CN221723286U - 一种一体化键齿式飞机刹车盘 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种一体化键齿式飞机刹车盘,采用将键齿、钢夹一体化的方式,可以避免因应力集中导致的开裂问题,提高了键齿的可靠性,降低了生产成本,适用于批量化生产。该飞机刹车盘包括:动盘和静盘,若干个动盘和若干个静盘依次层叠设置;其特征在于,所述动盘外圆周上沿周向均匀间隔分布有若干个动盘键齿;相邻两个动盘键齿周向端面之间具有设定间隔形成外键槽,用于和飞机轮毂上的凸键配合;所述静盘内圆周上沿周向均匀间隔分布有若干个静盘键齿,相邻两个动盘键齿周向端面之间具有设定间隔形成外键槽,用于和飞机扭力筒上的凸键配合。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种刹车盘,具体涉及一种一体化键齿式飞机刹车盘,属于飞机刹车盘结构技术领域。
背景技术
对于现在绝大多数飞机来说,为了保证制动时有较好的性能,都会选择使用碳/碳刹车盘。碳/碳复合材料具有高摩擦系数以及抗热衰、耐腐蚀等特性。传统方法中采用钢夹-铆钉结构进行配合与联接,钢夹因刹车冲击、使用疲劳等因素会发生断裂,进而造成多余物的产生;且碳/碳键齿本身冲剪强度不高,断裂延伸率低,产生氧化后强度下降快,在碳盘基体材料强度不足,防氧化措施不到位时,也发生过键齿断裂、刹车系统失效的事故。
如专利CN200975430Y《飞机起落架制动刹车盘副》中采用传统刹车盘组的制造与安装,各盘均采用钢夹-铆钉结构进行配合联接,有时钢夹会断裂,且其产生的多余物致使磨损加剧,加快碳/碳盘的更换;碳/碳键齿为脆性材料,钢夹尺寸过小,与碳/碳键齿接触面加工精度要求高,加工不当就易导致键齿开裂,且无法维修,只能进行报废处理。
CN10679121A《一种飞机碳刹车盘钢夹》公开了一种飞机碳刹车盘钢夹,包括第一钢夹片、第二钢夹片和铆钉,通过盘体及钢夹片上相同位置的铆钉联结在一起,对于静盘的内径来说,由于传统制造的U型钢夹仅能保护碳盘外缘键齿,无法实现内侧键齿的保护,这种整体式钢夹可以起到较好的保护作用,可由于尺寸较小,且此整体式钢夹配合面要求较高、配合面多,对于此类钢夹的加工工艺需求较高,成本随之增大,且此类型钢夹并不适用于动盘及其它盘体,增加了刹车盘组的工艺流程。
CN209725021U《键夹结构和飞机炭/炭刹车盘》采用一种键夹结构,其结构包括键片、至少一个挡片和至少两个固定结构,采用挡片与键片锁紧配合的方式形成,可以适当避免键夹局部应力集中导致局部开裂的现象发生,尽管各盘体均适用,可由于键片壁薄、尺寸小,加工不当就会无法使用,且其组件过多,不宜适用于批量化生产。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型提供一种一体化键齿式飞机刹车盘,采用将键齿、钢夹一体化的方式,可以避免因应力集中导致的开裂问题,提高了键齿的可靠性,降低了生产成本,适用于批量化生产。
本实用新型的技术方案为:一体化键齿式飞机刹车盘,包括:动盘和静盘,若干个动盘和若干个静盘依次层叠设置;所述动盘外圆周上沿周向均匀间隔分布有若干个动盘键齿;相邻两个动盘键齿周向端面之间具有设定间隔形成外键槽,用于和飞机轮毂上的凸键配合;
所述静盘内圆周上沿周向均匀间隔分布有若干个静盘键齿,相邻两个静盘键齿周向端面之间具有设定间隔形成内键槽,用于和飞机扭力筒上的凸键槽配合。
作为本实用新型的一种优选方式,所述动盘外圆周面上沿周向均匀间隔分布有若干个凹槽A;所述动盘键齿与凹槽A一一对应;
所述动盘键齿为与所述动盘同心的弧形结构,其内侧面具有与所述凹槽A匹配的凸起A;所述动盘键齿内侧面的凸起A位于对应的凹槽A内,内侧面的其它部分与所述动盘的外圆周面贴合。
作为本实用新型的一种优选方式,所述动盘外圆周面上的凹槽A为燕尾型凹槽A,所述动盘键齿内侧面的凸起A为与所述燕尾型凹槽A配合的燕尾型凸起A。
作为本实用新型的一种优选方式,所述动盘键齿通过若干个动盘销轴与动盘连接,并在连接后通过耐高温石墨胶填充。
作为本实用新型的一种优选方式,所述静盘内圆周面上沿周向均匀间隔分布有若干个凹槽B;所述静盘键齿与所述凹槽B一一对应;
所述静盘键齿为与所述静盘同心的弧形结构,其外侧面具有与所述凹槽B匹配的凸起B;所述静盘键齿外侧面的凸起B位于对应的凹槽B内,外侧面的其它部分与静盘的内圆周面贴合。
作为本实用新型的一种优选方式,所述静盘内圆周面上的凹槽B为燕尾型凹槽B,所述述静盘键齿外侧面的凸起B为与所述燕尾型凹槽B配合的燕尾型凸起B。
作为本实用新型的一种优选方式,所述静盘键齿通过若干个静盘销轴与静盘连接,并在连接后通过耐高温石墨胶填充。
作为本实用新型的一种优选方式,所述动盘键齿的厚度小于所述动盘的厚度,所述述静盘键齿的厚度小于所述静盘的厚度。
有益效果:
(1)相较于传统的直接在刹车盘的动盘外圆周面上加工外键槽,然后在每个外键槽的两端分别铆接钢夹的方式(传统方案中直接在碳/碳盘体外圆周面设置多个凹槽作为外键槽,凹槽两侧的凸起为键齿,即键齿与碳/碳盘体材质相同且一体成型,而不是独立的部件,然后在键齿两侧设置钢夹用于连接;也可以理解为传统方案中,键齿与刹车盘为一体结构);本实用新型中直接采用与碳/碳盘体(即动盘和静盘)连接的键齿取代了传统方案中的键齿和钢夹(本实用新型可以理解为将传统方案中的键齿和钢夹一体化),由此简化了刹车盘与飞机轮毂/扭力筒之间的接口结构,避免了传统钢夹-铆钉结构中的应力集中问题,杜绝了因钢夹断裂导致的多余物产生,降低了刹车盘失效风险;该飞机刹车盘尤其适用于使用频率高、刹车扭矩较大,钢夹易断裂的飞机之中。
(2)本实用新型中,为了进一步提高键齿与碳盘连接的可靠性、方便碳/碳刹车盘的制造,采用了可拆装式的键齿,即键齿通过销轴固定、高温石墨胶固化填充等方式与碳盘本体的连接,既避免了传统钢夹因形状复杂带来的不易加工、结构断裂等问题,又降低了加工成本。
(3)本实用新型中,键齿与碳盘可拆卸连接,在碳/碳刹车盘达到使用极限后,可以仅更换碳/碳盘体(即动盘和静盘),通过耐高温合金键齿(静盘键齿以及动盘键齿)的重新拆装进行重复使用;此方法碳/碳盘体毛坯尺寸相对于传统设计方式能够缩小30%,大幅度提高了材料利用率,降低了成本。对于磨损量超过设计要求的键齿,可以采用火焰喷涂,刷涂烧结等方式对键齿磨损面进行修补,尺寸到位后即可再次使用。
(4)本实用新型中,静盘键齿以及动盘键齿均采用燕尾型键齿,且燕尾型键齿与碳盘(动盘和静盘)本体接触面积大,抗剪切能力更强,在碳盘本体材料不变的前提下,能够使碳盘承受更大的刹车载荷,避免因重载导致的碳盘键齿断裂问题。
附图说明
图1为本实用新型的一体化键齿式飞机刹车盘整体外形图;
图2为本实用新型的一体化键齿式飞机刹车盘的剖视图。
其中:1-动盘、2-动盘燕尾型键齿、3-静盘、4-静盘燕尾型键齿、5-静盘销轴、6-动盘销轴、7-外键槽、8-内键槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本实用新型做进一步的详细说明。
本实施例提供一种一体化键齿式飞机刹车盘,能够克服现有钢夹结构易断裂的问题,该飞机刹车盘可靠性高、成本低,适用于批量化生产。
如图1和图2所示,该飞机刹车盘包括:动盘1和静盘3,若干个动盘1和若干个静盘3依次层叠设置;其中动盘1外圆周上沿周向均匀间隔分布有若干个动盘燕尾型键齿2;动盘燕尾型键齿2通过动盘销轴6固定、耐高温石墨胶固化填充后固定在动盘1的外圆周面上。
具体的:动盘1采用碳/碳复合材料,即为碳盘;其外圆周面上沿周向均匀间隔分布有若干个燕尾型凹槽A;动盘燕尾型键齿2为与动盘1同心的弧形结构(其内圆周面内和外圆周面均为弧形面),动盘燕尾型键齿2采用耐高温合金材质,其内侧面的中间位置具有与燕尾型凹槽A匹配的燕尾型凸起A;动盘燕尾型键齿2与燕尾型凹槽A一一对应,即每个燕尾型凹槽A内安装一个动盘燕尾型键齿2;在动盘1外圆周面安装动盘燕尾型键齿2后,动盘燕尾型键齿2内侧面的燕尾型凸起A位于燕尾型凹槽A内,内侧面的其它部分与动盘1的外圆周面贴合。且相邻两个动盘燕尾型键齿2的周向端面之间具有设定间隔形成外键槽7(由此动盘1外圆周面安装动盘燕尾型键齿2后,在动盘1外圆周面上形成若干个均匀间隔分布的外键槽7),用于和飞机轮毂上的凸键配合。
每个动盘燕尾型键齿2通过两个动盘销轴6与动盘1固定,动盘销轴6为耐高温合金材质,两个动盘销轴6分别设置在燕尾型凸起A两侧;为保证动盘燕尾型键齿2与动盘1的可靠连接,在动盘燕尾型键齿2与动盘1连接面之间的缝隙中填充耐高温石墨胶,耐高温石墨胶固化后实现动盘燕尾型键齿2在动盘1上的可靠连接。
静盘3内圆周上沿周向均匀间隔分布有若干个静盘燕尾型键齿4,静盘燕尾型键齿4通过静盘销轴5固定、高温石墨胶固化填充后固定在静盘3的内圆周面上。
具体的:静盘3采用碳/碳材质,即为碳盘;其内圆周面上沿周向均匀间隔分布有若干个燕尾型凹槽B;静盘燕尾型键齿4为与静盘3同心的弧形结构(其内圆周面内和外圆周面均为弧形面);静盘燕尾型键齿4采用耐高温合金材质,其外侧面的中间位置具有与燕尾型凹槽B匹配的燕尾型凸起B;静盘燕尾型键齿4与燕尾型凹槽B一一对应,即每个燕尾型凹槽B内安装一个静盘燕尾型键齿4;在静盘3内圆周面安装静盘燕尾型键齿4后,静盘燕尾型键齿4外侧面的燕尾型凸起B位于燕尾型凹槽B内,外侧面的其它部分与静盘3的内圆周面贴合;相邻两个静盘燕尾型键齿4的周向端面之间具有设定间隔形成内键槽8(由此静盘3外圆周面安装静盘燕尾型键齿4后,在静盘3内圆周面上形成若干个均匀间隔分布的内键槽8),用于和飞机扭力筒上的凸键配合,在刹车时传动扭矩。
每个静盘燕尾型键齿4通过两个静盘销轴5与静盘3固定,静盘销轴5为耐高温合金材质,两个静盘销轴5分别设置在燕尾型凸起B两侧;为保证动静盘燕尾型键齿4与静盘3的可靠连接,在静盘燕尾型键齿4与静盘3连接面之间的缝隙中填充耐高温石墨胶,耐高温石墨胶固化后实现静盘燕尾型键齿4在静盘3上的可靠连接。
与传统的碳/碳刹车盘不同的是,本实用新型中,将传统的钢夹与键齿合二为一制作成燕尾型键齿(动盘燕尾型键齿2和静盘燕尾型键齿4)。碳/碳盘(动盘1和静盘3)具备耐磨损、导热良好的特性;燕尾型键齿具备强度高、耐高温、耐冲击的特性。
在刹车盘使用过程中,飞机轮毂通过动盘燕尾型键齿2将扭矩传递给动盘1,静盘3通过静盘燕尾型键齿4固定在飞机扭力筒之上,动盘1与静盘3达到摩擦制动的效果。
作为一种示例:
动盘1的厚度为20mm,外径为400mm,内径为225mm,动盘1外圆周上均布着9个燕尾型凹槽A;燕尾型凹槽A的两斜边倾斜15°,便于动盘燕尾型键齿2的安装,且其受力较为均匀。动盘燕尾型键齿2上的燕尾型凸起A与动盘1上燕尾型凹槽A适配,动盘燕尾型键齿2的厚度为10mm,径长(不包含燕尾型凸起A的长度)为20mm。
静盘3厚度为20mm,外径为390mm,内径为215mm,静盘3内圆周上均布着9个燕尾型凹槽B;燕尾型凹槽B的两斜边倾斜15°,便于静盘燕尾型键齿4的安装,且其受力较为均匀。静盘燕尾型键齿4与燕尾型凸起B与静盘3上燕尾型凹槽B适配,静盘燕尾型键齿4的厚度为10mm,径长(不包含燕尾型凸起B的长度)为10mm。
如图2所示,静盘销轴5和动盘销轴6均为内六角销轴且带有长为5mm的螺纹(静盘燕尾型键齿4以及动盘燕尾型键齿2上对应设置有螺纹孔),便于固定住销轴的轴向位置,而光杆则承受剪切力,静盘销轴总长为16.3mm,动盘销轴总长为28.8mm。静盘燕尾型键齿2与动盘燕尾型键齿4在圆周面上开有两个通孔,与其相对应的静盘3与动盘1圆周面上各开有7.5mm和10mm深的盲孔。
在各组件加工生产完毕后,将酚醛树脂2123原液、5%冰醋酸(质量比)与石墨粉2:1混合均匀制成高温石墨胶,将销轴(静盘销轴5和动盘销轴6)光杆位置及螺纹处与燕尾型键齿(静盘燕尾型键齿4以及动盘燕尾型键齿2)燕尾处完全浸没放置在混合胶之中静置3-5分钟,完成后将其与所对应组件配合,检查无误后,将碳盘整体放进150℃高温炉中10—20分钟进行固化处理,经冷却后即得到装配碳/碳盘体。与传统方案相比,本方案将钢夹与碳盘键齿进行一体化设计,金属件与碳盘之间的联接方式由单纯的销钉联结改为燕尾槽+销轴结构,大幅度提高了碳/碳盘体结构的可靠性。且相比较传统碳/碳刹车盘的制造来说,此种可拆装键齿式飞机刹车盘制造简单,组件少,可以进行批量化生产。
在碳/碳刹车盘达到使用极限后,可以仅更换碳/碳盘体(即动盘1和静盘3),通过耐高温合金燕尾型键齿(静盘燕尾型键齿4以及动盘燕尾型键齿2)的重新拆装进行重复使用;此方法碳/碳盘体毛坯尺寸相对于传统设计方式能够缩小30%,大幅度提高了材料利用率,降低了成本。对于磨损量超过设计要求的燕尾型键齿,可以采用火焰喷涂,刷涂烧结等方式对键齿磨损面进行修补,尺寸到位后即可再次使用。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述,但在本实用新型基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本实用新型要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种一体化键齿式飞机刹车盘,包括:动盘(1)和静盘(3),若干个动盘(1)和若干个静盘(3)依次层叠设置;其特征在于,所述动盘(1)外圆周上沿周向均匀间隔分布有若干个动盘键齿;相邻两个动盘键齿周向端面之间具有设定间隔形成外键槽(7);
所述静盘(3)内圆周上沿周向均匀间隔分布有若干个静盘键齿,相邻两个静盘键齿周向端面之间具有设定间隔形成内键槽(8)。
2.如权利要求1所述的一体化键齿式飞机刹车盘,其特征在于,所述动盘(1)外圆周面上沿周向均匀间隔分布有若干个凹槽A;所述动盘键齿与凹槽A一一对应;
所述动盘键齿为与所述动盘(1)同心的弧形结构,其内侧面具有与所述凹槽A匹配的凸起A;所述动盘键齿内侧面的凸起A位于对应的凹槽A内,内侧面的其它部分与所述动盘的外圆周面贴合。
3.如权利要求2所述的一体化键齿式飞机刹车盘,其特征在于,所述动盘(1)外圆周面上的凹槽A为燕尾型凹槽A,所述动盘键齿内侧面的凸起A为与所述燕尾型凹槽A配合的燕尾型凸起A。
4.如权利要求2或3所述的一体化键齿式飞机刹车盘,其特征在于,所述动盘键齿通过若干个动盘销轴与所述动盘(1)连接,并在连接后通过耐高温石墨胶填充。
5.如权利要求1-3任一项所述的一体化键齿式飞机刹车盘,其特征在于,所述静盘(3)内圆周面上沿周向均匀间隔分布有若干个凹槽B;所述静盘键齿与所述凹槽B一一对应;
所述静盘键齿为与所述静盘(3)同心的弧形结构,其外侧面具有与所述凹槽B匹配的凸起B;所述静盘键齿外侧面的凸起B位于对应的凹槽B内,外侧面的其它部分与静盘(3)的内圆周面贴合。
6.如权利要求5所述的一体化键齿式飞机刹车盘,其特征在于,所述静盘(3)内圆周面上的凹槽B为燕尾型凹槽B,所述述静盘键齿外侧面的凸起B为与所述燕尾型凹槽B配合的燕尾型凸起B。
7.如权利要求5所述的一体化键齿式飞机刹车盘,其特征在于,所述静盘键齿通过若干个静盘销轴与静盘连接,并在连接后通过耐高温石墨胶填充。
8.如权利要求1所述的一体化键齿式飞机刹车盘,其特征在于,所述动盘键齿的厚度小于所述动盘(1)的厚度,所述静盘键齿的厚度小于所述静盘(3)的厚度。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant |