CN111186565A - 一种航空机轮刹车用静盘组件 - Google Patents

Abstract

一种航空机轮刹车用静盘组件，在摩擦盘的凸键表面中嵌装并固定有保护片，并使各保护片的凹弧面与保护片安装槽槽底的凸弧面相贴合，使各保护片的凸弧面与保护片安装槽槽底的凹弧面相贴合；使各保护片上的凹槽与静盘凹键键槽相对应。本发明改变静盘组件的受力形式，避免静盘凹键槽受力，增加静盘组件的使用寿命及安全性，通过保护片凹槽的配合使用能够分担刹车壳体凸键的径向扭矩，避免静盘凹槽受力而损伤静盘，增加静盘的使用寿命。

Description

一种航空机轮刹车用静盘组件

技术领域

本发明涉及飞机刹车制动领域，具体是一种航空机轮刹车用静盘组件结构。

背景技术

飞机刹车机轮包括机轮组件和刹车装置，机轮组件与刹车装置一起装于飞机主起落架轴上。机轮组件主要用于承担飞机重量，支撑飞机；刹车装置主要用于飞机的制动。刹车装置主要由汽缸座、活塞组件、刹车壳体、压紧盘组件、动盘组件、静盘、承压盘、钢承压盘等组成。静盘通过键槽与刹车壳体凸键配合，并固定在飞机起落架上。飞机刹车时，刹车液压油在刹车压力作用下，进入汽缸座，推动活塞沿轴向移动，压紧盘压紧静盘、承压盘和随机轮转动的动盘，产生摩擦力矩，使机轮制动。

现有刹车装置中的刹车盘种类包括：钢制刹车盘组件：刹车盘的摩擦部分为粉末冶金材料，骨架为钢材料；碳碳刹车盘组件：刹车盘由碳碳复合材料沉积成型，刹车盘为一个整体；碳陶刹车盘组件，刹车盘由碳陶复合材料沉积成型，刹车盘为一个整体。

由于碳碳复合材料或碳陶复合材料的静盘凹键槽需与钢材料或钛合金材料的刹车壳体凸键配合，但碳碳复合材料或碳陶复合材料相对钢材料、钛合金材料强度较低，在静盘键槽与刹车壳体凸键直接配合受力的情况下，静盘键槽表面长久受力后易破坏或变形，影响碳刹车盘的使用寿命及安全性。在飞机刹车时，刹车盘摩擦会产生高温，键槽长期在高温下承受载荷，会加速静盘键槽表面的破坏与变形。在飞机过载的情况下，键槽承受过大力矩时，更有可能会出现压溃现象。

通过在中华人民共和国国家知识产权局(http://www.sipo.gov.cn)检索关键词：静盘、静盘组件、刹车片、刹车盘、碳刹车盘、碳陶刹车盘、碳碳复合材料、碳陶复合材料、飞机、机轮、刹车装置、制动、西安航空科技制动、张万顺、邓倩、娄金涛、夏孟聪、李硕。相关发明专利如下：

在专利号为201611200855.4的发明创造中提出了一种飞机碳/陶刹车装置，在专利号为201721276237.8的发明创造中分别提出了一种飞机刹车装置，在专利号为201721255769.3的发明创造中提出了一种飞机主机轮的刹车装置组件，在专利号为201620685578.X的发明创造中提出了一种飞机主机轮刹车装置，在专利号为201520069451.0的发明创造中提出了一种主机轮刹车装置。上述刹车装置中的刹车静盘均采用碳碳或碳陶材料支撑，并为整体结构。该刹车静盘的键槽处无保护结构，与刹车壳体直接接触受力。

在申请号为201610037039.X的发明创造中提出了一种飞机炭/炭刹车盘U型键传力装置。该发明的刹车盘本体及刹车盘本体上有凹形槽，相邻两个凹形槽之间的刹车盘本体外缘上通过铆钉连接有金属键夹，其特征在于:凹形槽内表面上涂有防护性涂层且装有U型键，金属键夹为固定状态，U型键限位在两个金属键夹之间的凹形槽内，且U型键可在两相邻金属键夹锁定的区间内沿刹车盘本体外圆周方向窜动，U型键沿刹车盘本体径向不可动，当以刹车盘本体的端面为参考面时，组装后的U型键的受力面高于金属键的端面，其可确保当刹车盘本体与金属传力键作用时，金属键夹不受力。该技术为在刹车盘凹槽及凸键外表面做防护，对凹槽及凸键的外在尺寸要求较高，不适于内径较小的静盘。

在申请号为201810426331.X的发明创造中提出了一种飞机碳刹车盘钢夹。该发明包括第一钢夹片，第二钢夹片和铆钉，解决了由于刹车盘内径较小，无法满足安装一般单个钢夹所需的尺寸空间要求问题，能够实现保护刹车盘内环上的凸键，减轻对键槽的冲击，延长刹车盘寿命。该技术为在刹车盘外部做保护结构，而本发明为在刹车盘内部嵌入加强保护结构，目的类似，但结构无相似性。

发明内容

为克服现有技术中静盘键槽处无保护结构，与刹车壳体长期直接接触受力导致键槽变宽、压溃的不足；及静盘内经较小，不足以在每个键槽上安装单个保护装置的缺陷，本发明提出了一种航空机轮刹车用静盘组件。

本发明包括1个静盘和3个保护片；所述静盘包含摩擦盘与均布在所述摩擦盘的内圆周表面的多个凸键；所述保护片为弧形条，嵌装并固定在各所述凸键的内圆弧表面的保护片安装槽内。

所述保护片安装槽开在各凸键的内圆弧表面，并沿该凸键周向延伸为圆环形。该所述安装槽宽度方向的中心线位于该凸键轴向长度的对称面上。所述的保护片安装槽的宽度为3～5mm。

各所述保护片安装槽的槽底表面为光滑连接为一周的凹弧面和凸弧面，并使所述凹弧面的顶点分别与所述静盘键槽宽度的中心线对应，使各所述凸弧面的顶点分别与静盘凸键宽度的中心线对应。所述凹弧面与凸弧面的半径相同。

所述保护片的外圆周表面为与所述保护片安装槽的槽底表面相配合的凸弧面和凹弧面，使各保护片的凹弧面与保护片安装槽槽底的凸弧面相贴合，使各保护片的凸弧面与保护片安装槽槽底的凹弧面相贴合；在各保护片内圆周表面均布有凹槽，并且各凹槽均位于该保护片的各凸弧面处，使各凹槽宽度方向的中心线与各凸弧面的顶点对应。所述凹槽的宽度比所述静盘上的键槽的宽度小1～3mm。

所述的保护片安装槽的宽度为3～5mm；所述凹弧面与凸弧面的半径为22～28mm。

该保护片内半径与所述静盘的内半径相同。

在所述凹槽两侧分布有铆钉孔，并使各铆钉孔与位于静盘上的铆钉孔一一对应。

所述凸键表面均布有两个贯通的铆钉孔。

本发明能够优化现有静盘组件结构，改变静盘组件的受力形式，避免静盘凹键槽受力，增加静盘组件的使用寿命及安全性。

为便于保护片安装于保护片安装槽内，本发明中的保护片有3个，为圆周周向三等分的弧形条。该保护片嵌装在保护片安装槽内。为避免静盘凹槽壁受力，所述凹槽的宽度比所述静盘上的键槽的宽度小1～3mm。在所述凹槽两侧分布有铆钉孔，并使各铆钉孔与位于静盘上的铆钉孔一一对应。

新结构的静盘组件与刹车壳体配合时，碳碳复合材料或碳陶复合材料的静盘凹键槽同保护片的凹键槽一同与钢材料或钛合金材料的刹车壳体凸键配合，保护片凹槽的配合使用可以保护强度较低的静盘凹槽，在使用过程中分担刹车壳体凸键的径向扭矩，避免静盘凹槽受力而损伤静盘，增加静盘的使用寿命。

与现有技术相比较本发明所提出的航空机轮刹车用静盘组件具有以下特点：

本发明包括刹车静盘、保护片和铆钉，新结构的静盘组件能够有效减少因键槽过度受力变形、损伤导致的静盘失效，提高静盘组件的使用稳定性及安全性，延长静刹车盘60％的使用寿命。

静盘组件增加键槽宽度略小于静盘键槽宽度的钢制保护片零件，在与刹车壳体凸键配合时，保护片键槽替代静盘键槽受力，由于钢制材料的强度较碳碳、碳陶材料大，在使用过程中可避免静盘键槽变形。

静盘组件增加凹弧面和凸弧面相切连接一周的钢制保护片，保护片设计为此结构，能够增大的保护片与静盘的接触面积，增加22％～100％径向受力面积，分散并承受部分刹车壳体传递的径向力，减小静盘键槽单侧面的压力，改善了静盘组件的受力情况。

本发明为在刹车盘内部嵌入加强保护结构，可根据静盘内径调整保护片大小，且与现有结构无相似性。而现有静盘多为一体成型，采用碳碳或碳陶材料，键槽处无保护结构，与刹车壳体直接接触受力。键槽处有保护结构的静盘组件，是在刹车盘外部做保护结构，对静盘内径要求较高，小尺寸的内径不适用。

用未加保护的原结构静盘和本发明静盘组件组装成刹车装置，按照 GJB1184A-2010《航空机轮和刹车装置通用规范》动力矩谱要求进行刹车性能对比试验，在刹车盘磨损初始阶段、磨损中值阶段、磨损极限阶段分别进行了100次动刹车试验。试验后经分解检查发现，未加保护的原结构静盘键槽处有不同程度的变宽现象，变宽尺寸为0.8～1.4mm；而本发明的静盘组件，因保护片承受并分散的受力，键槽处尺寸无变化。

附图说明

图1是静盘组件的结构示意图；

图2是静盘的轴测图；

图3是静盘的剖面图，其中3a是主视图，3b是侧视图；

图4是保护片的轴测图；

图5是保护片的正视图；

图6是静盘组件安装示意图。

图中：1.静盘；2.保护片；3.铆钉；4.凸键；5.键槽。

具体实施方式

本实施例是用于某型刹车装置的静盘组件。如图1所示，包含1个静盘1、三个保护片2及24个铆钉3。其中，所述三个保护片2均布在该静盘1内圆周表面，嵌装在位于该静盘内圆周表面的凸键之间，并通过铆钉3固定。

所述静盘1为现有技术，采用碳碳复合材料制成，总重量3.5kg；保护片选用1Cr18Ni9Ti，表面处理：钝化。该包含摩擦盘与9～15个凸键。各所述凸键均布在该摩擦盘的内圆周表面，并由相邻凸键之间的间距形成了键槽。所述键槽的宽度为 13～18mm，深度为12～16mm。本实施例中，所述静盘外径为412mm，内径为280mm，盘体总厚度为22mm；凸键为12个；键槽的宽度为16mm，深度为14.5mm。

为在所述静盘的内圆周表面安装所述保护片2，在各所述凸键的内圆弧面加工有周向的保护片安装槽；各所述的保护片安装槽的宽度为3～5mm。各所述保护片安装槽宽度方向的中心线位于该凸键轴向长度的对称面上。

各所述保护片安装槽的槽底表面为相切连接一周的凹弧面和凸弧面，使该槽底表面呈波浪状，并使所述凹弧面的顶点分别与所述静盘键槽宽度的中心线对应，使各所述凸弧面的顶点分别与静盘凸键宽度的中心线对应。所述凹弧面与凸弧面的半径相同，均为25mm。凹弧面与凸弧面中心在直径为φ325的分度圆上，分度圆与静盘中心同心。本实施例中，所述的保护片安装槽的宽度为3～5mm；所述凹弧面与凸弧面的半径为 22～28mm。

所述凸键表面有两个贯通的铆钉孔，孔直径φ6mm，两孔相距32mm，均布在圆周直径为φ270mm的分度圆上。

所述保护片2有3个，均为弧形条。该保护片内弧面的半径与所述静盘的半径相同，并且各所述保护片的外圆弧边亦为连续的凹弧面和凸弧面，形成了与所述保护片安装槽波浪状槽底相嵌合的波浪状，并使各保护片的凹弧面与保护片安装槽槽底的凸弧面相贴合，使各保护片的凸弧面与保护片安装槽槽底的凹弧面相贴合。

在该保护片内弧面上均布有凹槽，并且各凹槽均位于该保护片的各凸弧面处，使各凹槽宽度方向的中心线与各凸弧面的顶点对应。所述凹槽的宽度比所述静盘上的键槽的宽度小1～3mm。在所述凹槽两侧分布有铆钉孔，并使各铆钉孔与位于静盘上的铆钉孔一一对应。本实施例中，所述凹槽的宽度比所述静盘上的键槽的宽度小1mm。

安装时，将各所述保护片分别嵌入静盘凸键内圆弧表面的保护片安装槽内，并使各所述保护片外弧面上连续的凹弧面和凸弧面与保护片安装槽槽底的凸弧面和凹弧面一一对应贴合。通过铆钉3将上述保护片与静盘固连。相邻的两个保护片的端头之间的间距为16～25mm。本实施例中，所述相邻的两个保护片的端头之间的间距为20mm。

所述保护片上凹槽的宽度比所述静盘上键槽的宽度小1～3mm，以避免该静盘上键槽槽壁受力。

Claims (6)

1.一种航空机轮刹车用静盘组件，包括1个静盘；所述静盘包含摩擦盘，并在该摩擦盘的内圆周表面均布有多个凸键；其特征在于，还包括3个保护片；所述保护片为弧形条，嵌装在各所述凸键的内圆弧表面的保护片安装槽内；

所述保护片安装槽开在各凸键的内圆弧表面，并沿该凸键周向延伸为圆环形；该所述安装槽宽度方向的中心线位于该凸键轴向长度的对称面上；所述的保护片安装槽的宽度为3～5mm。

2.如权利要求1所述航空机轮刹车用静盘组件，其特征在于，各所述保护片安装槽的槽底表面为光滑连接为一周的凹弧面和凸弧面，并使所述凹弧面的顶点分别与所述静盘键槽宽度的中心线对应，使各所述凸弧面的顶点分别与静盘凸键宽度的中心线对应；所述凹弧面与凸弧面的半径相同。

3.如权利要求1所述航空机轮刹车用静盘组件，其特征在于，所述保护片的外圆周表面为与所述保护片安装槽的槽底表面相配合的凸弧面和凹弧面，使各保护片的凹弧面与保护片安装槽槽底的凸弧面相贴合，使各保护片的凸弧面与保护片安装槽槽底的凹弧面相贴合；在各保护片内圆周表面均布有凹槽，并且各凹槽均位于该保护片的各凸弧面处，使各凹槽宽度方向的中心线与各凸弧面的顶点对应；所述凹槽的宽度比所述静盘上键槽的宽度小1～3mm。

4.如权利要求2所述航空机轮刹车用静盘组件，其特征在于，所述的保护片安装槽的宽度为3～5mm；所述凹弧面与凸弧面的半径为22～28mm。

5.如权利要求1所述航空机轮刹车用静盘组件，其特征在于，该保护片内半径与所述静盘的内半径相同。

6.如权利要求1所述航空机轮刹车用静盘组件，其特征在于，在所述凹槽两侧分布有铆钉孔，并使各铆钉孔与位于静盘上的铆钉孔一一对应。

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