Технические статьи

ГлавнаяТехнические статьиФланцыПрименение → Монтажные фланцы. Соединительные фланцы ГОСТ для космонавтики и авиации.

Монтажные фланцы. Соединительные фланцы ГОСТ для космонавтики и авиации.

Редуктор авиационного винтового двигателя. Монтажные фланцы.

Редуктор авиационного винтового двигателя. Монтажные фланцы.

Фланцы в космонавтике и авиации применяются в качестве крепёжных деталей, передающих крутящий момент валов. Совсем недавно, 1-го июля 2011 года, в России вступили в действие два новых переводных адаптированных стандарта. Эти стандарты регламентируют проектирование и размеры монтажных фланцев шлицевых валов для аэрокосмической техники.

Дата публикации: 6 июля 2011

Автор: Дроздов М.В., ООО «Инженерный Союз»

Разместите статью о трубопроводах в данном каталоге
Ваша информация на каталоге технических статей

Фланцы в авиации и космонавтике

Фланцы применяются не только в магистральных трубопроводах, в нефтегазовой отрасли, в химической промышленности и в энергетике. Фланцы необходимы даже таким требовательным отраслям промышленности, как авиация и космонавтика: настолько удобным является принцип фланцевого соединения.

В авиации и космонавтике, как, впрочем, и в других отраслях промышленности, существует дифференциация функций оборудования. Отдельные функции обычно выполняют отдельные агрегаты. Агрегатам для работы необходима энергия. Необходимую энергию иногда можно получить из вращательной кинетической энергии двигателя, передаваемой посредством редуктора. Крутящий момент вращения двигателя или редуктора воспринимает привод агрегата при помощи монтажного соединительного фланца.

Соединение фланцами обеспечивает несколько важных характеристик:

  • простоту конструкции фланцев (один из принципов авиации: чем проще конструкция детали, тем она надёжнее),
  • разъёмность фланцевого соединения,
  • минимальность соединительных деталей.

Шлицевое соединение

Рисунок 1. Шлицевое соединение.

Монтажные фланцы — крепёжные детали, которые могут применяющиеся в шлицевом соединении валов агрегатов.

Шлицевое соединение (зубчатое соединение) применяется для передачи крутящего момента с вала на отверстие, называемое охватывающей поверхностью. При этом соединяемые детали могут перемещаться соосно друг относительно друга. Шлицевое соединение, обладая высокой надёжностью, применяется в авиации и космонавтике.

По форме профиля зубьев шлицевая передача может быть:

  • прямобочной (прямоугольный профиль зубцов),
  • эвольвентной (профиль зубцов близок к трапецевидной форме),
  • треугольной.

Каким образом совместно со шлицевыми соединениями могут использоваться фланцы?

Фланцы шариковых гаек шлицевых валов

Шлицевой вал с шариковой втулкой и монтажным фланцем

Рисунок 2. Шлицевой
вал с шариковой
втулкой и монтажным
фланцем

Необходимость в применении фланцевого соединения может возникнуть при конструировании валов различных агрегатов. Стальные фланцы или фланцы из других материалов дают возможность, сохранив цельность вала, осуществить радиально скрепление деталей с отступом от внешнего контура вала.

На рисунке 2 представлено шлицевое соединение с шариковой фланцевой втулкой. Втулка с фланцем может перемещаться по оси вала, но не может вращаться вокруг него. Эта простая и доступная система линейного перемещения позволяет комбинировать поступательное и вращательное движение.

Расположенные в шариковой гайке шарики передают вращающий момент, совершая при этом плавное прямолинейное движение по точно отшлифованным каналам, проточенным в вале. Такие соединения надёжны в условиях сильных вибраций.

Кроме фланцевого соединения авиационного оборудования, к фланцу такого шлицевого вала могут присоединяться фланцы следующих устройств:

  • фланцы стоек и манипуляторов промышленных роботов,
  • фланец вала автопогрузчика,
  • фланцы устройств переноса,
  • фланцы автоматических транспортировочных систем,
  • фланцы аппаратов для литья шин,
  • стальной фланец шпинделя машины для точечной сварки,
  • фланец направляющего вала высокоскоростной автоматической машины для нанесения покрытий,
  • фланец клепального станка,
  • фланец лебедки для натяжения проволоки,
  • фланец поворотной головки электроэрозионного станка,
  • фланец вала главного привода шлифовального станка,
  • фланец шестерни передачи,
  • фланец вала точного совмещения.

В начало

Фланцы шариковых гаек шлицевых ротационных валов

Ротационный шлицевой вал с шариковой втулкой и монтажным фланцем

Рисунок 3. Ротационный
Шлицевой вал с 
шариковой втулкой
и монтажным
фланцем

Шлицевой вал с фланцевой гайкой — легкий и компактный узел, обладающий шариковой гайкой с круговыми каналами качения шариков и упорным подшипником. Гайка содержит монтажный фланец.

Ротационный вал не передаёт через внешний фланец крутящего момента. Крутящий момент передаётся через внутренний фланец.

Подобные шлицевые соединения валов фланцами применяются также в авиации и космонавтике.

В начало

Новейшие стандарты на фланцы валов двигателей и редукторов в авиации и космонавтике

Специфика аэрокосмического машиностроения заключается в сложности и высоких требованиях к оборудованию. По этой причине сложно организовать производство всех деталей аппарата силами одного предприятия. Различные агрегаты изготавливаются различными производителями. Но в этом случае без однозначных договорённостей о присоединительных размерах устройств их проектирование и изготовление может удлиняться и усложняться вследствие множественных взаимных согласований производителей. Создание общепринятых стандартов на монтажные фланцы и другие присоединительные детали значительно ускоряет время проектирования, изготовления, приёмки и ввода в эксплуатацию оборудования.

Здесь можно провести аналогию с трубопроводным транспортом. Фланцы ГОСТ являются общепринятыми соединительными деталями трубопроводов. Существует множество других стандартов на фланцы: АТК, ОСТ, ANSI, ASME, DIN, EN, AWWA, MSS, API, CSA, JIS и многие другие. Внимание, уделяемое фланцам в стандартизации, объяснимо важностью унификации фланцевых соединений. Фланцы труб, литые фланцы трубопроводной арматуры, присоединительные фланцы сосудов и аппаратов, фланцы насосов и другого трубопроводного оборудования должны иметь одинаковые геометрические размеры.

Итак, единообразие и стандартизация соединительных деталей (как трубных фланцев ГОСТ, так и монтажных фланцев ГОСТ) имеет следующие преимущества:

  • унификация требований, обеспечивающих надёжность фланцев,
  • уменьшение числа конструкторских расчётов и испытаний фланцев,
  • возможность фланцевого присоединения различного оборудования в разное время к одному двигателю или редуктору,
  • уменьшение числа согласований производителей фланцев монтажных, агрегатов и двигателей/редукторов.

Стандарты ISO 8399 на монтажные фланцы для авиации и космонавтики уже несколько лет назад были одобрены ISO, отделом ISO/TC 20, Aircraft and space vehicles.

ISO 8399 на монтажные фланцы для аэрокосмического применения используется в настоящее время в нескольких аэрокосмических программах или в нескольких странах; подходит для новых / будущих проектов; не дублирует другие стандарты международного использования, не конфликтует с существующими ИСО на фланцы для аэрокосмических аппаратов; стандарт на монтажные фланцы ISO 8399 доступен на английском и французском языках; организация-основатель стандарта согласилась с редакцией ISO.

В России эти стандарты подготовлены ФГУП «НИИСУ» на основе собственного адаптированного перевода стандарта ISO 8399-1:1998 «Aerospace — Accessory drives and mounting flanges (Metric series) — Part 1: Design criteria».

В начало

Монтажные фланцы ГОСТ для авиации и космонавтики

ГОСТ Р ИСО 8399-1-2010. Критерии проектирования фланцев

Фланец привода агрегата

Рисунок 4. Фланец привода агрегата.

ГОСТ Р ИСО 8399-1-2010 имеет название «Авиация и космонавтика. Присоединения агрегатов к изделию. Вспомогательные приводы и монтажные фланцы. (Метрическая серия). Часть 1. Критерии проектирования». Название стандарта на английском языке: «Aerospace. Accessory connection to the product. Accessory drives and mounting flanges (Metric series). Part 1. Design criteria»

Дата введения в действие — 01.07.2011.

Этим стандартом устанавливаются критерии проектирования для приводов агрегатов и монтажных фланцев, обеспечивающих возможности быстрого присоединения и отсоединения, предназначенных для эксплуатации в двигателях/редукторах и агрегатах двигателей.

В этом стандарте описываются:

  • установка агрегата на двигатель при помощи монтажных фланцев и его снятие,
  • соединительные трубки и установочные штифты или валики крутящего момента,
  • шлицевые приводы,
  • уплотнение соединительных трубок и центрирующей поверхности,
  • и другие требования.

На рисунке 4 представлен фланец ГОСТ привода агрегата, где:

  • 1 - диаметр центрирующей поверхности,
  • 2 - длина выступания валика со шлицом,
  • 3 - опорная поверхность.

В начало

ГОСТ Р ИСО 8399-2-2010 Размеры фланцев

ГОСТ Р ИСО 8399-2-2010 является второй частью описываемого стандарта и называется «Авиация и космонавтика. Присоединения агрегатов к изделию. Вспомогательные приводы и монтажные фланцы (метрическая серия). Часть 2. Размеры».

В английском оригинале ISO 8399-21998 название звучит как «Aerospace. Accessory connection to the product. Accessory drives and mounting flanges (Metric series). Part 2. Dimensions».

Дата введения в действие 01.07.2011

Фланцы приводов агрегатов. Конструкция и размеры фланцев. Чертёж фланцев.

Рисунок 5. Чертеж монтажных присоединительных фланцев двигателя (или редуктора) и фланцев приводов агрегатов.
Конструкция и размеры фланцев.

На рисунке 5 приведён основной чертёж из второй части стандарта на монтажные фланцы ГОСТ Р ИСО 8399-2-2010.

Далее в этой части стандарта приводится таблица размеров присоединительных фланцев, конструкция и размеры для монтажных фланцев в соединении с установочными штифтами, конструкция и размеры соединительных трубок, конструкция и размеры смазываемых и несмазываемых эвольвентных шлицев.

В начало

Заключение

Таким образом, фланцы ГОСТ находили и будут находить применение в различных отраслях машиностроения. Описанные примеры использования фланцев для передачи крутящего момента посредством шлицевого соединения — не предел применения фланцев.

В начало

Получив доступ к данной странице, Вы автоматически принимаете Пользовательское соглашение.

Рейтинг@Mail.ru
Rambler's Top100