HB Z 203-1991 飞机摆动轴承的选择.pdf
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1、中华人民共和国航空航天工业部航空工业标准HB/Z 203-91 指导性技术文件飞机摆动轴承的选择1991-08-03发布1981-12-01实施中华人民共和国航空航天工业部批准目次l 主题内容与适用范围. . . . . ,. (1) -A19, 占叫特及型类的承轴准动标摆用语机引术飞ALnd哺5 飞机摆动轴承的选择. . . .(日6 飞机摆动轴展的强度. . . . . . . . . . . (7) 附录A温度对轴承承载能力的影响(参考件)附录B飞机摆动轴展选用示例(参考件). . . . . . . . . . . . . . (O) 国中华人民共和国航空航天工业部航空工业标准飞机摆动
2、轴承的选择HB/Z 203-91 1 主题内容与适用范围本标准规定了一般类型的飞机摆动轴承的使用特性及选用方法。本标准适用于飞机操纵系统和飞机结构甲使用的、在摆动条件下五作的、主要承受径向负荷并符合GJB269航空滚动轴承的小游隙轴承,即飞机摆动轴承。低速旋转条件下工作的轴承也可参照使用。对于民用飞机选用的摆动轴承,还应满足民用飞机设计的一些特妹要范。2 51用标准GB 301.9 向心关节轴承技术条件GB 307. 1 滚动轴承公差GB 6930 滚动轴承词汇GJB 269 航空滚动轴承技术条件3 术语本标准未定义的术语GB 69300 3. 1 等效径向负荷PdX等效径向负荷P由是与对应的
3、某一组径向和轴|句负荷同时作用下,对轴承的强度和寿命的影响等效的个径向负荷。3.2 摆动负荷Pb摆动负荷Pb是指负荷作用线相对于轴承的一个或两个套圈或垫图以小于2弧度的角度往复摆动的负荷。3. 3 当量径向摆动负荷P.U当量径向摆动负荷孔L是一个量值一定的径向负荷,在这个负荷作用F进行摆动运动,其轴承的寿命与对应的负荷谱作用下的摆动寿命相当。3. 4 许用静负荷pYU许用静负荷P归是指作用于轴承上而不会对轴承的正常工作产生有害变形的最大静负荷。它分为许用径向静负荷P川和许用轴向静负荷Pyua0 3.5 静破坏负荷静破坏负荷是使轴承可能失效的最小静负荷。该负荷应大于或等于许用静负荷的1.5倍。3
4、. S 使用静负荷PSY航空航天工业部1991-08一03发布1991-12-01实施HB/Z 203-91 使用静负荷p.y指的是飞机使用中,预计作用于轴承上的最大静负荷。它分为径向使用静负荷Psyr和轴向使用静负荷P叶剑。3. 7 许用径向摆动负荷P:ru. 许用径向摆动负荷PyUb是指对应于某一摆动寿命,轴承允许的最大径向摆动负荷。3.8 基本许用摆动负荷Pjb基本许用摆动负荷Pjb是对应于2000次摆动寿命的轴承许用径向摆动负荷。3.9 寿命系数L寿命系数L是用以描述摆动负荷与寿命之间的关系的一个系数。某一寿命的寿命系数L等于基本许用摆动负荷与该寿命对应的许用径向摆动负荷的比值。4 飞
5、机摆动轴承的类型及特点4. 1 主要类型及一般特点飞机摆动轴承的主要类型有球轴承、滚子轴承、滚针轴承、关节轴承和杆端轴承。4. ,. , 球轴承飞机上用于摆动运动的球轴承主要是深沟球轴承和调心球轴承,其特点和应用场合za 启动力短最小;b 适用于摆动运动和低速转动;c 用于传递径向负荷、轴向负荷或联合负荷;d 与同尺寸的其他类型轴承相比,承受静负荷的能力较小Fe 具有良好的径向和轴向精度。4.1.2 滚子轴承飞机上用于摆动运动的滚予轴承主要是调心滚子轴承。其特点和应用场合:a 启动力短小;b 适用于摆动运动或低速转动;c 用于传递径向负荷或联合负荷;d 与同尺才的球轴承相比,承受负荷的能力较大
6、。4. .3 滚针轴承这类轴承径向结构尺寸紧凄,能传递较大的径向负荷,不能传递轴向负荷,其特点和应用场合:a 启动力矩较小pb 适用于摆动运动轼低速转动$c 用于传递径向负荷和径向尺寸受限制的部位;d 为了减小磨损,要求有充分的润滑,且摆动角度稍大更为有利;e 不能调心,对中性能要求高。4.1.4 关节轴承2 我国目前所使用的关节轴承主要是钢一钢关节轴承。这类轴承的特点和应用场合是za 摩擦力矩大,适用于对启动力矩和操作力没有严格要求的部位;HB/ Z 203-91 b 适用于低速倾斜运动(调心运动)和摆动运动;c 能传递径向负荷,在传递径向负荷的同时也能传递一定的轴向负荷zd 与同尺寸的其他
7、轴承相比,承受静负荷的能力最大;e 调心性能好sf 一般要求提供再润滑装置。4. .5 杆端轴承杆端轴成由轴承座和位于座中的轴承组成。其中的轴承座和供连接杆子用的杆端组成一个整体。杆端轴承用于拉抨的端部接头。4.2 其他使用特性各类飞机摆动轴承除4.1条所提及的一般特性外,对于不同类型的轴承,还有一些其他使用特性,这些特性列于表1。简图表1飞机摆动轴承的主要使用特性名称及代号深沟球轴承0000 两面带防尘盖的深沟球轴承80000 两面带防尘盖的单列调心球轴承81000 主要使用特性用于能单独安装防尘装置和可能对轴承加油和检查的部位。轴承在工作期间不需加油,因此多用于难以单独安装防尘装置和加油、
8、检查的部位。能自动调心。多用挠曲轴上和不能单独安装防尘装营和加油、检查的部位。3 简图4 HO/Z 203-91 名称及代号调心球轴承1000 无保持架两面带防尘盖的调心球辅承971000 调心液子轴承3000 两面带防尘盖带活动中挡圈的调心滚子轴承滚针轴承4000 续表1主要使用特性能自动调心,允许内外圈在相对倾斜角20,-, 30 ,因此适用于多支点挠曲轴上和能够单独安装防尘装置和加油、检查的部位。能自动调心。多用于挠曲轴上和不能单独安装防尘装置以及不能对轴承加油和检查的部位。能自动调心。多用于多支点挠曲轴上和能单独安装防尘装置以及可能对轴承加油和检查的部位。能自动调心。多用于多支点挠曲轴
9、上和不能单独安装防尘装置以及不能对轴承加油和检查的部位。不能调心。主要用于径向尺寸受限制的零件中,在径向负荷相同的情况下,与其他类型轴承比较,其外径尺寸最小。简图5 飞机摆动辅承的选择名称及代号UG型关节轴承UC型杆端轴承HB/Z 203-91 续表1主要使用特性一般用在静负荷大,摆动负荷相对于静负荷较小和要求调心角度比较大的部位。特别是UG型轴承只宜用在摆动负荷极小,甚至是受载时不摆动的部位。用于推拉抨的端部接头。在飞机摆动轴承的选择中,必须使轴承的功能特性与使用要求之间有最佳的匹配。5. 1 轴承类型的选择5. 1. 1 一般原则不同的轴承有不同的特性(见本标准第4章),因此,在轴承选择时
10、,般情况下,首先应根据轴承使用部位的功能特性和工作条件选择适当的轴承类型。通常,选择轴承类型时主要应考虑下列因素:a 负荷的大小和方向;b 负荷的性质静负荷、摆动负荷和冲击负荷hc 径向和轴向尺寸的限制;d 径向和轴向游隙的要求Pe 调心要求;f 能否进行定期润滑;s 工作环境(温度、湿度和污染情况); h 摆动速度和角度。5 RB/ Z.203-91 为了便于选择轴承的类型,表2对于各类型轴承的功能和使用特性进行了比较。5.1.2 系统用摆动轴承的选择系统用摆动轴承的最佳选择,经常受到一些特殊的限制,这些恃殊限制是为了保证系统功能而附加给轴承的。5. . 2. 1 主操纵系统用轴承主操纵系统
11、中所使用的轴承,为了防止摩擦力的显著增大,一般应选择球轴承、液子轴承和滚针铀承。操纵面的饺链和支撑铀承,以及助力器以后部分系统中的轴承对摩擦力段有严格的要求,故考虑采用关节轴承,以减小体积和减轻重量。但是为了达到设计寿甜,作肃在这些轴承上单位面积上的摆动负荷应控制在较低水平。5. 1.2. 2 辅助操纵系统用轴承辅助操纵系统中使用的轴承,除杆端轴承、轴颈轴承另作考虑外,其他轴承选择掰考虑的因素与操纵系统用铀承相同。表2飞机摆动轴承的功能和使用特性比较轴承类型球轴承i周,心滚针关节功能和滚子轴承轴承轴承使用特性深沟调心径向静负荷低L俨寺中等高承轴向静负荷低中等不允许高载能冲击负荷低中等中等高力(
12、预加载有利)振动负荷急速磨损急速磨损中等程度高预加载有利)的磨损工摆动好好好要求作换向加载条件低速转动好好好极好连续工作无影响无影响无影响可能发热调,心很有限好好不能调心好位置精度取决于固有间隙随磨损而改变6 HB;Z 203-91 续表2轴承类型球轴承调JL、滚针关17 功能和攘于轴承轴承轴承使用特性深沟调心民才无预润滑装对于高负荷要求重复要经常重复|置者要定期润维护要重复润滑润滑润滑滑刚性差中等中等好启动力短最小较小大5. 1. 2. 3 襟翼及扰流片用轴承在放下襟翼和打开扰流片而产生最大负荷时,襟翼及扰流片中的轴承的静负荷与摆动负荷相当接近,因此轴承选择的依据是轴承在摆动负荷下的寿命。5
13、.1.2.4 起落架用轴承起落架所使用的轴承分为=a 在飞机机体结构和起落架之间传递主要负荷的轴承,例如主轴颈轴承;b 不传递主要负荷的轴承,它们把起落架保持在相应的位置,其中包括安装在侧撑杆和前、后撑抨端部的轴承;c 起落架收放机构用的轴承。a、b两类铀承,基本处于受静负荷的状态,正常情况下要传递很高的负荷。除了起落架的正常收放外,结构的变形也会引起轴承的转动。因此,这两类铀承还必须能够灵活转动。在收放过程中的负荷,主要是起落架的惯性力加上气动力,通常约为前述静负荷的10%,在这种场合下,关节轴承运行很好,若有足够的空间,也可选用滚予轴承。对受冲击负荷严重并要求高可靠性的部位,应考虑选用专门
14、的轴承,例如选用GJB269中的第四组轴承。起落架收放机构用的轴承,应尽量设计成与起落架主要负荷隔离,这样轴承的选择就以摆动负荷为依据,选择轴承要考虑的因素与其他操纵系统相同c5.2 轴承型号的选择在确定了轴承类型之后,一般按照轴承予定承受的最大使用静负荷初步选择轴承的具体型号(参照本标准第6章。在选择轴承的具体型号的过程中,应当按照系统的功能特性,检查轴承的游隙是否满足要求,并选择轴承精度等级。精度等级的选择应符合GB307.1、GB304.9和GJB269的要求。在没有特殊要求的情况下,一般选用G级。S 飞机摆动轴承的强度飞机摆动轴承的强度即承载能力),除了与官本身的材料和结构形式有关外,
15、还与安装轴HB/ Z 203-91 承的壳体强度和刚度有关。为了保证轴承的正常工作,壳体应有足够的强度和刚度,为此,壳体外径D与轴承外径D的比值,建议按表3选取。表3各类轴承对壳体边距的要求D /0二三轴承类型钢b注1080MPa钢b=700MPa铝b=400MPa球轴承1. 35 1. 6 2.0 滚子、滚针、uc关节轴承1. 8 2. 2 3.3 UG关节轴承2. 1 2.5 4. 2 当亮体的强度和刚度不能满足上述要求时,轴承的强度将会降低,其结论应当通过试验来确定。6. 1 飞机摆动轴承所承受的负荷根据飞机摆动轴承的工作特点,轴承所承受的负荷主要有静负荷和摆动负荷两种。在实际使用中,上
16、述两种负荷往往又包括径向负荷和轴向负荷。6. ,. 1 等效径向负荷PdX的确定对于同时承受径向负荷和轴向负荷的轴承,无论是进行静强度检查还是摆动强度检查,都可以将其径向负荷和轴向负荷折算成等效径向负荷。此等效径向负荷由下式确定:式中:P.作用在轴承上的径向负荷Pa作用在轴承上的轴向负荷萝轴向力折算系数对于球轴承和滚子轴承Pyur和Pyua见表5至表12。对于关节轴承,y值由表4查得。p白=P. + yp. (1) y = P.,./P阳. . (2) 表4钢一钢关节轴承的轴向力折算系数p./Pr O. 1 O. 2 O. 3 0.4 O 5 0.5 y 2 3 4 5 不合适6. ,. 2
17、校核用摆动负荷Pb由于作用于轴承上的负荷往往是非常复杂的,因此,为了校核轴承的摆动强度,必须先确8 HB/ Z 203-91 定校核用摆动负荷。校核用摆动负荷可以按下面的方法确定:情况一:如果在工作期间,作用于轴承k的摆动负荷大小不变,那么此负荷即为校核用摆动负荷。情况二:如果在工作期间,作用于轴承上的摆动负荷大小是变化的,那么校核用摆动负荷的数值可按下述方法估算自a 如果负荷值的变化量不超过30%.可以取其最大值作校核用摆动负荷;b 如果负荷值的变化量比较大,可以用当量径向摆动负荷P队作校核用摆动负荷,即Pb= PdLo Pd可按下式求得:PdL = C2(n./N)Pr.6J3元. 414
18、141 . . (3) 式中:P第i级径向摆动负荷,对于联合负荷情况为第i级等效径向摆动负荷;m 对应于第i级摆动负荷的摆动次数gN 总的摆动次数N=nio 6.2 飞机摆动轴最的强度检查在检查飞机摆动轴承的强度时,应同时考虑静强度和接动强度。S. 2. 1 静强度检查飞机摆动轴承的静强度的强度条件是作用在轴承七的使用静负荷PSY应当小于或等于轴承的许用静负荷P川即:Py宅二P凡f归a. . .川. .川. . . . . . . . . . (4的当P,吁y=P,yr时.Pyu=Pyu旧r,即P良s咄i当P叮=p.叮yaB才,Pru=Py咀J 即Psr严但豆Pr沪阳u.辛a川; 当P可=Pd
19、x时,PrU二P,n飞旧蕃TRP P臼豆二P矶Y旧。6.2.2 摆动强度8. 2. 2. 1 球轴承、滚子轴承和滚针轴承球轴承、滚子轴承和滚针轴承的摆动强度用许用摆动负荷来描述。轴承的基本许用摆动负荷是根据接触疲劳发生之前,有90%的轴承的平均寿命达到2000次摆动的径向负荷确定的。如果要求寿命大于2000次摆动,则轴承上所施加的负荷应当降低。许用摆动负荷Pyub与寿命的关系如下:p.v =号. . (5) 式中:Pj. 轴承的基本许用摆动负荷(见表5王表13);L 寿命系数由图1查得)。摆动强度的条件是:p.b三至Pg. H . . (6) 轴承的基本许用摆动负荷是以内阁运动、外圈静止为依据
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- HB 203 1991 飞机 摆动 轴承 选择
