一種碳剎車機輪的制作方法
【專利摘要】一種碳剎車機輪，在輪轂內腔筒壁表面周向均勻布置有軸向伸展的碳質導軌。在剎車殼體筒體外表面上，周向均勻布置有軸向伸展的碳質導軌。所述的碳質導軌采用碳-碳復合材料制造，并固定在導軌臺上。本實用新型的輪轂采用碳質導軌，并給剎車殼體安裝碳質導軌，改善了碳盤與輪轂導軌和剎車殼體導軌的接觸聯接性質，避免了現有技術存在的潛在問題，提高了飛機碳剎車機輪的固有使用可靠性安全性。本實用新型充分發揮了碳剎車機輪的技術優勢，具有明顯的技術、戰術和經濟效益。
【專利說明】一種碳剎車機輪
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種飛機起落裝置，具體是一種改善碳剎車盤鍵槽聯接性質的飛機剎車機輪。
【背景技術】
[0002]機輪是飛機起落架的組成部分，配裝有航空輪胎和剎車裝置，安裝在起落架支柱底端輪軸上，供飛機起飛、著陸滑跑，縮短著陸滑跑距離，使飛機盡快停止下來，以及操縱飛機地面滑行轉彎和支撐飛機用。飛機剎車機輪性能的優劣直接關系到飛機的使用安全。碳剎車機輪是指帶有碳剎車的機輪。從剎車過程摩擦生熱、吸熱和散熱的角度看，參與摩擦的剎車盤組通常稱為熱庫、熱堆或熱潭。碳剎車是指剎車盤熱庫完全采用碳-碳復合材料制造的剎車裝置，較鋼剎車具有重量輕、能載高、剎車平穩和耐磨損等突出優點，在現代先進飛機上得到廣泛應用，大大提高了飛機技術使用性能和可靠性安全性。碳-碳復合材料制造的剎車盤:壓緊盤，動盤，靜盤和承壓盤都是整體盤，將摩擦元件、結構件和吸熱體的功能集為一體。由于碳-碳復合材料的強度比金屬材料的低，比較脆弱，正是這種特點，為防止在安裝機輪時損壞碳盤鍵槽，動盤鍵槽邊緣必須安裝鋼架子之類金屬結構件進行保護。靜盤鍵槽通常不裝配鋼夾子。使用發現，在多次反復剎車后，受輪轂鋼導軌撞擊力、熱應力和高溫燒蝕作用，鋼夾子和鉚釘出現裂紋、剝落、掉快，造成輪轂和碳盤損壞，剎車失效。如果鋼夾子和鉚釘脫落飛出，擊傷飛機油箱、襟翼等要害部位和操縱機構，將引發連鎖反應，最終很可能導致一場災難。鋼夾子成為碳剎車的一個潛在的薄弱點危險點。靜盤鍵槽與剎車殼體凸鍵直接接觸，凸鍵作為導軌因高溫氧化和電化學腐蝕表面變得粗糙，造成鍵槽側面異常磨損和偏磨，鍵槽尺寸變寬，不得不提前退出使用或報廢。如果靜盤鍵槽異常磨損問題不能及時發現排除，也會導致碳盤損壞，釀成事故。解決靜盤鍵槽異常磨損問題的一個措施是給靜盤鍵槽裝配鋼夾子。但是，這不僅增加重量和工藝復雜性，又會帶來像動盤鋼夾子出現的問題。鋼導軌受機械應力擠壓和熱應力作用以及高溫蠕變發生局部變形和表面腐蝕變得粗糙，使碳盤沿鋼導軌表面移動受阻或卡滯，引起機輪剎車不靈敏或出現松剎車卡滯，為飛機正常運行帶來不安全因素。為了提高碳剎車機輪的使用可靠性安全性，迫切需要對碳剎車盤鍵槽聯接性質改進。
【發明內容】
[0003]為克服現有技術中存在的不安全因素，本發明提出了一種碳剎車機輪。
[0004]本發明在機輪輪轂的內腔筒壁圓周表面均布的多個輪轂導軌臺上分別固定有輪轂導軌，該輪轂導軌長度方向的中心線與輪轂的中心線平行。剎車裝置的動盤通過位于該動盤外圓周上均布的多個鍵槽分別與所述各輪轂導軌配合。所述的輪轂導軌采用碳-碳復合材料制造。本發明在剎車殼體筒壁外部圓周表面均布的多個剎車殼體導軌臺上分別固定有剎車殼體導軌，該剎車殼體導軌長度方向的中心線與剎車殼體的中心線平行。
[0005]所述輪轂導軌與剎車殼體導軌的結構相同，其橫截面均為U形或平底V形或直槽V形，分別為U形導軌或平底V形導軌或直槽V形導軌。并且所述平底V形槽的V形槽兩側內側壁之間的夾角為10?30°，并且該平底V形槽導軌槽底部的寬度與機輪導軌臺的寬度相適應。所述直槽V形導軌兩側槽壁外表面與該V形槽的內槽底之間的夾角為95?105° ;所述直槽V形導軌兩側槽壁內表面與該V形槽的內槽底之間的夾角為90°。
[0006]所述剎車殼體導軌的鍵合面與剎車裝置靜盤鍵槽相適應；輪轂導軌的鍵合面與剎車裝置動盤鍵槽相適應。
[0007]剎車裝置包括氣缸座、熱庫和剎車殼體。剎車殼體是一個帶有法蘭盤的圓筒狀零件。在剎車殼體一端裝配有氣缸座。氣缸座是一個環狀板件，周向布置有活塞。氣缸座用適當方式固定在剎車殼體上。氣缸座采用鋁合金鍛件制造。剎車殼體作為剎車機架，一端固定裝配氣缸座。剎車殼體筒體外表面上，周向均勻布置有軸向伸展的碳質導軌并固定在剎車殼體導軌臺上。碳質導軌插在剎車裝置靜盤鍵槽中。在氣缸座和法蘭盤之間，裝有交替布置的壓緊盤，動盤，靜盤，動盤和承壓盤構成的熱庫。熱庫件用碳-碳復合材料制造。壓緊盤，動盤，靜盤和承壓盤是一種環狀板件，在壓緊盤、靜盤和承壓盤的內圓周邊緣上和在動盤的外圓周邊緣上，均勻分布有鍵槽，壓緊盤、靜盤和承壓盤的鍵槽套在輪轂的碳質導軌上，動盤的鍵槽套在剎車殼體的碳質導軌上。剎車殼體用適當方式固定在起落架輪軸上。剎車殼體采用合金鋼鍛件制造。
[0008]在機輪組件中有一個帶輪緣的圓筒狀輪轂本體，轂部裝有軸承，輪轂筒壁外面裝配航空輪胎，充氣后由輪緣限位。輪轂筒壁、輻板和轂部形成的空間用來容納剎車裝置。在輪轂內腔筒壁表面上，周向均勻布置有軸向伸展的碳質導軌，并固定在輪轂導軌臺上。碳質導軌插在剎車裝置動盤鍵槽中。輪轂采用鋁合金鍛件制造。本發明將與剎車裝置碳盤鍵槽聯接接觸的鋼件改為與碳盤同質或近似同質的碳件，實現碳盤鍵槽的軟性聯接接觸。
[0009]剎車時，活塞在液壓力作用下伸出，推動壓緊環和壓緊盤軸向移動，將動盤、靜盤和承壓盤緊壓在一起，產生摩擦力矩，實現機輪剎車制動目的。解除剎車壓力，活塞復位，動盤和靜盤脫開，機輪松開剎車。
[0010]由于本發明的輪轂采用碳質導軌，并給剎車殼體安裝碳質導軌，該導軌具有重量輕、高溫不軟化變形等優點，改善了碳盤與輪轂導軌和剎車殼體導軌的接觸聯接性質，避免了現有技術存在的潛在問題，提高了飛機碳剎車機輪的固有使用可靠性安全性。給壓緊環鍵槽裝配碳墊，減小了剎車殼體碳質導軌的磨損。本發明充分發揮了碳剎車機輪的技術優勢，具有明顯的技術、戰術和經濟效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]附圖1是本發明的一種碳剎車機輪剖面圖。
[0012]附圖2是不同導軌的截面形狀本意圖，其中，圖2a是U形導軌，圖2b是V形導軌，圖2c是V形直槽導軌。圖中:
[0013]1.輪轂；2.活動輪緣；3.半卡環；4.軸承；5.輪轂導軌；6.沉頭螺釘；7.輪轂導軌臺；8.氣缸座；9.剎車殼體；10.法蘭盤；11.活塞；12.螺栓；13.剎車殼體導軌；19.承壓盤；15.剎車殼體導軌臺；16.壓緊盤；17.動盤；18.靜盤。
【具體實施方式】[0014]本實施例是一種某型機的碳剎車機輪，包括一個機輪組件和一個安裝在機輪組件內腔中的剎車裝置。機輪組件由一個帶輪緣的圓筒狀輪轂I本體和一個活動輪緣2組成，活動輪緣2用卡環3固定在輪轂I上，轂部裝有軸承4，通過軸承4將機輪固定支承在起落架輪軸上。輪轂I的筒壁外面裝配航空輪胎，充氣后由輪緣限位。輪轂筒壁、輻板和轂部形成的空間用來容納剎車裝置。其特征在于，在機輪輪轂的內腔筒壁圓周表面均布的多個輪轂導軌臺7上分別固定有輪轂導軌5，該輪轂導軌長度方向的中心線與輪轂的中心線平行。剎車裝置的動盤17通過位于該動盤外圓周上均布的多個鍵槽分別與所述各輪轂導軌配合。所述的輪轂導軌采用碳-碳復合材料制造。在剎車殼體9筒壁外部圓周表面均布的多個剎車殼體導軌臺15上分別固定有剎車殼體導軌13，該剎車殼體導軌長度方向的中心線與剎車殼體的中心線平行。剎車裝置的靜盤通過位于該靜盤內圓周上均布的多個鍵槽分別與所述各剎車殼體導軌配合。
[0015]所述的輪轂導軌5和剎車殼體導軌13均采用西安航空制動科技有限公司在申請號為201310289734.1的發明創造中提出的槽形導軌。所述輪轂導軌與剎車殼體導軌的結構相同，其橫截面均為U形或平底V形或直槽V形，分別為U形導軌或平底V形導軌或直槽V形導軌，使所述的導軌能夠與機輪輪轂上的導軌臺配合。
[0016]所述U形導軌內側壁與該U形槽槽底之間的夾角為90°，所述U形槽導軌外側壁與該U形槽槽底之間的夾角為90°。
[0017]所述平底V形導軌槽兩側內側壁之間的夾角為10?30°。并且該平底V形槽導軌槽底部的寬度與機輪導軌臺的寬度相適應。
[0018]所述V形直槽導軌兩側槽壁外表面與該V形槽的內槽底之間的夾角為95?105°，所述V形直槽導軌兩側槽壁內表面與該V形槽的內槽底之間的夾角為90°。
[0019]本實施例中，所述輪轂導軌5和剎車殼體導軌13均為U形槽輪轂導軌。
[0020]輪轂導軌5的鍵槽與輪轂導軌臺7相適應，亦為U形槽。輪轂導軌5的鍵合面，即外形與剎車裝置動盤鍵槽相適應，為U形鍵。
[0021]剎車裝置包括氣缸座8、熱庫和剎車殼體9。剎車殼體9是一個帶有法蘭盤10的圓筒狀零件。在剎車殼體9 一端裝配有氣缸座8。氣缸座8是一個環狀板件，周向布置有活塞11以及復位和調隙機構。氣缸座8用適當方式，本例用螺栓12固定在剎車殼體9上。氣缸座8采用鋁合金鍛件制造。剎車殼體9作為剎車機架，一端固定裝配氣缸座8。剎車殼體9筒體外表面上，周向均勻布置有軸向伸展的剎車殼體導軌13，所述的剎車殼體導軌13采用碳-碳復合材料制造，用沉頭螺釘固定在剎車殼體導軌臺15上。剎車裝置的靜盤通過位于該靜盤內圓周上均布的多個鍵槽分別與所述各剎車殼體導軌配合。
[0022]剎車殼體導軌13的鍵槽與剎車殼體導軌臺15相適應，為U形槽。本實施例剎車殼體導軌臺15為直面導軌，剎車殼體導軌13的鍵槽采用直槽。碳質導軌13的鍵合面，即外形與剎車裝置靜盤鍵槽相適應，為U形鍵。
[0023]在氣缸座8和法蘭盤10之間，裝有交替布置的壓緊盤16、第一動盤17、靜盤18、第二動盤17和承壓盤19構成的熱庫。壓緊盤16和承壓盤19在性質上也是靜盤，和靜盤18 一樣，是不能圍繞輪軸轉動的盤子。第一動盤17和第二動盤17是能圍繞輪軸轉動的盤子。熱庫件用碳-碳復合材料制造。壓緊盤16，兩個動盤17，靜盤18和承壓盤19是一種環狀板件，在壓緊盤16、靜盤18和承壓盤19的內圓周邊緣上和在動盤17的外圓周邊緣上，均勻分布有鍵槽，壓緊盤16、靜盤18和承壓盤19的鍵槽套在輪轂的碳質導軌5上，動盤17的鍵槽套在剎車殼體的剎車殼體導軌13上。
[0024]壓緊盤16、靜盤18和承壓盤19的內圓周邊緣上和動盤17的外圓周邊緣上開設的鍵槽，分別與所述剎車殼體導軌13和輪轂導軌5相適應，為U形槽
[0025]所述的碳-碳復合材料熱庫件按現有技術制造。本實施例采用準三維針刺碳氈預制體，化學氣相滲透密化，高溫處理，防氧化處理，最后機械加工的工藝流程制造。碳-碳復合材料剎車盤密度要求L 75g/cm3以上，具有一定的結構強度和優良的摩擦磨損性能。
[0026]剎車殼體9通過螺栓固定在起落架輪軸上。剎車殼體9采用合金鋼鍛件制造。
[0027]本發明所述的碳剎車機輪工作過程是:剎車時，活塞11在液壓力作用下伸出，推動壓緊盤16軸向右移，將第一動盤17、靜盤18、第二動盤17和承壓盤19緊壓在一起，產生摩擦力矩，實現機輪剎車制動目的。解除剎車壓力，活塞11在回力彈簧作用下復位，壓緊在一起的剎車盤組脫開，機輪松開剎車。
【權利要求】
1.一種碳剎車機輪，其特征在于，在機輪輪轂的內腔筒壁圓周表面均布的多個輪轂導軌臺上分別固定有輪轂導軌，該輪轂導軌長度方向的中心線與輪轂的中心線平行；剎車裝置的動盤通過位于該動盤外圓周上均布的多個鍵槽分別與所述各輪轂導軌配合；在剎車殼體筒壁外部圓周表面均布的多個剎車殼體導軌臺上分別固定有剎車殼體導軌，該剎車殼體導軌長度方向的中心線與剎車殼體的中心線平行；剎車裝置的靜盤通過位于該靜盤內圓周上均布的多個鍵槽分別與所述各剎車殼體導軌配合；所述的輪轂導軌采用碳-碳復合材料制造；所述的剎車殼體導軌采用碳一碳復合材料制造。
2.如權利要求1所述一種碳剎車機輪，其特征在于，所述輪轂導軌與剎車殼體導軌的結構相同，其橫截面均為U形或平底V形或直槽V形，分別為U形導軌或平底V形導軌或直槽V形導軌。
3.如權利要求2所述一種碳剎車機輪，其特征在于，所述平底V形導軌的V形槽兩側內側壁之間的夾角為10?30°，并且該平底V形導軌槽底部的寬度與機輪導軌臺的寬度相適應；所述直槽V形導軌兩側槽壁外表面與該直槽V形導軌的內槽底之間的夾角為95?105° ;所述直槽V形導軌兩側槽壁內表面與該V形導軌的內槽底之間的夾角為90°。
4.如權利要求1所述一種碳剎車機輪，其特征在于，剎車殼體導軌的鍵合面與剎車裝置靜盤鍵槽相適應；輪轂導軌的鍵合面與剎車裝置動盤鍵槽相適應。
【文檔編號】B64C25/36GK203601561SQ201320475308
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年8月5日 優先權日:2013年8月5日
【發明者】何永樂 申請人:西安航空制動科技有限公司