Демпфер вибраций несущего винта вертолета Советский патент 1981 года по МПК B64C27/32 

(54) ДЕМПФЕР ВИБРАЦИЙ НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЕТА

Изобретение относится к области авиационной техники, а именно к конструкции несущих винтов летательных аппаратов, преимущественно вертолетов. При работе несущего вннта вертолет возникают вибрации и соответствующие им переменные напряжения в узлах вертолета на всех эксплуатационных оборотах несущего винта. Главным источником вибраций являются возмущающие силы на несущем винте. Эти силы увеличиваются вследствие динамической реакции системы несущий винт - втулка - трансмиссия. Совокупность этих возмущающих сил воспринима ется каркасом вертолета, вызывая его вибрации. Известный принцип предупреждения вибраций, обеспечивающий низкий уровень вибраций, состоит в применении бифилярного демпфера маятникового типа, воздействующего на первоисточник колебаний - несущий винт | J. Известен демпфер вибрации несущего вннта вертолета, содержащий опорный кронштейн, соединенный с валом винта и расположенный в плоскости, перпендикулярно валу вннта, и грузы-маятникн, в каждом из которых выполнена прорезь, которой он надет на ; опорный крошптейн, соединенный с двумя болта ми, расположенными параллельно, при зтом отверстия под каждый болт в опорном кронштейне и грузе-маятнике выполнены значительно большет о диаметра, чем болт, н в них установлены втулки, а на болтах надеты ограннчнтельные фланцы, расположенные между опорнъм кронштейном н грузом-маятником с обеих сторон опорного кронштейна, и три втулки, одна из которых расположена между головкой болта и ограничительным фланцем, другая - между ограничитель|{ымн фланцами, а третья - между ограничительным фланцем и гайкой болта, причем втулки болта наружной поверхностью контактируют с втулками, установленными Б отверстиях груза-маятника и опорного кронштейна 2 и 3 J. О&новным недостатком такой конструкции демпфера вибраций винта вертолета являетсй наличие повышенного трения между ограничительными фланцами болтов и округлениями втулок, установленных в отверстия грузов-маятников и опорного кронштейна, которое имеет место в результате неперпендикулярности к оси болта вектора суммы центробеж- ной силы от каждого груза и его веса. Это трение в подвеске груза-маятника увеличивает износ ее элементов и снижает эффективность демпфера. Цель изобретения - увеличение эффективности работы и долговечности демпфера за счет уменьшения трения в зрнах контакта между ограничительными фланцами болтов и краями втулок, образующих беговые поверхности в Ътверстиях консолей опорного кронштейна и грузов-маятников. Это достигается тем, что оси каждой пары болтов расположены в плоскости, наклоненной относительно оси вин та, причем точка пересечения этой плос кости с осью вращения винта находится нкж-л плоскостивращения втулки винта, а угол наклона плоскости определяется из соотношения G - вес груза-маятника; VP центробежная сила от грузамаятника при его вращений 0относительно вала винта. Кроме того, каждый ограничительный фланец выполнен в виде цилиндрической втулки с круговым ребром, при этом пе реход от втулки к ребру с обеих сторон ребра вьтолнен в виде галтели,, а. втулки, установленные в отверстия опо ного кронштейна и груза-маятника, име ют внутренний закругленный буртик, радиус закругления которого меньше ра диуса галтели сопряжения ребра и втул ки ограничительного фланца, причем точка их контакта расположена на продолжении линии контакта цилиндрической поверхности втулки болта и соотве ствующей втулки в грузе-маятнике и опорном кронштейне. На фиг. 1 показан винт вертолета с демпфером вибраций;.на фиг. 2 - демп.фер вибраций в плане; на фиг. 3 - раз рез по на фиг. 2; на фиг. 4 - узе 1на фиг. 3. 54 4 Втулка 1 {фиг. I) несуше1о винта ертолета установлена на приводном вау 2. К ней присоединяются лопасти 3. Соосно с втулкой I на приводном валу расположен опорный кронштейн 4 демпфера 5 вибраций, имеющий консоли, радиал но отходящие от ее центральной части. На каждой консоли с помощью бифиляркого подвеса с параллельными осями 6 и 7, установлен груз-маятник 8 с двумя парами соосных отверстий. На каждой из осей подвеса груз-маятник закреплен с помощью расположенных на болтах 9 ограничительных фланцев 10, II и трех втулок 12-1А. При этом отверстия в консолях плиты, с поверхностями которых контактируют ролики и грузы-маятники, выполнены большего диаметра,чем болт 9. Каждая втулка 12-14 имеет рабочие цилиндрические поверхности 15 (фиг. 3). в отверстии на консоли опорного кронштейна 4 установлены втулки 16 и 17, образующие беговую цилиндрическую поверхность 18, а в отверстиях грузамаятника 8 расположены втулки 19 и 20, которые образуют беговую цилиндрическую поверхность 21. Оси 22 каждой парм беговых цилиндрических поверхностей 18 в консоли опорного кронштейна 4 и оси 6 и 7 бифилярного подвеса находятсяВ плоскости (следом этой плоскости является линия 23 на фиг. 1), наклоненной относительно оси 24 вращения несущего винта на угол с. определяемый из соотношения л . И гр Эта плоскость пересекается с осью 24 вращения вннта в точке 25, находящейся ниже плоскости 26 вращения втулки винта. Ограничительные фланцы 10 и I1 (фиг. 3 и 4J имеют в зоне контакта с внутренним буртиком 27 каждой беговой цилиндрической поверхности галтель 28 радиуса R, Бурт 27 беговой цилиндрической поверхности имеет снаружи закругление радиуса г, причем радиус г меньше радиуса R. Точка 29 контакта галтели 28 и закругления на буртике 27 располагается на продолжении линии контакта цилиндрической поверхности 15 втулок 12-14 с беговой цилиндрической поверхностью 21. При вращении несущего винта грузымаятники 8 под действием центробежной силы входят в контакт своими беговыми поверхиостями 21 с рабочими цилиндрическими поверхиостями 15 втулок 12 и 14, а втулка 13 начинает контактировать с беговыми цилиндрическими поверхиостями 18 втулок 16 и 17. За сче наклона осей 22, 6 и 7, вектор суммы центробежной силы от каждого груза N|.p и силы веса груза-G p оказывается направленным перпендикулярно к оси ролика. При этом отсутствует осевая составляющая нагрузки и рграиичительные фланцы 10 и 1I оказываются ненагруженными. Выполнение зоны контакта поверхно стей ограничительного фланца и бурти ка беговой цилиндрической поверхности с очертанием по двум различным ра диусам и расположение точки контакта этих поверхностей на продолжение линии контакта цилиндрической поверхности втулок с беговой поверхностью . опорного кронштейна и груза-маятника сводит до минимума момент трения при качении. Предлагаемая конструкция демпфера позволяет значительно снизить трение при колебаниях груза-маятника и тем самым увеличить коэффициент динамичности маятника, а следовательно увеличить его реакцию на создаваемое воз буждение. В результате увеличивается эффективность демпфера. Если такого увеличения не требуется по условиям работы, то может быть уменьшен активный вес (вес грузов-маятников) при сохранении прежней эффективности. Кроме того, уменьшение трения в системе подвески грузов-маятников снижает износ ограничительных фланцев и втулок опорного кронштейна и грузов-маятников и тем самым увеличивает долговечность работы демпфера вибраций винта вертолета. Формула изобретения I. Демпфер вибраций несущего винта вертолета, содержащий опорный кронштейн, соединенный с валом винта, и грузы-маятники, в каждом из которых выполнена прорезь, которой он надет на опорный кронштейн, соединенный с ним двумя болтами, распЪложенными параллельно, при этом отверстия под каждый болт в опорном кронштейне и грузе-маятнике выполнены значительно большего диаметрау чем Оолт, и ш них установлены втулки, а иа болтах иадаты ограничительные флаицы, расположенные между опорным кронштейном и грузом-маятником с обеих сторон опорного кронштейна, и три втулки, одна нэ которых расположена между головкой Оолта и ограничительньм фпаицем« другая между ограиичительными фланцами, а третья - между ограничительньм фланцем и гайкой, болта, причем втулка болта наружной ;поверхностью контактирует с втулками, установлениыми в отверстнг их груза-маятника и опорного кронштейна, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности работы и долговечности, оси каждой пары болтов расположены в плоскости, наклоненной относительно -оси вннта, причем точка пересечения этой плоскости с осью вращения винта находится ниже плоскости вращения втулки винта, а угол наклона плоскости определяется из соотношения Ч. груза-маятника; цеитробежная сила от грузамая тник а при его вращении относительно вала винта. 2. Демпфер по п. I, отличающийся тем, что наяпыЛ ограничительный фланец выполнен в виде цилиндрической втулки с круговым ребром, при этом переход от втулки к ребру.с обеих сторон ребра выполнен в виде галтели, а втулки, установленные отверстия опорного кронштейна и груза-маятника, выполнены с внутренним закругленным буртиком, радиус «акруглекия которого меньше радиуса галтели сопряжения ребра к втулки ограянчительного фланца, причем точка их контакта расположена на продолжении линии (сонтакта цилиндрической поверхности втулки болта и соответртвующей втулки, устаковлениой груэа-маятннке и опорном кронштейне. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Обзор ЦАГИ 393, 1972, с. 3437. 2.Патент США Г 3540809, кл. 16-1, 1970 (прототип). 3.OaTeHt Франции 2018491, кл. В 64 с 27/00, 1970.

дТ 2/ /5 .З 27 2 jeyyJ / yW . ФигМ -а