном к основной плоскости выступающей части фланца и к каждой стороне фланца, и содержит несколько средств (31) крепления оборудования, причем ребра жесткости (27, 28) выполнены расширяющимися по мере приближения к траверсе (29).

2. Удерживающий кронштейн по п.1, в котором фланец (26) разделен на два не соединенных между собой участка (26а, 26b) и соответственно соединенных с ребрами жесткости.

3. Удерживающий кронштейн по п.2, отличающийся тем, что участки проходят в противоположных направлениях от мест соединения с ребрами жесткости.