Was ist der Zweck der "Welle" und des "Blocks" in diesen zwei verschiedenen Motorkardangelenken?

Nehmen wir das zweite Bild für den F1-Motor - die Situation ist ähnlich für SSME, obwohl auf seinen Bildern alles "auf dem Kopf" steht.

„Sitz“, „Körper“ und „Block“ sind drei Teile, die sich gegeneinander drehen.

Der Block kann sich um die Welle in der X-Achse drehen. Der Körper kann sich um den Block in der Y-Achse drehen.

Die Z-Achse bleibt fixiert, da sich der Block nicht 'über' die Welle drehen kann und die flachen Bereiche an seinen Seiten verhindern, dass sich der Körper um den Block dreht.

Das ist alles für die Rotation. Jetzt gibt es eine Translation, die in allen 3 Achsen, jeweils in zwei Richtungen, eingeschränkt werden muss.

Die höchste Belastung ist die Kompressionsbelastung entlang der Z-Achse, wenn der Motor zündet. Somit drückt die Unterseite des Blocks gegen den Sitz und überträgt die größte Last. Die entgegengesetzte Zugbelastung, da der Motor vor dem Zünden am Boden der Rakete hängt, wird über die Schnittstelle zwischen der Bodenfläche des Blocks und der inneren sphärischen Oberfläche des Körpers und dann vom Block auf die Welle übertragen.

Die X- und Y-Translation ist weniger von Bedeutung, aber die Sitzblock-Schnittstelle verhindert dies immer noch - indem sie sie in eine viel schwächere Zugbelastung umwandelt, die entweder durch die Wellenblock-Baugruppe verhindert oder durch den Schub des Motors, der a ausübt, vollständig negiert wird Druckbelastung.

Der Gimbal erfüllt folgende Funktionen:

1. Ermöglicht dem Motor, unter Schub um einen einzelnen Punkt zu kardieren, wenn er von den Schubvektor-Steueraktuatoren angetrieben wird. Es ist wünschenswert, die Reibung zu minimieren, um die erforderliche Aktuatorkraft/-größe zu minimieren.
2. Verhindert die Drehung des Motors um seine Schubachse und verhindert, dass andere Komponenten diese Torsionslast aufnehmen.
3. Stützt das Motorgewicht während Bedingungen ohne Schub und verhindert, dass sich der Motor unter dem "Rückprall"-Zustand löst, der auftritt, wenn der Motor abschaltet.
4. Ermöglicht die Einstellung des tatsächlichen kardanischen Mittelpunkts relativ zur Schubachse, wenn der Motor in das Fahrzeug eingebaut ist.
5. Verfügt über Funktionen zum Abbau der Torsion an den Schnittstellen zum Motor und Fahrzeug.

All diese Funktionen sind auf dem Bild zu sehen. Der "Sitz" ist das Merkmal, das die primäre Schublast aufnimmt und um das sich der Motor gemäß Punkt 1 dreht. Der "Block und die Welle" nehmen die Torsion auf und verhindern eine Drehung zwischen der oberen und der unteren Hälfte des Kardanrahmens gemäß Punkt 2. Der untere Wie bereits erwähnt, bietet die Vertiefung in Kombination mit dem Block und der Welle die Kontaktfläche für den Rückwärtsschub gemäß Punkt 3. Die Einstellschrauben an den Seiten ermöglichen die Einstellung des Kardanrings gemäß Punkt 4. Die großen Laschen an der Ober- und Unterseite übertragen das Drehmoment in die angrenzende Struktur gemäß Punkt 5.

Das „Fabroid“ ist eine reibungsarme PTFE-Gewebeapplikation, die die Reibung an den gleitenden Kontaktpunkten reduziert.

Siehe Explosionszeichnung hier: ebay com/itm/Apollo-Saturn-VF-1-Engine-Gimbal-Rocketdyne/

Zuleitungen von Kerosin und LOX sind viele Fuß von der Mitte entfernt, so dass die Drehung des F-1-Motors (Rollen) durch die Welle und den Block auf fast Null beschränkt ist.
Beachten Sie die kleine Ladefläche auf der Unterseite des Blocks, die das Aufhängen eines der vier kardanisch aufgehängten 18.000-Pfund-F-1-Motoren am Saturn-V unterstützt, der fünfte mittlere Motor ist starr. Das Block-Pad sitzt auf einer kleinen konkaven Vertiefung innerhalb der 10-Zoll-Halbkugel und befindet sich auch am selben Knotenpunkt wie die Schubachse für Gieren und Nicken. Der Block hat auch eine innen geklebte Fiberglas-Teflon-Hülse, um das Galgen mit dem Schaft zu kontrollieren.