Bezsmarowna i bezobsługowa technologia łożysk w modelu skrzydełkowym do pomiarów przepływu

W ramach projektu DFG Collaborative Research Centre 401 "Flow Influence and Flow-Structure Interaction on Aerofoils", w Instytucie Aeronautyki i Astronautyki na Uniwersytecie RWTH w Akwizgranie przeprowadzane są pomiary wirowości w śladach po płatach. Tak zwane skrzydło referencyjne (półrozpiętość 675 mm, solidna konstrukcja, materiał: X42Cr13) służy jako obiekt pomiarowy. Ten model półskrzydła miał zostać zmodyfikowany w ramach prac badawczych. Celem było zbadanie wiroprądowości aeroplanu za pomocą tej nowej aplikacji w wewnętrznym kanale cyrkulacji wody oraz w kanale oporu DST w Duisburgu. W przypadku powodzenia, zastosowanie tego systemu w praktyce przyniosłoby korzyści ekonomiczne i związane z bezpieczeństwem dla lotnictwa cywilnego. Jednym z głównych elementów projektu było opracowanie skrzyni biegów. Łożysko tego zespołu musiało być szczególnie odpowiednie do stosowania w kanale cyrkulacji wody bez wykazywania oznak korozji. Istniało jednak wiele innych wymagań dotyczących łożysk. Musiały być jak najmniejsze, aby zminimalizować wpływ na przepływ, działać bezobsługowo przez długi czas (bez korozji, niewrażliwe na kurz i brud), być jak najbardziej bezluzowe i wolne od wibracji, generować tylko umiarkowaną ilość ciepła i być opłacalne.

Zgodnie z metodami teoretycznymi, w trakcie rocznego projektu przeprowadzono testy z różnymi przekładniami i łożyskami polimerowymi iglidur® w celu określenia najbardziej odpowiedniego rozwiązania dla tego zadania. Wybrano napęd z paskiem zębatym w połączeniu z łożyskami ślizgowymi. System jest napędzany przez połączenie wału z wałem drążonym, który jest połączony z modelem u nasady skrzydła za pomocą łożyska ślizgowego o dużych wymiarach (łożysko swobodne), a w końcówce skrzydła za pomocą łożyska ślizgowego w kształcie muszli (łożysko stałe). Oprócz kół pasowych z pasami zębatymi, na wale znajdują się dwie tarcze, które są podparte osiowo na łożyskach ślizgowych, które z kolei są zabezpieczone przed poślizgiem osiowym za pomocą płyty napinającej umieszczonej między pasami. Płytka napinająca ma również na celu utrzymanie stabilności tarczy i zastosowanie wstępnego naprężenia paska rozrządu. Dzięki zastosowaniu plastikowych łożysk ślizgowych możliwe było utrzymanie niskich kosztów produkcji niestandardowego produktu. Łożysko ślizgowe spełnia wymagania dotyczące niskiego luzu, niskich wibracji i umiarkowanego wytwarzania ciepła. Materiały organiczne są również odporne na korozję.