飛機(jī)起落架液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、飛機(jī)起落架液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄 TOC o 1-5 h z 前言1 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 1緒論2 HYPERLINK l bookmark11 o Current Document 1.1液壓系統(tǒng)工作原理設(shè)計(jì)2 HYPERLINK l bookmark19 o Current Document 1.2確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)2 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 1.3選擇液壓附件，開展對(duì)新研制附件的設(shè)計(jì)工作3 HYPERLINK l bookmark31 o Current Document

2、 1.4液壓系統(tǒng)的安裝調(diào)試3 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 2液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)與要求4 HYPERLINK l bookmark37 o Current Document 2.1使用方面要求42.1.1不同的操縱特點(diǎn)42.1.2不同的操縱順序4 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 2.2工作環(huán)境要求4 HYPERLINK l bookmark43 o Current Document 2.3外載荷4 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 2.4性能

3、要求5 HYPERLINK l bookmark51 o Current Document 2.5可靠性要求5 HYPERLINK l bookmark57 o Current Document 2.6重量要求5 HYPERLINK l bookmark63 o Current Document 3液壓系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)與參數(shù)初步估算63.1原理圖6 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 3.2液壓系統(tǒng)原理方案說(shuō)明7 HYPERLINK l bookmark69 o Current Document 3.3系統(tǒng)基本可靠性估算7 HYPERLINK l

4、bookmark72 o Current Document 4系統(tǒng)主要參數(shù)的確定與估算9 HYPERLINK l bookmark75 o Current Document 4.1選擇系統(tǒng)所用液壓油9 HYPERLINK l bookmark78 o Current Document 4.2選取系統(tǒng)工作壓力等級(jí)與系統(tǒng)工作溫度范圍94.2.1系統(tǒng)壓力確定94.2.2系統(tǒng)主參數(shù)給定10 HYPERLINK l bookmark85 o Current Document 4.3確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的參數(shù)104.3.1液壓缸設(shè)計(jì)104.3.2 確定液壓泵參數(shù)154.3.3溢流閥設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書簽。5確定系統(tǒng)

5、其他附件與指標(biāo)要求錯(cuò)誤!未定義書簽。5.1選取其它閥錯(cuò)誤!未定義書簽。5.2油箱的確定與散熱面積估算錯(cuò)誤!未定義書簽。5.2.1系統(tǒng)散熱功率計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書簽。5.2選擇濾油器錯(cuò)誤!未定義書簽。6結(jié)論錯(cuò)誤!未定義書簽。參考文獻(xiàn)錯(cuò)誤!未定義書簽。附錄A錯(cuò)誤!未定義書簽。附錄B錯(cuò)誤!未定義書簽。刖言任何人造的飛行器都有離地升空的過(guò)程，而且除了一次性使用的火箭導(dǎo)彈和不需要回 收的航天器之外，絕大部分飛行器都有著陸或回收階段。對(duì)飛機(jī)而言，實(shí)現(xiàn)這一起飛著陸 功能的裝置主要就是起落架。起落架就是飛機(jī)在地面停放、滑行、起飛著陸滑跑時(shí)用于 支撐飛機(jī)重力，承受相應(yīng)載荷的裝置。簡(jiǎn)單地說(shuō)，起落架有一點(diǎn)象汽車的車輪

6、，但比汽車 的車輪復(fù)雜的多，而且強(qiáng)度也大的多，它能夠消耗和吸收飛機(jī)在著陸時(shí)的撞擊能量。概括 起來(lái)，起落架的主要作用有以下四個(gè)：1）承受飛機(jī)在地面停放、滑行、起飛著陸滑跑時(shí)的重力；2）承受、消耗和吸收飛機(jī)在著陸與地面運(yùn)動(dòng)時(shí)的撞擊和顛簸能量；3）滑跑與滑行時(shí)的制動(dòng)；4）滑跑與滑行時(shí)操縱飛機(jī)。在過(guò)去，由于飛機(jī)的飛行速度低，對(duì)飛機(jī)氣動(dòng)外形的要求不十分嚴(yán)格，因此飛機(jī)的起 落架都是固定的，這樣對(duì)制造來(lái)說(shuō)不需要有很高的技術(shù)。當(dāng)飛機(jī)在空中飛行時(shí)，起落架仍 然暴露在機(jī)身之外。隨著飛機(jī)飛行速度的不斷提高，飛機(jī)很快就跨越了音速的障礙，由于 飛行的阻力隨著飛行速度的增加而急劇增加，這時(shí)，暴露在外的起落架就嚴(yán)重影響了飛

7、機(jī) 的氣動(dòng)性能，阻礙了飛行速度的進(jìn)一步提高。因此，人們便設(shè)計(jì)出了可收放的起落架，當(dāng)飛機(jī)在空中飛行時(shí)就將起落架收到機(jī)翼或 機(jī)身之內(nèi)，以獲得良好的氣動(dòng)性能，飛機(jī)著陸時(shí)再將起落架放下來(lái)。然而，有得必有失，這樣做的不足之處是由于起落架增加了復(fù)雜的收放系統(tǒng)，使得飛機(jī)的 總重增加。但總的說(shuō)來(lái)是得大于失，因此現(xiàn)代飛機(jī)不論是軍用飛機(jī)還是民用飛機(jī)，它們的 起落架絕大部分都是可以收放的，只有一小部分超輕型飛機(jī)仍然采用固定形式的起落架。所以說(shuō)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一種安全可靠性能良好和輕便的飛機(jī)起落架液壓控制系統(tǒng)是十分必 要的。本次設(shè)計(jì)就一這論題展開設(shè)計(jì)。1緒論液壓技術(shù)是一門古老而又興起的學(xué)科，隨著技術(shù)的不斷革新近百年來(lái)又長(zhǎng)足的

8、進(jìn)展。 它被廣泛的應(yīng)用在各行各業(yè)中，諸如，機(jī)床液壓、礦山機(jī)械、石油化工、冶煉技術(shù)以與航天 航空等方面?？梢哉f(shuō)液壓技術(shù)的發(fā)展，密切關(guān)系著我國(guó)計(jì)民生的許多方面。正確合理的設(shè)計(jì)和使用液壓系統(tǒng)，對(duì)于提高各類液壓機(jī)械裝置的工作品質(zhì)和技術(shù)經(jīng)濟(jì) 性能更具有重要意義。飛機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以說(shuō)是極具代表性能的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì),現(xiàn)在就 以飛機(jī)起落架液壓系統(tǒng)作為本次設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)飛機(jī)起落架液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括下述內(nèi)容：1.1液壓系統(tǒng)工作原理設(shè)計(jì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)主要由供壓部分（泵源回路）與工作部分（工作回路）所組成的。設(shè)計(jì)新的 液壓系統(tǒng)，首先根據(jù)飛機(jī)起落架總體對(duì)液壓系統(tǒng)所提出的操縱要求，性能品質(zhì)要求,可靠性 要求選用合適的泵源

9、回路與各操縱機(jī)構(gòu)的液壓工作回路組成整個(gè)起落架液壓系統(tǒng)。1）液壓系統(tǒng)方案原理圖設(shè)計(jì)；2）液壓原理方案說(shuō)明書；3）典型工作剖面液壓系統(tǒng)使用功率說(shuō)明；4）液壓系統(tǒng)可靠性、溫度估算；5）方案總體評(píng)估說(shuō)明。1.2確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)液壓系統(tǒng)參數(shù)應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化要求，為此進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)前按總體要求首先 確定：1）液壓系統(tǒng)所用液壓油；2）液壓系統(tǒng)的工作壓力等級(jí)；3）液壓系統(tǒng)的工作范圍；根據(jù)機(jī)構(gòu)執(zhí)行系統(tǒng)工況，負(fù)載與性能要求，確定各工作回路所要求的輸出功率與泵源 回路應(yīng)提供的功率，從而確定：4）液壓裝置的尺寸與性能；5）液壓系統(tǒng)的額定流量；6）各管段的導(dǎo)管直徑。1.3選擇液壓附件，開展對(duì)新研制附件的設(shè)計(jì)工

10、作根據(jù)工作原理圖對(duì)附件的功能要求與所確定的系統(tǒng)主要參數(shù)選擇定型的液壓附件，對(duì) 新研制的附件提出指標(biāo)要求，同時(shí)開展對(duì)輔助附件的設(shè)計(jì)工作。1.4液壓系統(tǒng)的安裝調(diào)試按液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求把整個(gè)系統(tǒng)在試驗(yàn)室里組裝起來(lái)，通過(guò)1:1地面模擬試驗(yàn)，對(duì) 液壓系統(tǒng)進(jìn)行全面的性能考核，通過(guò)模擬試驗(yàn)?zāi)茉陲w機(jī)試飛前考核液壓系統(tǒng)性能，并對(duì)飛 機(jī)產(chǎn)生過(guò)程中系統(tǒng)的重大更改作出鑒定，為進(jìn)一步改進(jìn)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)和提高系統(tǒng)安全性提 供重要保證。2液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)與要求2.1使用方面要求一個(gè)液壓系統(tǒng)往往包括多個(gè)工作部分，對(duì)它們各自都有不同的使用要求，大致可分為 以下幾方面：2.1.1不同的操縱特點(diǎn)工作部分液壓部件的操縱特點(diǎn)基本上可以劃

11、分為兩類型：一類是傳動(dòng)系統(tǒng)，它們有得 要求完成一位或多位得方向控制，有得要求進(jìn)行一級(jí)或多級(jí)的壓力控制，有的要求進(jìn)行一 速或多速控制；另一類是伺服系統(tǒng)，它們要求液壓部件跟隨操縱指令變化而動(dòng)作，常用的 有機(jī)液伺服與電液伺服兩類系統(tǒng)。2.1.2不同的操縱順序按照整個(gè)系統(tǒng)的要求，了解整個(gè)使用過(guò)程中各液壓部件操縱的先后順序，哪些是單獨(dú) 工作的，哪些復(fù)合運(yùn)動(dòng)的。對(duì)影響安全的液壓部件，還應(yīng)了解在應(yīng)急情況下有關(guān)部件的操 縱情況。對(duì)不同的飛機(jī)還會(huì)有一些不同的使用要求。上述要求對(duì)液壓系統(tǒng)的布局與參數(shù)選擇有 很大的影響。例如對(duì)伺服系統(tǒng)要求供壓泵源保持恒壓，而流量有變化要小。對(duì)某些危機(jī)與 安全的液壓部件應(yīng)采用冗余措施

12、，應(yīng)備有應(yīng)急操縱系統(tǒng)和應(yīng)急泵源。2.2工作環(huán)境要求系統(tǒng)工作環(huán)境如最高與最低溫度、振動(dòng)頻率與幅值、沖擊強(qiáng)度、過(guò)載大小、濕度大小、 噪音強(qiáng)度、污染和腐蝕情況對(duì)系統(tǒng)影響都比較大，所以應(yīng)注意。2.3外載荷作用在液壓裝置上的外載荷基本有下述幾種類形：1）質(zhì)量力作用在作動(dòng)部件活動(dòng)部分的重心上，它包括作動(dòng)部件的重量和因飛機(jī)作加速運(yùn)動(dòng)或作 動(dòng)部件本身加速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性矩。2）外力（接觸力）作用在作動(dòng)部件表面上的力，例如飛機(jī)操縱面上作用的氣動(dòng)力，壓緊機(jī)構(gòu)的壓緊力等。 除了上述的主要載荷外，對(duì)液壓作動(dòng)部件本身有上開鎖力，軸承與密封裝置產(chǎn)生的摩擦力與粘性阻尼力等。但這些力一般都比較小，在計(jì)算時(shí)通常按基本載荷的百分

13、之幾加以估算。2.4性能要求飛機(jī)總體對(duì)各動(dòng)作部件所提出的性能要求時(shí)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要原始依據(jù)，它包括: 動(dòng)作部件的行程（或轉(zhuǎn)角），運(yùn)動(dòng)速度范圍，加速度范圍，動(dòng)作部件的位置誤差和同步動(dòng)作的時(shí)間誤差等。下面列舉飛機(jī)液壓系統(tǒng)各個(gè)動(dòng)作部件的收放時(shí)間的大致要求：表2-1收放時(shí)間表Table 2-1 takes in and puts away the timetable機(jī)型收放起落架時(shí)間（s）收放減速板時(shí)間（s）剎車時(shí)間（s）殲擊機(jī)782左右1.5前線轟炸機(jī)20遠(yuǎn)程轟炸機(jī)252.5可靠性要求可靠性指標(biāo)是液壓系統(tǒng)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它往往被設(shè)計(jì)者忽略，液壓系統(tǒng)在使用過(guò)程 中是較容易發(fā)生故障的系統(tǒng)之一，如果液壓

14、系統(tǒng)的可靠性低，會(huì)使系統(tǒng)失去其使用價(jià)值。液 壓系統(tǒng)可靠性指標(biāo)有：1）系統(tǒng)基本可靠性系統(tǒng)可靠性用平均無(wú)故障工作時(shí)間MTBF表示，該指標(biāo)主要反應(yīng)對(duì)系統(tǒng)使用維護(hù)與修 理后與后勤保障方面的要求。2）工作壽命系統(tǒng)的返修期與報(bào)廢期，系統(tǒng)經(jīng)合理維修與更換附件其工作壽命應(yīng)與整系統(tǒng)同壽。3）系統(tǒng)故障容錯(cuò)要求除了提高組成系統(tǒng)附件可靠性外，還應(yīng)該對(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)冗余組成提出故障容錯(cuò)要求。 對(duì)關(guān)鍵液壓系統(tǒng)的泵源部分應(yīng)滿足一次故障工作,二次故障安全的故障容錯(cuò)要求。這樣對(duì) 泵源最少有三套獨(dú)立系統(tǒng)。對(duì)關(guān)鍵工作部分應(yīng)滿足故障安全的容錯(cuò)要求。應(yīng)有正常與應(yīng)急 兩套相互獨(dú)立系統(tǒng)。2.6重量要求對(duì)飛機(jī)上的液壓系統(tǒng)重量指標(biāo)應(yīng)控制在整機(jī)重量

15、的1%左右，這個(gè)指標(biāo)是比較嚴(yán)的， 在實(shí)際中往往要超過(guò)這個(gè)數(shù)字的。按實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)而定。飛機(jī)起落架液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)3液壓系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)與參數(shù)初步估算根據(jù)整個(gè)液壓系統(tǒng)所提出的要求，選擇合適的工作回路與泵源回路組成液壓系統(tǒng)。工 作部分要滿足各動(dòng)作部件功能、可靠性能等方面的需要;泵源部分應(yīng)滿足與工作部分協(xié)調(diào) 一致。液壓系統(tǒng)工作部分工作時(shí)，系統(tǒng)泵源應(yīng)能立即提供所要求的功率;液壓系統(tǒng)停止工作 時(shí)候應(yīng)能自動(dòng)轉(zhuǎn)入卸荷狀態(tài)。選擇好的原理方案，是設(shè)計(jì)出高質(zhì)量液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)。下面原理是經(jīng)過(guò)幾個(gè)方案比較 比較實(shí)際實(shí)用的一種，本次設(shè)計(jì)就以本系統(tǒng)展開。3.1原理圖參照以前資料將液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)為下圖所示：圖3-1液壓系統(tǒng)圖Fig.

16、3-1 Hydraulic scheme3.2液壓系統(tǒng)原理方案說(shuō)明起落架收放系統(tǒng)的功能應(yīng)保證;再收起位置鎖緊起落架與艙門起落架放下后鎖緊起落 架與艙門;再收起落架過(guò)程中開鎖，起落架與輪艙收放與上鎖等動(dòng)作順序應(yīng)協(xié)調(diào).起落架收 放回路主要是由一些基本順序回路組成。目前起落架收放回路基本上采用兩種類型:一種 用行程開關(guān)和電磁閥的順序回路;另一種用順序液壓缸和觸動(dòng)式順序閥的順序回路。本次設(shè)計(jì)即用順序液壓缸和觸動(dòng)式順序閥的回路，供壓部分來(lái)的高壓油通到電磁閥 1。當(dāng)駕駛員將艙內(nèi)起落架開關(guān)置于放下位置時(shí)，電磁閥切換至右位，高壓油管先進(jìn)入開鎖 液壓缸2（順序液壓缸）的無(wú)桿腔內(nèi)推動(dòng)活塞向外運(yùn)動(dòng)，打開上位鎖，同時(shí)

17、也打開了中間油 路。從中間油路流出的高壓油分成兩路:一路經(jīng)應(yīng)急活門3進(jìn)入機(jī)輪護(hù)板液壓缸的左腔, 推動(dòng)活塞向右運(yùn)動(dòng)，打開機(jī)輪護(hù)板;另一路經(jīng)液壓鎖4進(jìn)入主起架液壓缸左腔，推（右腔）出 口處安裝有一單向節(jié)流閥5,起落架放下過(guò)程中單向閥處在關(guān)閉位置，回油只能經(jīng)過(guò)節(jié)流 閥流出，減少了起落架.放下時(shí)的速度，緩和了撞擊.此外，還可以使起落架放下速度比機(jī)輪 護(hù)板打開速度慢些,起延時(shí)作用，以防止起落架撞壞機(jī)輪護(hù)板。起落架放下后，駕駛員把收 放開關(guān)放回中立位置，電磁閥斷電，閥芯恢復(fù)到中立位置。此時(shí)，液壓缸收起起落架鎖在放 下位置，起雙套保險(xiǎn)作用。為防止放下腔內(nèi)被鎖閉的油液因油溫升膨脹超壓,和單向液壓鎖 一起并聯(lián)安

18、置了熱安全閥6。為了保證放下的可靠，再一般飛機(jī)上,應(yīng)急放起落架都應(yīng)采用壓縮空氣作為應(yīng)急能源。 應(yīng)急放下起落架時(shí)，駕駛員首先用手拉開上位鎖,然后再打開應(yīng)急放起落架冷氣開關(guān)，儲(chǔ)存 再冷氣瓶中的高壓氣體通過(guò)應(yīng)急活門3進(jìn)入起落架與機(jī)輪護(hù)板液壓缸放下腔，將機(jī)輪護(hù)板 打開并放下起落架.當(dāng)駕駛員將起落架開關(guān)置于收上位置時(shí),電磁閥切換至左位,高壓油通 到收上管路。一方面高壓油進(jìn)入開鎖液壓缸,使起落架上位鎖鎖鉤復(fù)位;另一方面進(jìn)入起落 架液壓缸右腔使起落架收起.為了保證先收起起落架再關(guān)閉機(jī)輪護(hù)板的工作順序，采用了 處動(dòng)式順序回路。當(dāng)起落架收起后，觸動(dòng)按壓式順序閥7,使高壓油進(jìn)入機(jī)輪護(hù)板液壓缸右 腔,將機(jī)輪護(hù)板收上

19、.觸動(dòng)式順序閥有一個(gè)泄露油口與回油相通，防止由于活門不氣密機(jī)輪 護(hù)板過(guò)早收上。3.3系統(tǒng)基本可靠性估算可根據(jù)附件類型，工作環(huán)境條件，從非電子附件可靠性手冊(cè)中查出附件的失效率，下 表給出一般液壓附件失效率數(shù)據(jù)，查出失效率，查出有關(guān)附件的失效率，乘上環(huán)境因子K 后，可按下式估算出系統(tǒng)的平均無(wú)故障工作時(shí)間。故障時(shí)間公式：MTBF =1(3-1)瑚Z n人ki i it = i式中n,一為某類的附件數(shù)目；L 一為附件種類數(shù)目；七一某附件的失效率；K -環(huán)境因子取80。表3-1其他閥選取表Table 3-1 Other valve selection附件名稱下限故障次數(shù)10-/h平均上限順序閥2.104

20、.68.1電動(dòng)泵2.258.727.4固定節(jié)流孔0.010.152.11溢流閥0.2243.927.25三通電磁閥1.874.68.1液壓缸0.0050.0080.12液壓系統(tǒng)原理放案最后通過(guò)評(píng)比確定，目前常用的評(píng)比辦法是記分法，把評(píng)比的內(nèi)容 按其重要性的主次給以一定分值，總分值最高的方案為當(dāng)選方案。用這樣方法所選定的方 案能夠比較全面的滿足總體提出要求。4系統(tǒng)主要參數(shù)的確定與估算4.1選擇系統(tǒng)所用液壓油系統(tǒng)液壓油選擇一般按飛機(jī)的總體要求確定,本次設(shè)計(jì)選取10號(hào)航空專用液壓油。下面是其性能指標(biāo)：表4-1油指標(biāo)表Table 4-1 Oil target table項(xiàng)目質(zhì)量指標(biāo)實(shí)驗(yàn)方法外觀紅色通明

21、液體目測(cè)運(yùn)動(dòng)黏度GB/T25650 C不小于10-50 C不大于1250機(jī)械雜質(zhì)無(wú)GB/T511油膜質(zhì)量(65 C+1 C)合格GB/T264密度(20C)850GB/T18844.2選取系統(tǒng)工作壓力等級(jí)與系統(tǒng)工作溫度范圍4.2.1系統(tǒng)壓力確定液壓系統(tǒng)工作壓力是系統(tǒng)的最基本參數(shù)之一，它對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的性能有很大影響，隨著 液壓系統(tǒng)輸出功率增大，系統(tǒng)工作壓力等級(jí)有日益提高的趨勢(shì)。現(xiàn)研究主要著眼于尋求最輕液壓系統(tǒng)重量的所謂最佳壓力.最早的結(jié)論是28MPa后來(lái) 又以選擇不同的壓力等級(jí)來(lái)設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，結(jié)果表明在現(xiàn)有的材料條件下把現(xiàn)有的21MPa 分別提高到28MPa,35MPa和42MPa,系統(tǒng)重量分別比

22、原來(lái)輕5%,6%和4.5%所以認(rèn)為系統(tǒng)的 最佳壓力為32-35MPa.提高工作壓力等級(jí)對(duì)液壓系統(tǒng)會(huì)帶來(lái)密封困難，附件加工精度高， 附件生產(chǎn)成本高，發(fā)熱量加大可靠性和壽命降低.因此在選取壓力等級(jí)時(shí)不能一味追求高 壓結(jié)合實(shí)際情況選取本設(shè)計(jì)選取28MPa,由于要設(shè)計(jì)起落架根據(jù)材料選取22 MPa作為設(shè)計(jì) 壓力。壓力選取具體參照下圖：圖4-1壓力曲線圖Fig.4-1Pressure diagram of curves4.2.2系統(tǒng)主參數(shù)給定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化的要求，在此進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)設(shè)定。泵的輸出壓力P=22MPa；g主起落架液壓缸的輸入壓力為P=19.8MPa；1溢流閥工作壓力P

23、=26.4MPa；液壓系統(tǒng)的工作溫度范圍：-55 C70 C。4.3確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的參數(shù)現(xiàn)在以起落架主起液壓缸和溢流閥為設(shè)計(jì)實(shí)例：4.3.1液壓缸設(shè)計(jì)1)液壓缸的設(shè)計(jì)通常要求滿足下述最基本技術(shù)要求：承受最大的負(fù)載力，即輸出力P=6.125X 104N；輸出動(dòng)作時(shí)間T = 7s；最大工作行程L=47.8cm。以上數(shù)據(jù)是由被操作對(duì)象的要求提出來(lái)的。例如起落架收放液壓缸的負(fù)載力P是根據(jù) 作用在起落架上的空氣動(dòng)力負(fù)載，起落架本身的重量以與慣性等來(lái)確定的。最大速度或動(dòng) 作時(shí)間t則是根據(jù)飛機(jī)的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)所規(guī)定的收放時(shí)間提出來(lái)的，最大工作行程L則是根據(jù) 起落架傳動(dòng)圖從收起位置到放下位置之間的運(yùn)動(dòng)范圍提出的。為了

24、滿足所提出的技術(shù)要求，設(shè)計(jì)液壓缸最基本的內(nèi)容在于保證其一定的有效面積， 強(qiáng)度和不漏油，并滿足性能指標(biāo)與使用要求。2)設(shè)計(jì)步驟和方法液壓缸的輸入壓力P是根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力來(lái)確定液壓缸的輸入壓力p是根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力來(lái)確定的，通常有三種不同的觀點(diǎn)：其一，按最小重度觀點(diǎn)。經(jīng)理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，航空液壓系統(tǒng)總重量與系統(tǒng)工作壓 力有關(guān)，目前系統(tǒng)認(rèn)為的最佳壓力應(yīng)為P22MPa。所以，液壓缸的輸入壓力？】在考慮進(jìn) 油管路損失時(shí)，?。篜j0.9P=22X0.9=19.8MPa其二，按最佳強(qiáng)度觀點(diǎn)，此觀點(diǎn)在本質(zhì)上還是為了減小元件的尺寸和重量，不過(guò)是以 材料強(qiáng)度為依據(jù)罷了，其結(jié)果形式為：p1 = 0.25g (4

25、-1)式中。為液壓缸缸壁材料的許用應(yīng)力。這就是說(shuō)，此種方法是按照液壓缸材料來(lái)確定壓力的，其壁厚應(yīng)滿足筒內(nèi)外徑比值a0 = 72其三，按液壓泵的實(shí)際工作壓力確定液壓缸的最大輸入壓力。即p1 = 0.8 0.9 p(4-2)這種方法不能滿足最佳性能的要求，但卻是一種按具體問題采取具體解決的方法。式 子種的系數(shù)，是考慮到傳輸管路和控制閥的壓力損失。確定有效面積F內(nèi)徑D和桿徑d以雙面活塞桿液壓缸為例，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)取回油腔的壓力為P =0.05P TOC o 1-5 h z 21那么輸入力公式變?yōu)椋篜=(P -P )F=(P -0.05P )F=0.95PF(4-3)12111則有效面積的計(jì)算公式為：F

26、=P/0.95P =22/(0.95 X 19.8) 4.418 X 105(4-4)1為了確定液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d，按經(jīng)驗(yàn)引入一個(gè)結(jié)構(gòu)系數(shù)即m=d/D=0.250.7(4-5)取 m=0.56式中m為結(jié)構(gòu)系數(shù)，低速小負(fù)載下取小反之取大值，由得下式(4-6)(4-7)D = 箜 ；d=mdY 兀(1-m2)F=4.418X10-3； m=0.56 代入;D=7.8 cm ; d=4.4cm;確定殼體壁厚&和外徑Dw根據(jù)(16D/63 )計(jì)算公式=+ C(2.3。-P)中1式中甲為強(qiáng)度系數(shù)，(無(wú)縫鋼管甲=1), c為考慮壁厚公差與侵蝕的附加厚度0.2cm+ 0.222 x 7.8(2.3

27、x 72.9-19.8) x 1=1.06+0.2=1.26cm據(jù)統(tǒng)計(jì)，飛機(jī)液壓缸一般屬于中等壁厚，故推薦用中等壁厚公式。壁厚確定后，按下式確定外徑D wD =D+2 6 =7.8+2.6=10.4 cm(4-8)w確定密封裝置的型式和尺寸液壓缸的密封裝置廣泛地采用圓界面橡膠圈。這種形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸方便，壽命長(zhǎng)，在30MPa壓力下具有良好的密封性能。密封裝置按不同的工作條件來(lái)選擇。表4-2如下表為圓截面橡膠密封圈的各項(xiàng)要求Table 4-2 For circular cross-section rubber seal packing collar each request密封形式圓截面橡膠密

28、封圈密封原理基于密封圈和被密封表面間的接觸壓力和側(cè)壓力作用而加強(qiáng)密封性密封材料硅橡膠；氟橡膠四塑料特殊技術(shù) 要正確的計(jì)算和選擇壓縮率，正確選擇槽寬度配合精度和光度在超過(guò)15mpa的 要求壓力下，一般增設(shè)保護(hù)擋圈，性能更可靠?jī)?yōu)缺點(diǎn)與 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單裝卸方便成本低可用于35mpa以下壓力和溫度在-60300Q范圍內(nèi)工應(yīng)用作在飛機(jī)液壓系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用關(guān)于密封裝置得原理理論計(jì)算在設(shè)計(jì)中修正了圓截面橡膠密封圈得 經(jīng)驗(yàn)公式：圖4-2活塞密封圈示意圖Fig.4-2 measurement of piston structural representation(4-9)b=(1.3 1.5)d;C=0.8d=1.

29、2 x 0.2cm; =0.8 x 0.2cm ; s=(0.1 0.001)mm=0.24cm=0.16cm式中的s為活塞于內(nèi)腔的間隙，一般可用二級(jí)配合，壓力越高，s值越小。（5）確定液壓缸長(zhǎng)度缸未伸出長(zhǎng)度為L(zhǎng)；活塞寬度l ;行程長(zhǎng)l ；導(dǎo)向長(zhǎng)度l ；結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度匕；導(dǎo)向套長(zhǎng)度l2341513 12 ； 15 + k（4-10）式中k為隔離套長(zhǎng)度。將式中的已知量帶入得：（見圖）圖4-3缸結(jié)構(gòu)尺寸示意圖Fig.4-3 Cylinder structure size schematic drawingl =竺 + 竺=45.9皿；(4-11)3 202l2 = 0.6 x d = 0.6 x 78

30、= 47mm(4-12)lM = = = 63.5mm ；22(4-13)L = 47 + 478 + 80 + 240 = 845mm(4-14)驗(yàn)算活塞桿縱向彎曲強(qiáng)度和穩(wěn)定性di兀EJa DL(4-15)式中的J.為缸筒的慣性矩兀=(D 4 - d 4) 64 a a3.14-(0.10424 0.0784) 64=0.15 x10-4 m4Jb為桿的慣性矩因?yàn)樨?3.14=一 D4 = X 0.0444 = 0.18 X10-5 m 64 b 641 桿=47 + 478 + 80 + 95=700mml =44mm;則k=1桿 = 15.9 15徑1徑所以需要驗(yàn)算3.14 x 2.1x1011 x 0.15 x10-4P =0.18 x1313P =3.28 x105 NP=6.125X10陽(yáng)故滿足條件。(7)缸體與缸蓋的焊縫強(qiáng)度計(jì)算其焊縫應(yīng)力公