直升机旋翼弹性轴承失效影响分析.pdf

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1、总第169期2011年第4期直升机技术HELICOPTERTECHNIQUETotalNo．169No．42011文章编号：1673—1220(2011)04-016-05直升机旋翼弹性轴承失效影响分析覃海鹰1，贾良现1，杨华高2(1．中国直升机设计研究所，江西景德镇333001；2．海军驻景德镇地区航空军事代表室，江西景德镇333000)摘要介绍了球柔性旋翼弹性轴承的结构特点及工作模式，从直升机球柔性旋翼的几种典型工作状态对弹性轴承进行了受力分析，分析了弹性轴承失效后对直升机安全的影响。关键词直升机；弹性轴承；失效影响中图分类号：V215．5+6文献标识码：ATheFailureInflue

2、nceAnalysisofHelicopterRotorElastomericSphericThrustBearingQINHaiyin91，．HALiangxialll，YANGHuaga02(1．ChinaHelicopterResearchandDevelopmentInstitute，Jingdezhen333001，China；2．MilitaryRepresentativeOfficeofNavyinJingdezhen，Jingdezhen333000，China)AbstractStructurecharacteristicandworkmodeofspheriflexheli

3、copterrotorelastomericsphericthrustbeatingwagintroduced，theloadofelastomericsphericthrustbearingwasanalyzedformseg·eralrepresentativeworkstateofhelicopterspheriflexrotor，influencetosafetyofhelicopterafterthefailureofelastomericsphericthrustbearingWasanalyzed．Keywordshelicopter；elastomericsphericthru

4、stbearing；failureinfluence0引言球面推力弹性轴承(弹性轴承)是星型柔性桨毂和球柔性桨毂的核心弹性元件，它取代了传统铰接式桨毂的挥舞铰、摆振铰和变距铰，在承受桨叶旋转所产生的巨大离心力的同时实现桨叶的挥舞、摆振和变距运动。弹性轴承在桨毂上的应用简化了桨毂结构，降低了桨毂制造成本，提高了桨毂的使用寿命，使桨毂的维护十分简便。弹性轴承由大接头、小接头和金属隔片与橡胶复合而成的弹性体叠层组成(图1)。金属隔片与橡胶通过粘结形成弹性体，大接头、小接头与弹性体叠层通过粘结形成一个整体。弹性轴承通过弹性体叠层的承受压缩和径向载荷的能力承受桨叶的离心力和挥舞摆振载荷，通过弹性体叠层中

5、的橡胶的剪切变形实现大、小接头问的相对扭转和弯曲变形。弹性轴承的关键部分是由金属隔片和橡胶复合而成的弹性体叠层，弹性轴承承受的所有载荷均要收稿日期：2011-07-19作者简介：罩海鹰(1971一)，男，湖北利川人，研究员，主要从事旋翼总体设计、主桨毂设计、尾桨毂设计及相关专业的预先研究工作。2011年第4期覃海鹰，贾良现，杨华高：直升机旋翼弹性轴承失效影响分析。17。通过弹性体叠层传递，承受的所有变形均通过弹性体叠层中的橡胶的剪切变形实现。其受力特点是能承受很大的压缩载荷，几乎不能承受拉伸载荷；在承受很大的压缩载荷时，可以承受较大的径向载荷；在承受较小的压缩载荷时，可以承受的径向载荷很小。弹

6、性轴承在使用中会由于弹性体叠层的橡胶疲劳或是制造缺陷等原因发生失效，图2为两种典型的失效模式。弹性轴承失效后会对直升机造成怎样的影响，是用户及维护人员十分关心的问题。本文对弹性轴承在直升机几种典型工况下的受力进行了分斩，分析了弹性轴承失效后对直升机的影响，提出了弹性轴承失效后相应的处理措施和使用建议。r_II■．曼曼●—-__--胶层局部开裂桔站屡脱粘田2弹性轴承两种典基的失效羹式1弹性轴承受力分析态弹性轴承受力有所不同。1．1旋翼不装桨叶时弹性轴承受力分析由于弹性轴承的弯曲刚度一般可以克服桨毂支臂重力引起的弯矩，此处假定桨毂支臂下限动块未与下限动环接触。下限动装置不起作用。图3为弹性轴承在旋

7、翼的受力示意图，显然在不装桨叶的情况下，弹性轴承不承受压缩载荷。弹性轴承的力平衡方程如下：Fl+C=O(1)肘+G·L=O(2)凰3中：F。：中央件支臂对弹性轴承小接头的径向支反力；G：桨毂支臂重力；M：弹性轴承弹性所受的弯矩；L：桨毂支臂重心到弹性轴承球心的距离。圈3弹性轴承受力分析(不装桨叶l1．2旋曩装桨叶不旋转时弹性轴承受力分析在桨叶重力作用下，下限动块与限动环接触，下限动装置起作用，图4