книги / Основы конструирования авиационных двигателей и энергетических установок. Т. 3 Зубчатые передачи и муфты. Пусковые устройства. Трубопроводные и электрические коммуникации. Уплотне
.pdfГлава 12. Обвязка авиационных ГТД
Жгутом называется изделие, состоящее из двух или более проводников (проводов, кабе лей), скрепляемых в пучок сплетением, связы ванием или каким-либо иным способом, и дру гих составных частей (электрических соедини телей, клемм, наконечников ит.п.). Электри ческие провода объединяют в жгуты с чисто технологической целью: создается возможность их предварительного комплектования, скрепле ния и защиты; уменьшается трудоемкость мон тажа на двигателе в связи с одновременной прокладкой нескольких проводов. Однако с уве личением числа проводов в жгуте увеличивает ся его диаметр и количество ответвлений. Это повышает трудоемкость изготовления и про кладки, присоединения и эксплуатации жгута. Становится трудно вписать его в ограниченное монтажное пространство двигателя, демонтиро вать для ремонта, восстановить повреждение. Кроме того, увеличиваются геометрические размеры электрических соединителей, что
всвою очередь, вызывает трудность их закреп ления и сочленения-расчленения. На практике 40...50 проводов или диаметр 30...40 мм жгута считается оптимальным. Если по одной трассе прокладывается большее количество проводов, их целесообразно распределить между несколь кими отдельными жгутами.
Жгуты ЭК скрепляют внешней защитной обо лочкой. В зависимости от типа оболочки жгуты ЭК могут быть жесткого или гибкого исполнения.
Жесткие трубочные оболочки изготавливают обычно из алюминиевых труб. Их применяют
вслучаях, когда требуется герметизация элект рической проводки, защита ее от воздействия значительных растягивающих усилий. Достоин ством таких оболочек является то, что они од новременно служат экранами от внешних элект ромагнитных полей и предохраняют двигатель от распространения пожара в случае загорания проводов при их коротком замыкании.
Металлические трубы не нашли широкого применения, так как они увеличивают массу, габариты ЭК и создают технологические труд ности их изготовления и монтажа (необходи мость изгибов по точным размерам, специ
альной обработки концов труб и ответвлений). В эксплуатации жесткие трубочные оболочки затрудняют осмотр, проверку и ремонт электри ческих коммуникаций.
Гибкие трубочные оболочки изготавливают из пластиковых трубок. Такие оболочки полу чили наибольшее распространение для защиты электрожгутов в местах, где провода могут подвергаться воздействию воздушных потоков, гидрожидкости, горюче-смазочных материалов
и механических повреждений. В настоящее вре мя в качестве трубочных оболочек широко при меняется термоусаживаемая трубка Радпласт (см. подразд. 12.2.2.2.4).
К гибким оболочкам относятся также лен точные оболочки, которые изготавливают из раз личных синтетических лент типа ЛЭТСАР (см. подразд. 12.2.2.2.4). Такие оболочки хоро шо защищают провода жгутов от воздействия влаги, топлив, масел, повышенной температуры. К достоинствам ленточных оболочек можно от нести также их технологичность и ремонтопри годность: они могут быть намотаны на любой участок жгута или легко сняты со жгута, когда возникает необходимость ремонта жгута в эксп луатации.
С целью предотвращения перемещений при вибрациях, которые неизбежны при работе двигателя, электрожгуты крепятся к корпусным деталям и трубопроводам. Широкое распрост ранение для крепления электрожгутов получили одинарные и парные колодочные хомуты, а так же хомуты пластинчатого типа, аналогичные применяемым для крепления трубопроводов (см. рис. 12.11).
12.2.2.2.2. Электрические провода
Электрические связи между элементами электрических систем двигателя осуществля ются с помощью различных типов электропро водов. В настоящее время в ЭК двигателя, в основном, применяются медные провода. Они обладают высокой электропроводностью, хоро шей механической прочностью, легко соединя ются с электрическими соединителями, нако нечниками, клеммами и т.п.
Провода ЭК двигателя должны удовлетво рять требованиям, предъявляемым к ЭК в це лом, иметь минимальную массу, минимальный наружный диаметр и обладать необходимой гибкостью. Изоляция проводов не должна вос пламеняться и поддерживать горение, а также слипаться в жгутах; должна быть стойкой к воз действию керосина, бензина и масел; должна сохранять эластичность и гибкость при высоких и низких температурах. Провода должны быть также стойкими к воздействию бактерий, спо собных разрушать изоляцию.
По типу токопроводящей жилы медные мон тажные провода разделяются на однопроволоч ные и многопроволочные, состоящие из отдель ных тонких проволок, скрученных в жилу. Более широкое применение нашли провода с многопро волочными жилами, так как отличаются более высокой гибкостью и более устойчивы к вибро перегрузкам.
116
Многопроволочные провода выполняют по двум системам скрутки жил: гибкой, особо гибкой.
Многопроволочные гибкие провода применя ются для неподвижной прокладки, где тре буется повышенная гибкость при монтаже. Мно гопроволочные особо гибкие провода применя ются для прокладки по подвижным элементам конструкций агрегатов и двигателя.
Электрическая изоляция, тепловая и хими ческая стойкость проводов обеспечиваются со ответствующими изоляционными покрытиями токонесущих жил проводов.
Выбор площади поперечного сечения мон тажных проводов ЭК производится в соответ ствии с требованием обеспечения механической прочности и в зависимости от токовой нагрузки.
При необходимости защиты ЭК от внешних электрических полей монтажные провода ЭК помещаются в экранирующие оплетки, которые изготавливаются из медных или стальных про волок.
Взонах повышенных температур (до +300 °С)
вЭК применяются специальные теплостойкие провода. Жилы теплостойких проводов покрыва ются никелем, серебром или другими металлами и сплавами, а изоляция изготавливается из стек лоткани или других теплостойких материалов.
Для монтажа систем зажигания применяются специальные провода высокого напряжения. Такие провода должны иметь высокую электрическую прочность изоляции.
12.2. Конструкция обвязка
В табл. 12.2 приведены основные типы и ха рактеристики проводов, получивших широкое рас пространение в ЭК двигателей.
12.2.2.2.3. Электрические соединители
Электрические соединители - это электро технические изделия, которые предназначены для соединения и рассоединения электрических цепей в обесточенном состоянии. Электричес кие соединители нашли широкое применение в ЭК современных двигателей. Они позволяют быстро и одновременно соединять или рассое динять многопроводные жгуты в местах кон структивных и технологических разъемов дви гателя, обеспечивают надежный электрический контакт, достаточную механическую прочность электрического соединения.
Комплект электрического соединителя со стоит из вилки и розетки. Вилка и розетка могут быть как блочного исполнения (с фланцем для крепления к прибору или технологической перегородке), так и кабельного исполнения (с па трубком для присоединения к проводам или кабелям). Вилка является ответной частью ро зетки. Электрическое соединение вилки и ро зетки осуществляется контактами типа штырьгнездо, к хвостовым частям которых методом пайки или обжимки подсоединяют провода жгу тов. Правильность электрического соединения обеспечивается конструкцией электрических соединителей, сочленение которых возможно только водном положении (на вилке имеется
Т аблица 12.2
Основные технические характеристики некоторых типов проводов
№ |
Характеристика, тип провода |
БФС-0,5 |
БИФЭЗ-Н-2хО,5 |
МСЭО 3x0,5 |
|
п/п |
|||||
|
|
|
|
||
1 |
Материал токопроводящей жилы - |
1 |
1 |
2 |
|
|
медная никелированная проволока (1), |
|
|
|
|
|
медная посеребренная проволока (2) |
|
|
|
|
2 |
Количество жил и сечение жил провода |
1x0,5 мм2 |
2x0,5 мм2 |
3x0,5 мм2 |
|
3 |
Количество и диаметр проволок жилы |
19x0,18 мм |
19x0,18 мм |
19x0,18 мм |
|
4 |
Шаг скрутки изолированных жил, мм |
- |
32...65 |
60 |
|
5 |
Рабочее напряжение и частота тока |
-250 В, 6000 Гц |
-250 В, 2000 Гц |
100...500 В |
|
|
|
|
или = 350 В |
|
|
6 |
Электрическое сопротивление изоляции |
0,5x10’ |
3x101 |
2x106 |
|
|
(на 1 м длины), МОм |
|
|
|
|
7 |
Температура окружающей среды, °С |
-60...+200 |
-60...+200 |
-60...+200 |
|
8 |
Минимальная наработка проводов, ч |
30 000 |
30 000 (из них 5000 |
100 000 |
|
|
|
|
при t = 200 °С) |
(при t =100 °С) |
|
9 |
Провода не распространяют горение |
+ |
+ |
+ |
117
Глава 12. Обвязка авиационных ГТД
шпонка, а на розетке - прорезь под нее). Вза имная неподвижность соединителей в рабочем (сочлененном) положении обеспечивается нали чием накидной гайки на вилке, которая после навинчивания на корпус розетки контрится проволокой во избежание самоотвинчивания.
Впоследнее время широкое применение на ходят самоконтрящиеся соединители. Накидная гайка таких соединителей имеет храповый ме ханизм. Усилие, которое необходимо приложить для отворачивания такой гайки больше, чем для заворачивания.
По форме корпуса электрические соедините ли подразделяются на прямоугольные и цилинд рические. В ЭК двигателей в настоящее время применяются цилиндрические соединители, по скольку они более удобны для компактного рас положения отдельных проводов и жгутов.
Взависимости от целевого назначения по ус ловиям эксплуатации электрические соедините ли выпускаются в негерметичном и герметич ном исполнении.
По типу соединения вилки и розетки различа
ют соединители резьбового (рис. 12.12; 12.14)
ибайонетного (рис. 12.13) соединения. Резьбовое соединение осуществляется сое
динением по резьбе вилки и розетки с помощью специальной накидной гайкой.
Байонетное соединение - это быстровыпол няемое соединение вилки и розетки посредст вом осевого перемещения по пазам и поворота вилки (или розетки) относительно ответной
части с последующей фиксацией их взаимного положения. Байонетное соединение осуществля ется быстрее, чем резьбовое, но в настоящее время в ЭК двигателя байонетное соединение применяется ограниченно из-за низкой надеж ности в эксплуатации - не обеспечивается требуе мая устойчивость к виброперегрузкам и, сле довательно, надежный электрический контакт.
По типу соединения контактов с проводами выпускаются соединители с паяемыми контак тами и с обжимными. Контакты соединителей могут иметь покрытие из различных металлов - никеля, серебра, платины, золота. Электричес кие соединители с обжимными контактами име ют более низкую трудоемкость присоединения проводов к контактам, меньшую массу (отсут ствует припой), более высокую надежность (провода не подвергаются нагреву). Контакты соединителей, покрытые золотом, в меньшей мере подвержены коррозии и воздействию дру гих неблагоприятных факторов, вследствие чего обеспечиваются более качественные контакты электрических цепей.
Внастоящее время при выборе электричес ких соединителей для ЭК двигателя предпочте ние отдается самоконтрящимся электрическим соединителям резьбового соединения с золоче ными контактами под обжимку.
Втабл. 12.3 приведены основные техничес кие характеристики соединителей, нашедших широкое применение в ЭК современных двига телей.
2 |
1 |
3 |
4 |
5 |
6 |
2 |
1 |
3 |
5 |
Рис. 12.12. Соединители:
а - типа ШПЛМ с прямым патрубком; б - типа 2РМТ с угловым патрубком; 1 - изолятор; 2 - корпус; 3 - контакт (гнездо); 4 - гайка; 5 - патрубок; 6 - прижим
118
Глава 12. Обвязка авиационных ГТД
Т абл и ц а 12.3
Основные технические характеристики некоторых типов соединителей
№ |
Характеристика |
|
Тип соединителя |
|
|
|
|
|
|
||
п/п |
|
РРН25М |
СНЦ28 |
||
|
2РМДТ |
||||
|
|
||||
1 |
Тип - низкочастотные низковольтные |
+ |
+ |
|
|
|
цилиндрические с резьбовым сочленением |
|
|
|
|
2 |
Исполнение - всеклиматическое |
+ |
+ |
+ |
|
3 |
Покрытие контактов - серебрение (1), |
1 |
1 |
3 |
|
|
золочение (2), никелирование (3) |
|
|
|
|
4 |
Способ соединения проводов |
+ |
— |
+ |
|
|
с контактами - пайка (+), обжатие (-) |
|
|
|
|
5 |
Усилие расчленения, Н |
54 |
49 |
о |
|
NO |
00 |
||||
6 |
Сопротивление изоляции в нормальных |
1000 |
1000 |
1000 |
|
|
условиях, МОм |
|
|
|
|
7 |
Минимальный ток, мА |
lx l0 J |
1x10"* |
|
|
8 |
Минимальное напряжение, мВ |
1 |
4x10‘! |
|
|
9 |
Диапазон вибраций, Гц |
1...5000 |
1...600 |
1...5000 |
|
10 |
Ускорение вибраций g, не более |
40 |
10 |
40 |
|
11 |
Температура окружающей среды, °С |
-60..+100 |
-60..+200 |
-60..+155 |
|
12 |
Минимальная наработка, ч |
1000 |
100 000 |
100 000 |
|
|
|
|
(при /=105 °С) |
(при / = 105 °С) |
|
13 |
Срок сохраняемости, лет |
12 |
15 |
15 |
|
14 |
Число сочленений-расчленений |
500 |
200 |
500 |
|
Серия 983
+
+
2
+
45
5000
5...3000
40 -60..+260
100 000 (при/= 105 °С) 15
500
- марка «Б» (лента белого цвета), предназ начена для применения в интервале температур от -50 до +200 °С (кратковременно до +250 °С).
Резиностеклоткань РЭТСАР (ТУ 38.103172-80):
Р- резиностеклоткань, Э - электроизоляционная, Т - термостойкая, СА - самослипающаяся,
Р- радиационной вулканизации. Резиностеклоткань предназначена для при
менения в качестве изоляции элементов элект рических жгутов, работающих в условиях повы шенной влажности и температурном интервале от -50 до +250 °С.
Резиностеклоткань имеет те же характерис тики, что и лента ЛЭТСАР, но обладает боль шей прочностью.
Резиностеклоткань выпускается двух марок:
-марка «А» - с двухсторонним резиновым покрытием;
-марка «Б» - с односторонним резиновым покрытием.
Термоусаживаемая трубка типа Радпласт (ТУ 6-19-051-555-85).
Термоусаживаемые трубки изготавливаются на основе полиолефинов. При нагреве трубки ее диаметр уменьшается до 50 % от первоначаль ной величины, что обеспечивает плотное обле гание проводов (жгутов проводов).
Термоусаживаемые трубки предназначены:
-для монтажа и ремонта кабелей, электри ческих жгутов;
-для защиты паяного и обжимного соеди нения контактов электрических соединителей;
-для защиты жгутов от механических по вреждений и попадания на изоляцию проводов топлива, масел, растворителей, воды, песка, снега, гидрожидкостей в процессе эксплуатации жгутов;
-в качестве маркировочных бирок отдель ных проводов и жгутов.
12.2.2.3. Неисправности электрических коммуникаций
С ростом сложности электрических систем и, соответственно, ЭК современных ГТД воз растает интенсивность отказов ЭК в эксплуа тации.
120