一种用于航空刹车机轮的防抱死活塞组件及设计方法与流程

本发明涉及航空刹车，具体涉及一种用于航空刹车机轮的防抱死活塞组件及设计方法。

背景技术：

1、我国现代航空刹车机轮多采用弹簧套式自动调隙机构的活塞组件，该活塞组件集施加刹车、活塞复位和自动调隙功能于一体，可在飞机施加刹车压力时及时伸出，压紧各刹车盘产生制动力矩，卸除刹车压力时，活塞及时自动缩回，且随着刹车盘的磨损，能够自动调节活塞的伸出长度，自动调节刹车间隙，在刹车盘寿命期内保证每次刹车的灵敏度。

2、经过多年应用发现，在刹车盘寿命期内，弹簧套式自动调隙机构在使用过程中可能出现异常调隙的现象，即刹车盘磨损比较小或未磨损时，加压状态下弹簧套自动调隙，导致刹车间隙变小甚至为0，表现为活塞不回位现象。不回位的活塞组件会导致刹车状态无法完全解除，始终具有一定的制动效果，若不及时排除，会使刹车盘温度持续升高，造成机构的热损伤，甚至导致飞机偏航或爆胎的风险，给飞机带来安全隐患。

3、因此，需要提供一种用于航空刹车机轮的防抱死活塞组件及设计方法以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种用于航空刹车机轮的防抱死活塞组件及设计方法，以解决现有的刹车盘磨损比较小或未磨损时，加压状态下弹簧套自动调隙，导致刹车间隙变小甚至为0，表现为活塞不回位现象。不回位的活塞组件会导致刹车状态无法完全解除，始终具有一定的制动效果，若不及时排除，会使刹车盘温度持续升高，造成机构的热损伤，甚至导致飞机偏航或爆胎的风险，给飞机带来安全隐患的问题。

2、本发明的一种用于航空刹车机轮的防抱死活塞组件及设计方法采用如下技术方案：包括：

3、衬套，其一端用于和汽缸座的活塞腔连接，其中部设置有多个用于刹车介质进出的通孔；

4、活塞，其为一侧开口的空心壳体，其开口端套设在衬套内且能在衬套内滑动，且开口内圈上可拆卸连接有挡盖；

5、密封组件，用于对活塞和衬套，以及衬套和活塞腔进行密封；

6、套筒，其顶部为中心孔，其底部的外圈设置有支撑台；

7、弹簧套和支撑衬套，设置在套筒内；

8、弹性件，设置在支撑台与挡盖之间

9、以及拉杆，其一端穿过衬套和挡盖后，依次穿设在活塞内的套筒的中心孔、弹簧套和支撑衬套内，其另一端设置有用于盖设衬套端口的衬套盖。

10、优选地，衬套的一端的外径上设置有螺纹，所述螺纹用于和汽缸座的活塞腔连接。

11、优选地，弹性件采用弹簧，弹簧套设在套筒的外圈上，且弹簧的一端与支撑台接触，弹簧的另一端与挡盖接触。

12、优选地，活塞的开口端通过螺纹与挡盖连接。

13、优选地，衬套背离其螺纹段的一侧的径向设置有环状凸台，环状凸台用于对衬套和活塞腔之间的第一密封件进行限位，衬套的内壁设置有安装第二密封件的安装槽。

14、优选地，第一密封件和第二密封件均采用橡胶圈。

15、一种用于航空刹车机轮的防抱死活塞组件的设计方法，包括：

16、根据预设的刹车力和刹车压力，确定活塞的外径；

17、根据气缸的返回压力和活塞外径，获取弹簧的弹力；

18、根据弹簧的弹力，确定弹簧套与拉杆的摩擦力，以及弹簧套的长度；

19、根据预设的刹车盘磨损量确定支撑衬套的长度；

20、根据弹簧套和支撑衬套对应的长度，确定套筒的内腔深度；

21、根据活塞的外径、弹簧的弹力、弹簧套与拉杆的摩擦力、弹簧套的长度、支撑衬套的长度以及套筒的内腔深度，设计得到防抱死活塞组件。

22、优选地，获取活塞的外径的步骤为：

23、

24、式中，d1表示活塞的外径；

25、f1表示刹车力；

26、p1表示刹车压力；

27、p3表示损失压力。

28、优选地，弹簧的弹力满足的条件为：

29、

30、式中，f2表示弹簧的弹力；

31、d1表示活塞的外径；

32、p2表示气缸的返回压力。

33、优选地，还包括：活塞组件与刹车盘的刹车间隙，小于或者等于无刹车压力作用时挡盖与套筒端面之间的间隙。

34、本发明的有益效果是：

35、通过在防抱死活塞组件设计时，设计为弹簧套与支撑衬套的长度之和小于套筒的内腔深度；刹车时活塞在压力作用下伸出压紧刹车盘，在较大压紧力作用下使刹车装置零件在轴向产生变形；在出现活塞不回位现象时，活塞异常移动压紧刹车盘，此时金属件存在弹性变形需要恢复，在泄压后，刹车盘在金属件的弹性变形恢复作用下压住活塞向远离刹车盘的方向移动，带动套筒回退，实现松刹车，活塞与刹车盘之间的压紧力大幅减小，产生的刹车摩擦力矩也大幅减小，从而避免带刹车着陆导致的飞机刹车拖胎、爆胎及机轮过热，进而降低飞机的着陆安全风险。

技术特征：

1.一种用于航空刹车机轮的防抱死活塞组件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于航空刹车机轮的防抱死活塞组件，其特征在于，衬套(1)的一端的外径上设置有螺纹，所述螺纹用于和汽缸座(12)的活塞腔连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于航空刹车机轮的防抱死活塞组件，其特征在于，弹性件采用弹簧(8)，弹簧(8)套设在套筒(5)的外圈上，且弹簧(8)的一端与支撑台接触，弹簧(8)的另一端与挡盖(4)接触。

4.根据权利要求1所述的一种用于航空刹车机轮的防抱死活塞组件，其特征在于，活塞(3)的开口端通过螺纹与挡盖(4)连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于航空刹车机轮的防抱死活塞组件，其特征在于，衬套(1)背离其螺纹段的一侧的径向设置有环状凸台，环状凸台用于对衬套(1)和活塞腔之间的第一密封件(9)进行限位，衬套(1)的内壁设置有安装第二密封件(10)的安装槽。

6.根据权利要求1所述的一种用于航空刹车机轮的防抱死活塞组件，其特征在于，第一密封件(9)和第二密封件(10)均采用橡胶圈。

7.一种用于航空刹车机轮的防抱死活塞组件的设计方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的一种用于航空刹车机轮的防抱死活塞组件的设计方法，其特征在于，获取活塞(3)的外径的步骤为：

9.根据权利要求7所述的一种用于航空刹车机轮的防抱死活塞组件的设计方法，其特征在于，弹簧(8)的弹力满足的条件为：

10.根据权利要求7所述的一种用于航空刹车机轮的防抱死活塞组件的设计方法，其特征在于，还包括：活塞组件(11)与刹车盘的刹车间隙，小于或者等于无刹车压力作用时挡盖与套筒端面之间的间隙。

技术总结本发明涉及航空刹车技术领域，具体涉及一种用于航空刹车机轮的防抱死活塞组件及设计方法，该方法包括：根据预设的刹车力和刹车压力，确定活塞的外径；获取弹簧的弹力；确定弹簧套与拉杆的摩擦力，以及弹簧套的长度；确定套筒的内腔深度；得到防抱死活塞组件。本发明在出现活塞不回位现象时，活塞异常移动压紧刹车盘，此时金属件存在弹性变形需要恢复，在泄压后，刹车盘在金属件的弹性变形恢复作用下压住活塞向远离刹车盘的方向移动，带动套筒回退，实现松刹车，活塞与刹车盘之间的压紧力大幅减小，产生的刹车摩擦力矩也大幅减小，从而避免带刹车着陆导致的飞机刹车拖胎、爆胎及机轮过热，进而降低飞机的着陆安全风险。技术研发人员：周世民,娄金涛,张万顺,赵博鑫,吕雪,李密,刘钊受保护的技术使用者：西安航空制动科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/26