[1]Изобретение относится к ракетной технике и может найти применение в устройствах управления аэродинамическими поверхностями (рулями и пр.) летательного аппарата (ЛА) или других высоконагруженных агрегатах в машиностроении. Эти устройства содержат также требования по герметичности и работоспособности при высоких температурах.
[2]Известны устройства привода вращения аэродинамических поверхностей ЛА, содержащие вал, установленный в корпус с возможностью поворота аэродинамической поверхности, закрепленной на валу, а также подшипники с коническими роликами для тяжело нагруженных поворотных устройств транспортных средств:
[3]1. Патент 2520812 RU С1, МПК F42B 10/16. Раскрываемый руль ракеты / Шестаков С.А., Земсков В.А. - Опубл. 27.06.2014.
[4]2. Патент 2503919 RU С1, МПК F42B 10/14; F42B 10/64; F64C 13/28. Привод несущей управляющей плоскости летательного аппарата / Михеев С.Г., Белюстин Л.В., Марцун Ю.В. - 10.01.2014.
[5]3. Подшипник №2-76692/670, эскиз №548. // Подшипники качения и свободные детали: Каталог. - М.: Союзглавподшипник, 1983. - С. 200; 278.
[6]В устройствах [1; 2] раскрываемый руль состоит из фиксируемой в раскрытом положении части руля, корневой части, шарнирно соединенной со складываемой частью, закрепленной в корпусе ракеты с возможностью поворота.
[7]Устройства [1; 2], содержащие вал привода, расположенного в корпусе на подшипниках с возможностью вращения относительно своей продольной оси, обладают следующим недостатком: осевое перемещение вала ограничено фланцами вала и рычага его вращения в корпусе, что недопустимо в тяжело нагруженных приводах, не исключающих осевые нагрузки, при которых трение по металлу может привести к задирам контактирующих поверхностей и отказу узла, учитывая еще и аэродинамический нагрев зоны контакта.
[8]Подшипники [3] эксплуатируются при минимальных зазорах в роликах и с заполнением полости сепаратора пластичной смазкой, что не дает возможности применить их в таком исполнении при высоких температурах в блоке рулевого привода ракеты.
[9]Ближайшим техническим устройством, выбранным в качестве прототипа, является патент на изобретение [4. Патент №2546792 RU С1, МПК F42B 10/62, F16C 19/50. Блок рулевого привода ракеты / Шевченко В.В., Шестаков С.А., Земсков В.А, Дергачев А.А. - Опубл. 10.04.2015. Бюл. №10.] Блок рулевого привода ракеты состоит из аэродинамической поверхности и вала, соединенного с аэродинамической поверхностью, установленного в корпусе ракеты с возможностью поворота, рычага, жестко установленного на валу, рулевого агрегата, закрепленного в корпусе ракеты и шарнирно соединенного с рычагом. Механизм поворота выполнен в виде вала, установленного на цилиндрических роликах в разъемной обойме, жестко закрепленной в корпусе ракеты. Ролики размещены в сепараторах таким образом, что каждый последующий ролик расположен перпендикулярно предыдущему, за счет чего имеется возможность одним рядом роликов воспринимать нагрузки, действующие на аэродинамическую поверхность.
[10]Недостатки указанного устройства. Даже расположенные взаимно перпендикулярно цилиндрические ролики при однорядном подшипнике не обеспечивают надежного базирования вала в обойме и качения по дорожкам обоймы и вала, так как при необходимых зазорах нет препятствий перемещению цилиндрического ролика по образующей. Ролик, перемещаясь, упирается торцом в дорожку качения, скользит по ней, искажая процесс качения по образующим цилиндра: не исключены задиры контактирующих поверхностей с повышением момента вращения вала до состояния заклинивания. При указанной конструкции опорного узла привода с необходимостью увеличения тепловых зазоров и, как следствие, повышенных люфтов, трудно обеспечить герметизацию подвижных соединений вала в связи с односторонней неравномерной и переменной деформацией уплотнения.
[11]Применение конических роликов по указанной схеме размещения в блоке рулевого привода ракеты также не дает значительных преимуществ при однорядном подшипниковом узле по тем же причинам.
[12]Целью предлагаемого изобретения является создание более надежного блока рулевого привода ракеты, работающего при больших аэродинамических нагрузках, высокой окружающей температуре с обеспечением требований по герметичности привода.
[13]Осуществление поставленной цели достигается тем, что в блоке рулевого привода ракеты, состоящего из аэродинамической поверхности, вала, соединенного с аэродинамической поверхностью с возможностью поворота, механизм поворота выполнен в виде двухрядного подшипника, состоящего из внешней разъемной обоймы, вала и двух рядов роликов. Один ряд, расположенный к аэродинамической поверхности, состоит из конических роликов, размещенных в сепараторах с тепловым зазором, соответствующим требованиям по герметизации блока, а второй ряд, расположенный к рычагу, содержит игольчатые ролики [5. ГОСТ 6870-81. Подшипники качения. Ролики игольчатые. Технические условия.]. Игольчатые ролики имеют свободу осевого перемещения, в 2-3 раза превышающую осевой люфт первого ряда роликов. Каждый ряд роликов заполнен порошковой смесью графита с дисульфидом молибдена [6. Дисульфид молибдена. Технические условия: ТУ 48-19-133-90. - М.: М-во металлургии СССР, 1990.]
[14]Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлено устройство блока рулевого привода ракеты в рабочем положении, состоящее из аэродинамической поверхности 1, вала 2, соединенного с аэродинамической поверхностью 1 с возможностью поворота, рычага 3, жестко установленного на валу 2, рулевого агрегата 4, закрепленного в корпусе ракеты 5, шток 6 которого шарнирно соединен с рычагом 3. Механизм поворота выполнен в виде двухрядного подшипника, состоящего из внешней разъемной обоймы 7, жестко закрепленной в корпусе ракеты 5, вала 2 и двух рядов роликов 8, 9. Один ряд, расположенный к аэродинамической поверхности 1, состоит из конических роликов 8, размещенных в сепараторах во внешней обойме 7 с тепловым зазором, соответствующим требованиям по герметизации блока, при этом каждый последующий ролик расположен перпендикулярно предыдущему; второй ряд, расположенный к рычагу 3 механизма поворота, содержит игольчатые ролики 9 [5.], вращающиеся по упрочненным поверхностям обоймы 7 и вала 2.
[15]Принцип действия устройства
[16]Поступательное движение штока 6 рулевого агрегата 4 преобразуется во вращательное движение вала 2. Вал 2, взаимодействуя с роликами 8, 9, поворачивает аэродинамическую поверхность на требуемый угол, при этом:
[17]- игольчатые ролики 9, вращающиеся по поверхностям внешней обоймы 7 и вала 2, принимая боковую нагрузку и парируя осевое перемещение вала по роликам 8 до стабильного состояния зазоров между валом и внешней обоймой, обеспечивают устойчивые условия для тепловых зазоров и требований по герметичности;
[18]- ролики 8 за счет свободы осевого перемещения роликов 9 опираются на поверхности внешней обоймы 7 и вала 2, обеспечивая зазоры по уплотнениям стабильными как одно из условий обеспечения герметичности;
[19]- заполнение полостей подшипника по роликам 8, 9 порошковой смесью графита с молибденом гарантирует применение блока рулевого привода ракеты при температуре в зоне роликов 8 до 500°С.
[20]Таким образом, устройство в указанном исполнении гарантирует надежность блока рулевого привода ракеты: исключает заклинивание привода при вращении во всем диапазоне эксплуатации, обеспечивает герметичность по валу в пределах требований к объекту применения.
[21]Предлагаемое устройство раскрытия руля может быть выполнено с помощью стандартного оборудования и материалов отечественного производства. Таким образом, заявленное устройство соответствует критерию «промышленная применимость».
[22]Источники, принятые во внимание
[23]1. Патент 2520812 RU С1, МПК F42B 10/16. Раскрываемый руль ракеты / Шестаков С.А., Земсков В.А. - Опубл. 27.06.2014.
[24]2. Патент 2503919 RU С1, МПК F42B 10/14; F42B 10/64; F64C 13/28, В64С 13/18. Привод несущей управляющей плоскости летательного аппарата / Михеев С.Г., Белюстин Л.В., Марцун Ю.В. - Опубл. 10.01.2014.
[25]3. Подшипник №2-76692/670, эскиз №548. // Подшипники качения и свободные детали: Каталог. - М.: Союзглавподшипник, 1983. - С. 200; 278.
[26]4. Патент №2546792 RU С1, МПК F42B 10/62, F16C 19/50. Блок рулевого привода ракеты / Шевченко В.В., Шестаков С.А., Земсков В.А, Дергачев А.А. / Опубл. 10.04.2015. Бюл. №10.
[27]5. ГОСТ 6870-81. Подшипники качения. Ролики игольчатые. Технические условия.
[28]6. Дисульфид молибдена. Технические условия: ТУ 48-19-133-90. - М.: М-во металлургии СССР, 1990.
