某型机主桨球面弹性轴承故障分析.pdf

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1、总第167期2011年第2期直升机技术HELICOPTERTECHNIQUETotalNo．167No．22011文章编号：1673．1220(2011)02-045-04某型机主桨球面弹性轴承故障分析王清龙，李满福，黄文俊，彭利乐(中国直升机设计研究所，江西景德镇333001)摘要简要介绍了某型直升机主桨球面弹性轴承在地面进行操纵系统检查时出现故障的现象，分析了主桨球面弹性轴承的受力情况，找出了故障发生的原因，给出了操纵系统检查的一些建议。关键词直升机；主桨球面弹性轴承；故障分析中图分类号：V215．5+6文献标识码：AMaffuncti

2、onAnalysisofXXTypeHelicopterMainRotorSphericalBearingWANGQinglong，LIManfu，HUANGWenjun，PENGLile(ChinaHelicopterResearchandDevelopmentInstitute，Jingdezhen333001，China)AbstractThispaperbrieflyintroducedthephenomenonofXXtypehelicoptermainrotorsphericalbearingmalfunctionwhenexa

3、miningcontrolsystemontheground，analyzedtheforceonthemainrotorsphericalbearing，foundthereasonofthephenomenon，gavesomeadvicesforthecontrolsys—temexaminafion．·Keywordshelicopter；mainrotorsphericalbearing；malfunctionanalysis0引言1问题描述本文所涉及的某型机桨毂采用的是球柔性构型，该构型桨毂的特点是用一个球面弹性轴承代替了传统的

4、水平铰、垂直铰以及轴向铰，实现桨叶的挥舞运动、摆振运动、变距运动。球面弹性轴承是由橡胶和金属片复合而成的叠层结构制件，橡胶在其中有双重功能，既起到轴承的作用，又起到减震的作用¨]。该型机共5片桨叶，桨叶通过挥舞支臂与球面弹性轴承相连，球面弹性轴承再将挥舞支臂与桨毂中央件相连。某型机主桨球面弹性轴承在直升机进行地面操纵检查时，某层橡胶层出现裂纹或断裂现象，现将典型的破坏状况概括如下：1)在没装桨叶、旋翼不旋转的情况下，有几件新件在操纵系统检查时因受力而破坏。图1和图2所示的球面弹性轴承在靠近大接头的第一层橡胶完全断裂。此外，还有球面弹性轴承在

5、靠近小接头的第一层橡胶开裂，其裂纹长度约四分之三圈。2)在没装桨叶、旋翼不旋转的情况下，有几件使用过一定时间的球面弹性轴承在操纵系统检查时收稿日期：2011旬3．2l作者简介：王清龙(1987一)，男，四川宜宾人，硕士研究生，助工，主要研究方向：旋翼桨毂设计。·46·直升机技术总第167期因受力而破坏。图3所示的球面弹性轴承运转了403小时，在操纵系统检查时，靠近大接头的第六层橡胶开裂，其裂纹长度约二分之一圈。将该球面弹性轴承拆下后进行了人工分解，其分解图如图4所图1第一件球面弹性轴承破坏照片图3第三件球面弹性轴承破坏照片2球面弹性轴承受力

6、分析2．1桨毂支臂安装角的变化量根据该型机操纵系统检查程序和方法，通过分析计算可以确定桨毂支臂安装角在表1中的三种状态最为严酷，表1给出了三种状态桨毂支臂安装角随方位的变化值。其中，周期变距的计算公式如下：妒216·COSOt由于该型机共5片桨叶，粘弹阻尼器采用叶问布置，假设某桨毂支臂在初始检查时的方位角为0。，则5个桨毂支臂的方位角a分别为O。、720、144。、216。、288。，通过公式(1)可以计算出在5个桨毂支臂不同的方位角下，其周期变距角妒分别为16。、4．94。、一12．940、一12．94。、4．940。组合攻角为总距角与周

7、期变距角的和。2．2桨毂支臂间粘弹阻尼器长度和夹角的变化根据桨毂支臂安装角随方位的变化值，运用CATIA构建了粘弹阻尼器的运动骨架模拟图(图示。此外，还有球面弹性轴承运转了134小时，在操纵系统检查时，靠近大接头的第五层橡胶开裂，其裂纹长度约为四分之一圈。图2第二件球面弹性轴承破坏照片图4第三件球面弹性轴承分解照片5)。通过模拟图可得出粘弹性阻尼器长度和夹角的变化值。表2给出了三种状态下的粘弹阻尼器长度和夹角的变化值及平均值。图5粘弹阻尼器运动骨架模拟图2．3球面弹性轴承受力分析根据三种状态桨毂支臂间粘弹阻尼器长度变化平均值，可以确定状态3

8、的球面弹性轴承受力最为2011年第2期王清龙，李满福，黄文俊，等：某型机主桨球面弹性轴承故障分析‘47·表1桨毂支臂安装角随方位的变化值某支臂变距角(夹板处)／(。)相邻支臂变距