CN108974333B - 一种全油液缓冲器及补偿装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全油液缓冲器及补偿装置，包含与起落架机体球体面配合的上端盖（1），所述上端盖与缓冲器外筒（2）密封连接，缓冲器外筒内设有缓冲腔（A）和补偿腔（B），且缓冲腔设置于上端盖正下方，补偿腔密封连接补偿器外筒（14），缓冲腔和补偿腔之间设有油液通道（2‑4）相连通；上端与起落架机体固定连接的活塞杆（3）穿设上端盖和缓冲器外筒而设置于缓冲腔中，活塞杆的中部设置环形端面而将缓冲腔分为上腔和下腔，且环形端面上设置沟通上腔和下腔的阻尼孔（3‑2）；所述补偿腔的上端设置控制油液通道的阀体（6），阀体下方的补偿腔内设置浮动活塞（12），该浮动活塞的上端面设置储油腔（12‑4），浮动活塞的活塞杆上套设复位弹簧（13）。
Description
技术领域
本发明涉及飞机起落架，特别涉及一种无人机起落架全油液缓冲器及补偿装置。
背景技术
随着航空工业的快速发展，出现各种飞机起落架缓冲器结构形式：钢制螺旋弹簧与环形弹簧缓冲器、钢片弹簧缓冲器、橡皮弹簧缓冲器、全油液缓冲器、油气缓冲器等。现在出现大多数飞机主要使用油气缓冲器，具有较高的效率和最好的功量吸收能力。
近些年来小型飞机和无人机快速研制，起落架越来越向简单化、轻量化发展，比如板簧式起落架。该起落架由于结构简单、高可靠性和易维修性等优点，被研发人员普遍看好。
某些小型飞机主起落架虽然可以用板簧代替，但是有些飞机吨位稍微大些，板簧式起落架的缓冲性能吸收不了这么大的冲击能力，就需要配合一些附加的缓冲装置，比如全油液缓冲器。传统的全油液缓冲器大多使用于摇臂式起落架，与传统油气缓冲器相比有相当高的缓冲效率及可靠性，结构可靠寿命长，缺点就是低温时油液组织的变化影响缓冲器性能及机械摩擦力大等。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种结构简单，使用可靠，维护简单易行的全油液缓冲器及补偿装置。
为达上述目的，本发明提供了一种全油液缓冲器及补偿装置，包含与起落架机体球体面配合的上端盖，其中：
所述上端盖与缓冲器外筒密封连接，缓冲器外筒内设有缓冲腔和补偿腔，且缓冲腔设置于上端盖正下方，补偿腔密封连接补偿器外筒，缓冲腔和补偿腔之间设有油液通道相连通；
上端与起落架机体固定连接的活塞杆穿设上端盖和缓冲器外筒而设置于缓冲腔中，活塞杆的中部设置环形端面而将缓冲腔分为上腔和下腔，且环形端面上设置沟通上腔和下腔的阻尼孔；
所述补偿腔的上端设置控制油液通道的阀体，阀体下方的补偿腔内设置浮动活塞，该浮动活塞的上端面设置储油腔，浮动活塞的活塞杆上套设复位弹簧。
上述方案的进一步改进为，所述阀体的轴向设置与油液通道相通且上大下小的阶梯孔，阶梯孔内放置球体，在飞机着陆时，球体与阶梯孔下端的小孔形成球面密封，在外界环境升高或恢复正常时，球体在阀体内处于自由状态从而使缓冲腔与补偿腔连通。
上述方案的进一步改进为，所述阀体下端的径向设置横跨阶梯孔的通孔，且通孔设置于球体所处位置的上方，通孔内放入供限制球体活动范围的针柱，以免复位弹簧超过其最小压缩量后失去复位作用。
上述方案的进一步改进为，所述阀体与所述浮动活塞之间设置挡板，所述阀体的底部穿设所述挡板与所述浮动活塞上端面的储油腔连通。
上述方案的进一步改进为，所述缓冲器外筒和补偿器外筒的底部分别设置防尘圈。
上述方案的进一步改进为，所述上端盖上端面设有与板簧支柱上凸球体面配合的凹球体面，以实现活塞杆垂直方向（相对于地面）摆动。
上述方案的进一步改进为，所述活塞杆的环形端面外径与缓冲腔的内壁之间设有密封圈形成密封，以避免油液经活塞杆的环形端面外径与缓冲腔的内壁之间泄漏。
上述方案的进一步改进为，所述浮动活塞的活塞杆中部设置用于限制复位弹簧最大压缩量的环形台阶。
上述方案的进一步改进为，所述浮动活塞的活塞杆末端设置有监测油液的刻度线。
本发明主要是利用油液流经活塞杆上的阻尼孔消耗能量，同时设计有环境温度变化引起的油液体积的变化的补偿容积。在飞机着陆时，油液缓冲器靠阻尼孔吸收能量，缓冲腔上腔的油液压力比较大，使球体将阀体阶梯孔下端的小孔堵上，油液不能流入补偿器；当外界环境升高，油液体积膨胀，缓冲腔和补偿腔的压力相当，球体在阀体内处于自由状态，膨胀油液体积流入补偿腔，随着流入补偿腔油液体积增大，复位弹簧被压缩，相应补偿腔体积增大，当环境温度恢复正常，复位弹簧复位将补偿腔的油液退回缓冲器。
本发明全油液缓冲器及补偿装置是为配合某型无人机主起板簧式起落架及相似冲击缓冲要求装置的辅助缓冲装置使用，除了具有缓冲效率外，还设计根据外界环境温度变化带来油液变化的补偿装置，该油液缓冲器结合板簧式起落架进行落震试验，缓冲效能满足飞机着陆最严重工况。
本发明结构简单，容易操作维护，辅助板簧式起落架缓冲效果明显，性能良好。
附图说明
图1为本发明在板簧式起落架安装示意图。
图2为全油液缓冲器及补偿装置装配示意图。
图3为图2的Ⅰ处局部放大图。
图4为全油液缓冲器上端盖示意图。
图5为缓冲器外筒示意图。
图6为活塞杆示意图。
图7为补偿器阀体示意图。
图8为补偿器浮动活塞杆示意图。
图9为补偿器弹簧示意图。
图10为补偿器外筒示意图。
图11为全油液缓冲器及补偿装置工作原理图（图中黑色纹理代表油液）。
图12为全油液缓冲器及补偿装置温度升高油液流向原理图（图中黑色纹理代表油液）。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图2、图3所示，本发明一种全油液缓冲器及补偿装置包含与起落架机体球面配合的上端盖1、缓冲器外筒2、具有阻尼作用的活塞杆3、控制油液通道的阀体6、针柱8、球体9、浮动活塞杆12、复位弹簧13、补偿器外筒14、挡板10、密封圈4/5/7/11/16/17、防尘圈15/18。
如图2、图4所示，在上端盖1上端面开有凹球体面1-1与板簧支柱上球面配合形成球体面副，内径开有环形密封槽1-2装有密封圈4并与活塞杆3形成圆柱副，外径表面有螺纹1-3与缓冲器外筒2螺纹配合，螺纹配合处设有密封圈5。
如图2、图5所示，缓冲器外筒2有两个腔，一个是缓冲腔A，另一个是补偿腔B，且两腔之间设有通道2-4。在缓冲腔A上端有内螺纹2-1，油腔内壁表面硬化处理，油腔下端开有环形密封槽2-2，防尘圈槽2-3。缓冲器外筒2的补偿腔B开有环形密封槽2-5，下端开有内螺纹2-6与补偿器外筒14螺纹配合。
如图2、图6所示，活塞杆3上端有外螺纹3-1与起落架机体关节轴承吊耳连接以配合飞机着陆时的缓冲器垂直方向摆动，中部有环形端面开有阻尼孔3-2在缓冲器压缩过程供油液流过消耗能量，环形端面外径开有环形密封槽3-3与缓冲腔A的内壁经密封圈16形成密封防止油液流过，末端开有作为工艺台阶的扁槽3-4。
如图2、图3、图7所示，阀体6外径表面开有环形密封槽6-1供密封圈7放置在阀体6与缓冲器外筒2之间，阀体轴线方向开有阶梯孔，下端径向开有通孔6-2，球体9放入阶梯孔后利用针柱8插入通孔6-2限制球体9活动范围。
如图2、图8、图9所示，浮动活塞12的上端面开有储油腔12-4，大外径表面开有环形密封槽12-1供密封圈11置入与补偿器外筒14形成密封结构防止油液经补偿器泄露，中部设置环形台阶12-2限制复位弹簧13的最大压缩量，末端设置有工艺孔12-3和用于监测油液是否泄露的刻度线。
如图2、图5、图10所示，补偿器外筒14外表面有外螺纹14-1与缓冲器外筒2的螺纹相配合，并与外筒环形密封槽2-5中的密封圈11形成密封结构，下端设置有防尘圈槽14-2以安装防尘圈15。
如图11所示是全油液缓冲器工作原理图，在飞机着陆时缓存器外筒2将向下运动，活塞杆3与起落架机体连接除了摆动垂向位置不动，缓存器外筒2和活塞杆3将缓冲腔A分为上下两腔。在缓存器外筒2向下运动中，上腔体积变小，下腔体积变大，上腔油液体积被压缩，油液经过活塞杆3的环形端面上的阻尼孔3-2消耗冲击能量。同时上腔由于冲击能量较大形成较大的压力，使补偿器中的球体9压在阀体6的轴线阶梯孔下端小孔上形成球面密封，将油液通道堵上，缓冲器油液只能通过阻尼孔3-2消耗能量达到缓冲效果。
如图12所示是全油液缓冲器及补偿装置因外界温度升高导致油液体积变化的工作原理图。正常环境温度时，全油液缓冲器的油主要储存于上端盖1和缓冲器外筒2形成的缓冲腔A，当外界温度升高时油液体积增大，若增大的体积无空间储存将在内腔憋压导致压力很大，对缓冲器密封结构产生致命破坏。环境温度缓慢升高，油液体积缓慢增加，此时缓冲腔A和储油腔12-4压力几乎平衡，球体9在阀体6内为自由状态，缓冲腔A的油液体积增加量随着图中箭头方向流进补偿腔B和储油腔12-4，随着油液体积增大，浮动活塞杆12压缩复位弹簧13使补偿腔B变大，补偿器外筒14和缓冲器外筒2之间、补偿器外筒14和浮动活塞12之间均有密封结构防止油液外泄。当外界环境温度恢复正常时，补偿腔B的油液将在复位弹簧13的作用下返回到缓冲腔A。
Claims (9)
1.一种设有补偿装置的全油液缓冲器，包含与起落架机体球体面配合的上端盖（1），其特征在于，
所述上端盖与缓冲器外筒（2）密封连接，缓冲器外筒内设有缓冲腔（A）和补偿腔（B），且缓冲腔设置于上端盖正下方，补偿腔密封连接补偿器外筒（14），缓冲腔和补偿腔之间设有油液通道（2-4）相连通；
上端与起落架机体固定连接的活塞杆A（3）穿设上端盖和缓冲器外筒而设置于缓冲腔中，活塞杆A的中部设置环形端面而将缓冲腔分为上腔和下腔，且环形端面上设置沟通上腔和下腔的阻尼孔（3-2）；
所述补偿腔的上端设置控制油液通道的阀体（6），阀体下方的补偿腔内设置浮动活塞（12），该浮动活塞的上端面设置储油腔（12-4），浮动活塞的活塞杆B上套设复位弹簧（13）。
2.根据权利要求1所述的一种设有补偿装置的全油液缓冲器，其特征在于，所述阀体的轴向设置与油液通道相通且上大下小的阶梯孔，阶梯孔内放置球体（9），在飞机着陆时，球体与阶梯孔下端的小孔形成球面密封，在外界环境升高或恢复正常时，球体在阀体内处于自由状态从而使缓冲腔与补偿腔连通。
3.根据权利要求2所述的一种设有补偿装置的全油液缓冲器，其特征在于，所述阀体下端的径向设置横跨阶梯孔的通孔（6-2），且通孔设置于球体所处位置的上方，通孔内放入供限制球体活动范围的针柱（8）。
4.根据权利要求1所述的一种设有补偿装置的全油液缓冲器，其特征在于，所述阀体与所述浮动活塞之间设置挡板（10），所述阀体的底部穿设所述挡板与所述浮动活塞上端面的储油腔连通。
5.根据权利要求1所述的一种设有补偿装置的全油液缓冲器，其特征在于，所述缓冲器外筒和补偿器外筒的底部分别设置防尘圈。
6.根据权利要求1所述的一种设有补偿装置的全油液缓冲器，其特征在于，所述上端盖上端面设有与板簧支柱上凸球体面配合的凹球体面（1-1）。
7.根据权利要求1所述的一种设有补偿装置的全油液缓冲器，其特征在于，所述活塞杆A的环形端面外径与缓冲腔的内壁之间设有密封圈形成密封。
8.根据权利要求1所述的一种设有补偿装置的全油液缓冲器，其特征在于，所述浮动活塞的活塞杆B中部设置用于限制复位弹簧最大压缩量的环形台阶（12-2）。
9.根据权利要求1所述的一种设有补偿装置的全油液缓冲器，其特征在于，所述浮动活塞的活塞杆B末端设置有监测油液的刻度线。
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