CN107606212A - 一种用于停机/应急刹车阀的缓冲装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于停机/应急刹车阀的缓冲装置，活门座位于缓冲器内，阻尼弹簧的一端安装该活门座内。阀芯位于缓冲器内。弹簧座位于阀芯的内腔中，并使该弹簧座的内端装入所述活门座中；力感弹簧的一端套装在弹簧座内端的圆周表面上，另一端装入所述缓冲器封闭端的凹槽内。通过弧面的缓冲器保证作用在该弧面上的液压力受力均衡。一部分液压油通过缓冲器封闭端的阻尼小孔流进入刹车装置，使弹簧腔压力逐渐增大，进而作用在活门座上，实现阀芯轴向的压力反馈，最终与阀芯达到平衡。本发明具有可靠性高、结构简单、安装与更换操作简单，且能很好地解决停机/应急刹车阀输出压力波动、啸叫问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种液压产品的缓冲结构，具体是一种用于停机/应急刹车阀的缓冲装置。
背景技术
停机/应急刹车阀广泛应用于航空应急刹车系统中，起着控制应急系统压力输出的功用，在正常刹车系统失效时，为飞机提供必要的刹车压力，从而为飞机提供减速能力。
现有停机/应急刹车阀多采用滑阀式结构，滑阀的主要结构图如图1所示。主要由阀套1、阀芯2、密封圈3、挡圈4组成，其结构简单，便于加工。但有时由于阀芯及阀套结构尺寸受限，会出现阀芯径向设计尺寸过小，导致液压作用面过小，使得阀工作时灵敏度降低，导致停机/应急刹车阀输出压力波动稳定时间变长，严重时会诱发啸叫，影响产品性能，导致产品调试过程困难，使用过程中不符合客户需求，导致产品返厂维修。
现在飞机对产品的控制精度要求越来越高，要求产品的可控性好、操纵力低、可靠性高，要求产品在使用过程中压力输出平稳、且不应产生啸叫故障。
现有滑阀式结构的停机/应急刹车阀，为满足用户操纵力低的要求，在输出压力不变的前提下，需要在阀芯设计时通过减小阀芯直径来减小反馈面积，降低平衡反馈面积所需要的操纵力的要求，来满足客户操纵力低的要求。但随之而来的问题降低阀芯反馈面积，将会导致阀输出压力波动稳定时间变长，严重时会发生啸叫。从而导致产品功能性能不能满足要求。
经资料检索，【苏】智维列夫和科柯宁著作《航空机轮和刹车系统设计》中直动式液压减压活门中为提高活门的动态稳定性使用了阻尼器。该结构通过设置阻尼孔直径，来改善活门的输出压力稳定性。但是同时由于结构上增加了阻尼器使得活门的整体结构变大。
发明内容
为了解决现有停机/应急刹车阀技术中存在的输出压力波动稳定时间及工作过程中出现啸叫等问题，本发明提出了一种用于停机/应急刹车阀的缓冲装置。
本发明包括缓冲器、阻尼弹簧、力感弹簧、活门座、弹簧座、阀芯和调整垫片。所述活门座位于缓冲器内并靠近该缓冲器的封闭端，阻尼弹簧的一端安装在该活门座内。阀芯位于所述缓冲器内并靠近该缓冲器的敞口端，使所述阀芯的内端面与弹簧座的外端面相接触。所述弹簧座位于阀芯的内腔中，并使该弹簧座的内端装入所述活门座中；力感弹簧的一端套装在所述弹簧座内端的圆周表面上，该力感弹簧的另一端装入所述缓冲器封闭端内端面的凹槽内。
调节垫片安放在阀芯内。并位于弹簧座与该阀芯内底表面之间，用于调整力感弹簧刚度变化时使用。
所述缓冲器封闭端的外端面为弧面，使该外端面与停机/应急刹车阀的壳体之间形成线接触。
在所述缓冲器封闭端的壳体上有一贯通的阻尼孔，并且该阻尼孔的中心线垂直于所述缓冲器的外圆周表面；该阻尼孔的长度与直径之比小于0.5。在缓冲器，封闭端内端面的中心有用于安放所述力感弹簧的凹槽；该凹槽的直径大于力感弹簧外径1mm。
所述活门座一端凹槽的直径比阻尼弹簧外径大1mm；该活门座的外表面与缓冲器的内表面之间的配合间隙为0.0015～0.004mm。
所述弹簧座一端的最大直径比阀芯上内孔小0.5mm。
本发明中的缓冲器封闭端的外表面为弧面，能够保证作用在该弧面上的液压力受力均衡。缓冲器封闭端开有阻尼孔，当液压油通过阀芯上的进油口流入弹簧腔时，油液一部分存贮在弹簧腔内，一部分通过阻尼小孔流向输出口进入刹车装置，弹簧腔压力逐渐增大，作用在活门座上，实现阀芯轴向方向压力反馈，最终与阀芯达到平衡。缓冲器内部腔体设置一小沉头槽，实现力感弹簧的限动作用。
阻尼弹簧安装在缓冲器与活门座之间，起着吸收能量的作用，消除阀芯振动，避免停机/应急刹车阀出现啸叫现象。
力感弹簧通过弹簧座安装在缓冲器与阀芯之间，起着复位阀芯的作用
本发明具有可靠性高、结构简单、安装与更换操作简单，且能很好地解决停机/应急刹车阀输出压力波动、啸叫问题。
通过设置在缓冲器上的阻尼孔直径，调节阻尼弹簧的刚度可以很好的提高阀的动态稳定性。主要利用阻尼孔的节流、调压、缓冲和防振的作用，阻尼孔的孔长和直径的比值小于0.5，属于薄壁小孔，其特性不受油温变化的影响。当阀在刹车时或松刹时有液体动力作用在阀芯上，阀芯失去稳定性会使液体从高压腔流向低压腔产生压力脉动，严重时可导致阀中的结构损坏或影响飞机液压管路。当达到液压系统共振点时会引发阀的啸叫问题，产生共振。当阀中使用缓冲器后，压力脉动通过阻尼孔后，阻尼孔前后产生一定的压差，直至压力差为零，改善了直接作用产生的压力波动问题。
附图说明
图1是无缓冲装置的停机/应急刹车阀滑阀结构示意图；
图2是发明，用于停机/应急刹车阀的缓冲装置结构示意图；
图3缓冲器结构示意图；
图4弹簧结构示意图；
图5弹簧结构示意图；
图6活门座结构示意图；
图7弹簧座结构示意图；
图8阀芯结构示意图；
图9调节垫片结构示意图。
图中：5.缓冲器；6.阻尼弹簧；7.力感弹簧；8.活门座；9.弹簧座；10.阀芯；11调节垫片，分别为增加了缓冲装置后阀芯及缓冲装置结构。
具体实施方式
本实施例是一种用于停机/应急刹车阀的缓冲装置。
本实施例中包括缓冲器5、阻尼弹簧6、力感弹簧7、活门座8、弹簧座9、阀芯10和调整垫片11。如图2所示，缓冲器5是本实施例的基体。所述活门座8位于缓冲器内并靠近该缓冲器的封闭端，阻尼弹簧6的一端安装在该活门座内。阀芯10位于所述缓冲器内并靠近该缓冲器的敞口端，使所述阀芯的内端面与弹簧座的外端面相接触。所述弹簧座9位于阀芯10的内腔中，并使该弹簧座的内端装入所述活门座中；力感弹簧7的一端套装在所述弹簧座内端的圆周表面上，该力感弹簧7的另一端装入所述缓冲器封闭端内端面的凹槽内。
调节垫片11安放在阀芯10内。并位于弹簧座9与该阀芯内底表面之间，用于调整力感弹簧7刚度变化时使用，调节垫片11有多种可供选择的规格。
所述缓冲器5为中空回转体，封闭端的外端面为弧面，使该外端面与停机/应急刹车阀的壳体之间形成线接触，实现对缓冲器5偏摆的自我纠正。在所述缓冲器封闭端的壳体上有一贯通的阻尼孔，并且该阻尼孔的中心线垂直于所述缓冲器的外圆周表面；该阻尼孔的长度与直径之比小于0.5。在缓冲器，封闭端内端面的中心有用于安放所述力感弹簧的凹槽；该凹槽的直径大于力感弹簧7外径1mm。
活门座8为横截面呈“凹”状的回转体。该活门座一端凹槽的直径比阻尼弹簧6外径大1mm；该活门座的外表面与缓冲器5的内表面之间间隙配合，该间隙为0.0015～0.004mm，确保密封效果。
弹簧座9为回转体，其外圆周表面为阶梯状。该弹簧座一端的最大直径比阀芯10上内孔小0.5mm，防止弹簧座在阀芯10内窜动。该弹簧座的小直径段用于套装力感弹簧7。
阻尼弹簧6根据液压系统固有频率要求设计，根据设计标准《GBT_23935-2009圆柱旋转弹簧设计计算》。
力感弹簧7根据阀芯10重量及摩擦力要求设计，设计标准参考《HB3-53碳素、合金钢丝制圆柱螺旋压缩弹簧》。
装配时，将弹簧座9安装在阀芯10上，并将力感弹簧7套在弹簧座9上，根据弹力需要使用调节垫片11将活门座8与阀芯10的端面贴紧，并将阻尼弹簧6安装在活门座的环槽内，并将缓冲器5套在上述串联的零件外部。
安装完成后，按压阀芯10，观察在外力撤出后阀芯10能否完全恢复至调试初始位置。
本实施例结构简单、能够解决停机/应急刹车阀压力波动稳定时间长及啸叫的问题。零件可反复使用、安装拆卸方便，且产品性能稳定、可靠。
Claims (5)
1.一种用于停机/应急刹车阀的缓冲装置，其特征在于，包括缓冲器、阻尼弹簧、力感弹簧、活门座、弹簧座、阀芯和调整垫片；所述活门座位于缓冲器内并靠近该缓冲器的封闭端，阻尼弹簧的一端安装在该活门座内；阀芯位于所述缓冲器内并靠近该缓冲器的敞口端，使所述阀芯的内端面与弹簧座的外端面相接触；所述弹簧座位于阀芯的内腔中，并使该弹簧座的内端装入所述活门座中；力感弹簧的一端套装在所述弹簧座内端的圆周表面上，该力感弹簧的另一端装入所述缓冲器封闭端内端面的凹槽内；
调节垫片安放在阀芯内；并位于弹簧座与该阀芯内底表面之间，用于调整力感弹簧刚度变化时使用。
2.如权利要求1所述用于停机/应急刹车阀的缓冲装置，其特征在于，所述缓冲器封闭端的外端面为弧面，使该外端面与停机/应急刹车阀的壳体之间形成线接触。
3.如权利要求1所述用于停机/应急刹车阀的缓冲装置，其特征在于，在所述缓冲器封闭端的壳体上有一贯通的阻尼孔，并且该阻尼孔的中心线垂直于所述缓冲器的外圆周表面；该阻尼孔的长度与直径之比小于0.5；在缓冲器，封闭端内端面的中心有用于安放所述力感弹簧的凹槽；该凹槽的直径大于力感弹簧外径1mm。
4.如权利要求1所述用于停机/应急刹车阀的缓冲装置，其特征在于，所述活门座一端凹槽的直径比阻尼弹簧外径大1mm；该活门座的外表面与缓冲器的内表面之间的配合间隙为0.0015～0.004mm。
5.如权利要求1所述用于停机/应急刹车阀的缓冲装置，其特征在于，所述弹簧座一端的最大直径比阀芯上内孔小0.5mm。
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