Самолёт ULF-2

[мир]

Честно  говоря  не ожидал, что такая нагруженная часть  рамы и  без шарового  подшипника.Atas прав  , усиление необходимо, но  я  вообще  переделал  бы  этот  узел и  поставил  шаровой  подшипник.Слишком много  знакоперепенных  нагрузок на этих узлах.......

 

[nick]

подшипники в этом месте не нужны т.к. нет перемещений в ушках
разрушение произошло из-за сварки и неправильной конструкции кронштейна, ушки разнесены на 50 мм, а крепление кронштейна на 20 мм, вот из-за этого его и выворачивает.
сделать узел из Ст20 , лучше из развёртки, сварка будет только в уголках, можно увеличить толщину до 2,5-3,0 мм

 

[Pisman]

Насчет подшипника правильно. Вибрация мотора неизбежно находит слабые звенья. Усиления как правило не помогают тк вместе с прочностью увеличивают жесткость. А помогают сайлентблоки- который по науке и есть резинометаллический подшипник. А про отсутствие перемещений имея оторванное ухо уже можно не говорить.

 

[nick]

резинометаллический подшипник

это тянет на Нобелевскую премию !

 

[nick]

судя по потёртости ушка, болт М6 был "слабо затянут"
а  сайлентблоки лучше всего ставить в месте возникновения вибрации, а не за полметра от него

 

[Rafis]

Вот такая неудачка обнаружилась в Хемнице за 100 км от дома. Через горы я бы с таким дефектом не вылетел, а тут по маршруту одни поля... Долетел нормально.

однако, вы смелый пилот.

Вообще, удивительно что оторвалось нижнее ухо. Верхнее должно быть сильнее нагружено.

Я бы связал разрушение с дефектами сварки нижней проушины и, возможно, сборочными напряжениями из-за того что кронштейн, мог быть, немного перекошен относительно втулки моторамы через которую проходит болт, или же у вас был зазор между нижним ухом и "втулкой", который вы выбрали затяжкой гайки. Хотя, похоже, что зазора небыло, а была скорее обратная ситуция (судя по замятию (отпечатку "втулки") со стороны сварного шва).
И еще, если уж так варить кронштейн, то (по моему) детали основания надо было делать по длинней. Не 17+20+17, а где-то 20+20+20 хотя бы (лучше побольше, "лишнее" отрезать после сварки можно, хотя по 5 мм на сторону от ушей совсем не лишне).
В углу у вас там черт-те что получилось со сваркой, вот оно и оторвалось.

 

[KAA]

По-моему, кронштейн неудачно сконструирован. Термическое влияние сварки ослабляет металл. Мы принимали в расчётах для сварных деталей без последующей термообработки, снижение сигма вр. до 0,6 исходной.
Полагаю, лучше согнуть кронштейн и подварить стенку, как предлагал @ nick, с максимально возможныи радиусами.

 

[ikono]

Ого какой резонанс, не ожидал. Конечно, согнуть и приварить стенку будет проще. Но почему конструктор не пошёл этим очевидным путём? Видимо, достаточный радиус изгиба конструктивно не влезает. Я так рассуждал, делая всё точно по чертежам. Эта сталь - даже не хромоли, а аэрокосмическая 1.7734.5. Кроме хрома и молибдена там ещё и ванадий. Всё это для того, чтобы не требовалась термообработка детали после сварки, шов не получается менее прочным чем сама деталь. Кстати, вроде сплав этот должен хорошо гнуться. А что касается перекосов - да, они там есть, потому что моторама это мало того что стул с 8 ножками, так её еще и ведёт неминуемо после сварки 🙂 Можно было бы ножек сделать и меньше, например, три, но тогда резервирования не было бы совсем. Так что как по мне - пусть будут 8 и следить за состоянием. Я тут собираю статистику по другим Ульфам, у кого что ломается. У знакомого за 120 часов сломалось крепление генератора и бензобака, у меня за 370 часов не сломалось ни то, ни другое. Никогда не слышал, чтобы у Ульфа ломались эти кронштейны. Кстати, там с другой стороны противопожарной перегородки я обнаружил 3 трещины в деревянных уголках фермы фюзеляжа вблизи этих кронштейнов, тех, что не обклеены почему-то фанерой. Так что по-моему дело не в кронштейнах и уголках, а в повышенных вибронагрузках на них. Вот так выглядит штатный сайлентблок Ульфа. Как видим, внутри сплошная резина, так он у меня сейчас и выглядит. Недавно я узнал, что похожая конструкция сайлентблока у двигателя Sauer, однако там нет резины на стержне болта крепления в отверстии, а резиновые шайбы больше (по внутреннему диаметру чашки) и имеют коническую форму. Нужно ли говорить, насколько мягче получается такое крепление. А я ещё удивлялся, зачем нужны эти чашки! Конструктор эти чашки с Sauer передрал, а вот резину сделал по-своему, чем свёл на нет смысл существования чашек. Мне видится что решение проблемы нужно решать в сторону снижения передаваемых на фюзеляж вибраций, то есть в более мягком закреплении двигателя. А вот если просто ставить потолще металл на кронштейны, то вибрации будут передаваться на фюзеляж ещё сильнее и проблемы будут ещё серьёзнее в других местах. Если посчитать число отказов, вызванных избыточными вибрациями, то это значительно больше 50% всех отказов: из-за них я отправился на вынужденную на поле, похоронил стрелочный вольтметр, датчик давления масла, крепление стартёра, скорее всего и вторая вынужденная посадка косвенно связана с вибрациями. Если бы не вибрации, Ульф был бы весьма надёжным ЛА. Что же касается моего вылета с таким дефектом, то описание моей смелости здесь явно преувеличено: двигатель, закреплённый в 7 точках, так просто за час не отвалится. Но я их, конечно, перед вылетом внимательно проверил.

 

[ikono]

Да, и вот ещё. Болты М6 внутри кронштейнов я никогда сильно не зажимал, опасаясь избыточных нагрузок из-за перекосов. Все 4 болта были свободно продеты в кронштейнах. В результате двигатель висел на самом верхнем из них. Когда ферма моторамы несколько раз статически переопределена, то чёрт его знает что здесь будет правильно. Раньше рельсы на железной дороге не варили, а оставляли зазоры. Вроде бы, так будет правильно. Правда, теперь спокойно рельсы варят (по крайней мере, в Германии) и ничего ужасного тоже не случается.

 

[Pisman]

У Аэропракта-22 двигатель висит на 3х точках с полноценными цельнорезиновыми амортизаторами по 2 в каждой точке. И ничего не ломается и дублирование есть. Не пойму как конструктору альфа удалось впихнуть 8 ножек- но сочетание избыточного количества опор с жесткими резиновыми втулками плохой вариант- и вы уже это тоже поняли.
Но когда тряской мотор вешается мягко- могут начатмя проблемы с поплавковым карбюратором. А могут не начаться. Грань относительна

 

[ikono]

Начнутся проблемы с карбюратором - тогда будем посмотреть. Насчёт восьми точек - тут их тоже как-бы вроде четыре, но при внимательном рассмотрении в каждой точке по 2 болта и по 2 уха. Здесь в точках закрепления моторамы на фюзеляже нет амортизации вообще! А зря, потому что ее сделать можно несложно. Если у трубки моторамы на предпоследнем рисунке, через которую проходит болт M6 высверлить дно и крышку, а вместо них продеть резиновый топливный шланг подходящих диаметров, то он компенсирует перекосы и вибрации. Но 1) не хочется сверлить успешно летающую мотораму и 2) правильнее развязывать по вибрациям двигатель от моторамы, а не мотораму от фюзеляжа. Я только что посчитал: с начала августа прошлого года я налетал на Ульфе за год 123 часа. Это больше, чем другие Ульфы налетали за всю их жизнь, каждый в отдельности. Так что жаловаться мне не приходится, а приходится варить и думать, думать и варить. Кронштейн уже заварен в исходном виде и мотор снова установлен, хоть сейчас можно вылетать. Болт М6 я теперь на нём затянул. И сколько уже мыслей есть как ещё уменьшить вибрации, но никогда не знаешь чем это обернётся, поэтому, кроме естественной лени есть еще "Don't touch the running system", и эта комбинация успешно побеждает многие инновации. Мы все помним, как из Фиата благодаря инновациям получились Жигули. Поэтому вроде и мысли есть, много, а стрёмно что-то радикально менять. Например, если поставить амортизирующий шланг, то болты М6 будут нагружены гораздо сильнее на изгиб, а поломка такого болта сразу означает, если не поход на вынужденную, то по крайней мере на посадку с подбором. А в моём случае всё не только обошлось, я даже благополучно дотянул до дома. Так что...

 

[ikono]

... наварил шов потолще и увидим что будет через следующие 370 часов.

 

[KAA]

Видимо, достаточный радиус изгиба конструктивно не влезает. 

Судя по чертежу, внутренний радиус гиба =3 толщинам влезет, а это уже достаточно много для стали.

Да, и вот ещё. Болты М6 внутри кронштейнов я никогда сильно не зажимал, опасаясь избыточных нагрузок из-за перекосов. Все 4 болта были свободно продеты в кронштейнах. В результате двигатель висел на самом верхнем из них.

А вот это-зря! Зажимать надо, конечно без дури, дабы не сминать дерево.

Если у трубки моторамы на предпоследнем рисунке, через которую проходит болт M6 высверлить дно и крышку, а вместо них продеть резиновый топливный шланг подходящих диаметров, то он компенсирует перекосы и вибрации. 

О, так там вообще какой-то АДЪ наворочен! 😱 Имеет смысл именно так- снести эти донышки нафиг, и вставить шланги. Площадь контакта получается большая. Думаю, резина выдержит.

 

[ikono]

А вот это-зря! Зажимать надо, конечно без дури, дабы не сминать дерево.

К дереву идут два горизонтальных на чертеже болта они всегда были затянуты, а теперь я затянул длинный вертикальный. Это чревато дополнительными нагрузками из-за неодинаковой высоты кронштейнов, и хотя моторама - хитрая ферма с не всеми замкнутыми поясами (для разгрузки напряжений), но всё равно трубки моторамы очень жёсткие. А насчёт шлангов - болт не предназначен для работы на изгиб, он должен работать на срез, именно как на чертеже. Посчитать болт на изгиб вроде несложно, но если учесть вибрации неизвестной амплитуды и вызываемые ими усталостные разрушения - тут вообще непонятно, как считать. Или поставить М8 чтобы с запасом? Резина, конечно, выдержит, куда она денется. Менять шланги иногда.

 

[Суханов А.Н.]

У Аэропракта-22 двигатель висит на 3х точках

Pisman, слово двигатель, в Вашем предложении, необходимо выделить жирным шрифтом  🙂 Т.е. ...У Аэропракта-22, двигатель ...  🙂 И именно поэтому на 3-х. К этому топику, Ваше замечание не имеет никакого отношения. Ни по количеству точек подвеса, ни по вибрациям.  :🙂

 

[ikono]

Края трубки будут опираться на кронштейн, а при вибрациях в этом месте начнётся хороший износ, потому что двигатель с винтом под 80 кг весят. Протрут к чёрту нижнее ухо кронштейна часов через 20.

Не даром на автомобилях ставят в основном четырёхцилиндровые, хоть они и сложнее - это именно против вибраций. На самолёте по соображениям веса, может иметь нишу и двухцилиндровый. На Визе -то как-то вибрации побороли, и ресурс там еще тот. Это, по сути, тот же двигатель, но чуть поменьше: http://www.furfur.me/furfur/heros/h...z-pustyni-peredelav-svoyu-mashinu-v-mototsikl

 

[Суханов А.Н.]

Края трубки будут опираться на кронштейн, а при вибрациях в этом месте начнётся хороший износ, потому что двигатель с винтом под 80 кг весят. Протрут к чёрту нижнее ухо кронштейна часов через 20.

Надо найти возможность, верхние трубки сделать в горизонтальной плоскости, Развернуть узел на 90 град. Пусть работают болты на перетирку  🙂 А сам кронштейн, который крепится к деревянной ферме, сделать буквой "Г". Т.е.  с креплением на вертикальную и горизонтальную стенки первого шпангоута фермы.

 

[ikono]

Там внутри фюзеляжа ещё стальной противокронштейн в виде буквы Г к боковой стенке, так что всё нормально. А перевернуть узлы на 90 градусов это в принципе правильно, я тоже уже думал. Но там по ширине проблема, т. е. надо снижать ширину кронштейна, получается уже заметно другая конструкция моторамы. Совершенствовать можно всё, но какой ценой. Я понимаю, что я жуткий консерватор, но экспериментировать по мелочам, рискуя здоровьем, я боюсь. Я смелый, но не до такой же степени. Поэтому воплощаю инновации только после тщательнейшего анализа и то если после него очевиден явный выигрыш и если точно нет опасности снизить надёжность, то есть воплощается, максимум, 10 % идей. Потому что иначе-лучше ну его. По причине непросчитываемости усталости болта идея со шлангом отправится, скорее всего, в долгий ящик.

Стратегия борьбы за увеличение наработки на отказ пока останется прежняя: надёжный конструктивно непрокручиваемый приводной шкив с резиновым демпфером (пока проблема найти сырую резину, т. к. то что мне прислали это какой-то прорезиненный фитиль, короче - ерунда) ну и совершенствование штатных сайлентблоков. Все остальные проблемы это следствия, а нужно бороться с причиной, не отвлекаясь на множство вылезающих там и тут отказов, то есть восстанавливать их до прежнего состояния и не заморачиваться. Сделаю запасной гнутый кронштейн и буду его с собой на всякий случай возить, чтобы не пришлось искать в поле аргоновую сварку.

 

[KAA]

К дереву идут два горизонтальных на чертеже болта они всегда были затянуты, а теперь я затянул длинный вертикальный.

Я не так понял изначально. :-[

А насчёт шлангов - болт не предназначен для работы на изгиб, он должен работать на срез, именно как на чертеже. Посчитать болт на изгиб вроде несложно, но если учесть вибрации неизвестной амплитуды и вызываемые ими усталостные разрушения - тут вообще непонятно, как считать.

Вы правы, изгиб нежелателен. Но прикинуть напряжения от него можно. Имеем 2-х опорную балку с равномерно распределённой нагрузкой. Нагрузку можно взять приходящуюся от веса двигателя, умноженного на макс. перегрузку и коэффициент безопасности + нагрузку от крутящего момента ,умноженную на коэффициент 2 кажись (могу тут ошибаться). И есть для материалов так называемый предел выносливости-напряжение не вызывающее разрушения при некотором числе циклов нагружения. 10 млн. например.

Края трубки будут опираться на кронштейн, а при вибрациях в этом месте начнётся хороший износ, потому что двигатель с винтом под 80 кг весят. Протрут к чёрту нижнее ухо кронштейна часов через 20.

Подложить тонкие шайбы из закалённой стали. И менять периодически, если такая проблема будет (не факт) 😉

 

[ikono]

Почему плавность работы 4-цилиндрового двигателя в разы лучше чем у 2-цилиндрового: в первом каждые полоборота в одном из цилиндров постепенно горит и плавно расширяется горючая смесь. В 2-цилиндровом коленвал в течении полуоборота ускоряется, а еще полоборота - тормозится, т. е. разница в плавности работы огромна, особенно если, по сути, без маховика. Тут не поможет упругий элемент вроде обсуждавшегося выше, который упруго проворачивается на 10 градусов, это будет капля в море. Он должен проворачиваться на пол-оборота, а вторые пол-оборота крутить винт и сжимать смесь вместо двигателя.