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飞机起落架液压系统设计,飞机,起落架,液压,系统,设计
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前 言加热炉装料机用于向加热炉内送料，由电动机驱动，室内工作，通过传动装置使装料机推杆往复运动，将物料送入加热炉内。设计一台装料机由减速器与传动机构组成，配以适当的电动机等零部件，实现自动送料过程。要求使用期限是双班制10年。 目录一、设计任务书2二、总体方案设计.2、传动方案拟定.2、电动机的选择.4、传动系统的运动和动力参数.4三、传动零件的设计计算6（1）蜗轮蜗杆设计.6（2）齿轮设计.9（3）轴的设计和校核计算.14（4）键联接设计计算.21（5）联轴器的选择计算.22（6）滚动轴承的选择及寿命计算.22四、减速器箱体及附件的设计.27(1)润滑和密封形式的选择，润滑油和润滑脂的选择.27(2)箱体设计. . 27(3)技术要求. . 28五、参考资料.28一、设计任务书1、设计题目：加热炉装料机2、设计背景：（1）题目简述：装料机用于向加热炉内送料，由电动机驱动，室内工作，通过传动装置使装料机推杆作往复移动，将物料送入加热炉内。（2）使用状况：生产批量为5台；动力源为三相交流电380/220V，电机单向转动，载荷较平稳；使用期限为10年，每年工作300天，每天工作16小时；检修期为三年大修。（3）生产状况：生产厂具有加工7、8级精度齿轮、蜗轮的能力。3、设计参数：推杆行程200mm,所需电机功率 3.9kw,推杆工作周期2.5s.4、设计任务：（1）设计总体传动方案，画总体机构简图，完成总体方案论证报告。（2）设计主要传动装置，完成主要传动装置的装配图（A0）。（3）设计主要零件，完成两张零件工作图（A3）。（4）编写设计说明书。二、总体方案设计1、传动方案的拟定根据设计任务书，该传动方案的设计分成原动机和传动装置两部分：（1）原动机的选择设计要求：动力源为三相交流电380/220v.故，原动机选用电动机。（2）传动装置的选择减速器 电动机输出转速较高，并且输出不稳定，同时在运转故障或严重过载时，可能烧坏电动机，所以要有一个过载保护装置。可选用的有：带传动，链传动，齿轮传动，蜗杆传动。链传动与齿轮传动虽然传动效率高，但会引起一定的振动，且缓冲吸振能力差，也没有过载保护；带传动平稳性好，噪音小，有缓冲吸震及过载保护的能力，精度要求不高，制造、安装、维护都比较方便，成本也较低，但是传动效率较低，传动比不恒定，寿命短； 而蜗杆传动虽然效率低，没有缓冲吸震和过载保护的能力，制造要求精度高，但还是比较符合本设计的要求，所以采用蜗杆传动。总传动比为60，轴所受到的弯扭矩较大，所以初步决定采用蜗轮蜗杆加斜齿轮减速器，以实现在满足传动比要求的同时拥有较高的效率，和比较紧凑的结构，同时封闭的结构有利于在粉尘较大的环境下工作。传动机构工作机应该采用往复移动机构。可选择的有：连杆机构，凸轮机构，齿轮齿条机构，螺旋机构。本设计是要将旋转运动转换为往复运动，且无须考虑是否等速，是否有急回特性。所以连杆机构，凸轮机构，齿轮齿条机构均可，凸轮机构虽然能较容易获得理想的运动规律,但要使执行滑块达到200mm的行程,并保证工作时处于较小的压力角范围,凸轮的径向尺寸较大,此外凸轮与从动件为高副接触,不宜用于低速重载。且凸轮机构和齿轮齿条机构加工复杂，成本都较高，所以还是连杆机构更合适一些。 在连杆机构中，可以选择的又有对心曲柄滑快机构，正切机构和多杆机构。根据本设计的要求，工作机应该带动装料推板，且结构应该尽量简单，所以选择对心曲柄滑快机构电动机的选择（1）类型和结构形式的选择：按工作条件和要求：.9kW，推杆工作周期T=2.5，即（转分）。选用一般用途的Y系列三相异步卧式电动机，封闭结构。（2）电动机功率计算传动效率：一对轴承： 齿式联轴器： 蜗轮蜗杆：油润滑头蜗杆 一对圆柱斜齿轮：级精度 滑块摩擦：槽形摩擦轮 总传动效率： （3）电动机转速计算确定传动比范围：齿轮传动比范围；涡轮传动比范围在相关手册中查阅符合这一转速范围的电机，综合考虑总传动比，结构尺寸及成本，选择Y112-型，额定功率.0kW电动机，满载转速 传动系统的运动和动力参数 计算总传动比： 1、 分配减速器的各级传动比：若齿轮的传动比取，则蜗轮蜗杆的传动比为 2、 计算传动装置的运动和动力参数（）计算各轴转速电机轴：轴： 轴： 轴： （）计算各轴输入功率电机轴： 1轴： 2轴： 3轴： 推杆：a、 计算各轴输入转矩电动机输出转矩：1轴：2轴：3轴：将运动和动力参数计算结果进行整理并列于下表：轴名功率P / kW转矩T /Nm转速nr/min传动比i效率输入输出输入输出电机轴4.026.53144010.9801轴3.9226.261440200.8316轴3.26436.807230.9702轴2.821271.3424三、传动零件的设计计算1、 蜗轮蜗杆设计计算项目计算内容计算结果1选择传动精度等级，材料考虑传动功率不大，精度等级为7级，蜗杆用45号钢淬火，表面硬度4550HRC，蜗轮轮缘材料用ZCuSn10P1沙模铸造。2确定蜗杆，涡轮齿数传动比涡轮转速为：3.确定涡轮许用接触应力蜗杆材料为锡青铜，则, , 4.接触强度设计 载荷系数蜗轮转矩：由表28.8，估取蜗杆传动效率5.主要几何尺寸计算涡轮分度圆直径：蜗杆导程角 6.计算涡轮的圆周速度和传动效率涡轮圆周速度， 由式28.4 由式2837查出当量摩擦角 由式28.5搅油效率滚动轴承效率 与估取值近似7.校核接触强度由式28.11由表28.11可查弹性系数由表28.13使用系数 取动载荷系数载荷分布系数8.轮齿弯曲强度校核由式28.12 确定许用弯曲应力由表28.10查出由图28.10查出弯曲强度寿命系数确定涡轮的复合齿形系数涡轮当量齿数涡轮无变位查图27.17，27.20得导程角 9.蜗杆轴刚度验算由式28.14 蜗杆所受圆周力蜗杆所受径向力蜗杆两支撑间距离L取蜗杆危险及面惯性矩许用最大变形10.蜗杆传动热平衡计算由式28.15 蜗杆传动效率导热率取为）K工作环境温度 传动装置散热的计算面积为 2、 齿轮设计计算项目计算内容计算结果选材、精度选用斜齿轮，批量较小，小齿轮用40Cr，调质处理，硬度241HB286HB，平均取260HB，大齿轮用45钢，调质处理，硬度为2 29HB286HB，平均取240HB。8级精度。初步计算小齿轮直径因为采用闭式软齿面传动,按齿面接触强度初步估算小齿轮分度圆直径,由附录A表由表A1取，动载荷系数，转矩，由表27.11查取接触疲劳极限取确定基本参数圆周速度精度等级取8级精度合理取,确定模数,查表取校核传动比误差：因齿数未做圆整，传动比不变。8级精度合理取校齿核面接触疲劳强度1计算齿面接触应力节点区域系数:查图27-16非变位斜齿轮弹性系数:查表27.11重合度系数:端面重合度螺旋角系数 齿面接触应力2计算许用接触应力总工作时间接触寿命系数由图27-23查出 （单向运转取）齿面工作硬化系数接触强度尺寸系数由表27.15按调质钢查润滑油膜影响系数取为由表27.14取最小安全系数许用接触应力:3验算: 接触疲劳强度较为合适,齿轮尺寸无须调整确定主要传动尺寸小齿轮直径大齿轮直径齿宽b=110mm, , 齿根弯曲疲劳强度验算1由式27.11, , , 齿根弯曲应力:2计算许用弯曲应力由式27.17试验齿轮的齿根弯曲疲劳极限查图27-24c ，另外取由图27-26确定尺寸系数=由表27.14查最小安全系数3弯曲疲劳强度验算=合格静强度校核静强度校核,因传动无严重过载,故不作静强度校核轴的设计和校核计算1、蜗杆轴计算项目计算内容计算结果1、选择材料，热处理2、初估轴径3、初定轴的结构4、轴的空间受力支撑反力圆周力径向力轴向力法向力5、轴承支点的支反力绘出水平面和垂直面弯矩图6、计算机合成弯矩，绘制合成弯矩图7、转矩图8、求当量弯矩,绘制当量弯矩图9、按弯扭合成应力校核轴的强度45钢,正火,硬度170至27HB。查表得，当轴材料为45钢时可取C=112，根据与联轴器端连接的尺寸，按联轴器的标准系列，取其直径d=28mm，轴孔长度50mm.初定该轴为一端游动，一端固定选角接触球轴承7214C（一对），其尺寸：D=125mm,d=70mm, B=24mm该轴所受的外载荷为转矩和蜗轮上的作用力。1）垂直面支反力及弯矩计算2）水平面支反力及弯矩计算前已计算危险截面C处当量弯矩：d=28初步结构图见下空间受力简图合格2、蜗轮轴计算项目计算内容计算结果1、选择材料、热处理2、按扭转强度初估轴径3、初定轴的结构4、轴的空间受力分析5、轴承支点的支反力绘出水平面和垂直面6、计算机合成弯矩，绘制合成弯矩图7、转矩图8、求当量弯矩,绘制当量弯矩图9、按弯扭合成应力校核轴的强度45钢正火，硬度为170至217HB当轴材料为45钢时可取C=112，则 取其轴径为40mm该轴与小齿轮制成整体式。选角接触球轴承7208C（一对），其尺寸：D=80mm,d=40mm, B=18mm.该轴所受的外载荷为转矩、蜗轮和大齿轮上的作用力。输入转矩根据前面结果，C点受力为：；D点受力为：1）垂直面支反力及弯矩计算2）水平面支反力及弯矩计算前已计算危险截面C处当量弯矩：危险截面D处当量弯矩：取d=40初步结构图见下空间受力简图合格3、大齿轮轴计算项目计算内容计算结果1、材料选择、热处理2、初估轴径3、初定轴的结构4、轴的空间受力5、轴承支点的支反力绘出水平面和垂直面弯矩图6、计算机合成弯矩，绘制合成弯矩图7、转矩图8、求当量弯矩,绘制当量弯矩图9、按弯扭合成应力校核轴的强度45钢，正火，硬度为170至217HB当轴材料为45钢时可取C=112，则 考虑有键联接，取其直径d=60mm，轴孔长度50mm.处选角接触球轴承7212C，其尺寸：D=110mm,d=60mm, B=22mm. 处选角接触球轴承7213C，其尺寸：D=120mm,d=65mm, B=23mm.该轴所受的外载荷为转矩和大齿轮上的作用力。前面已算得1）垂直面支反力及弯矩计算2）水平面支反力及弯矩计算危险截面C处当量弯矩：取d=60合格4键联接设计计算 1蜗杆连接键键的选择和参数选用普通平键，圆头。由表6-57查得d=28mm时，应选用键 GB1096转 矩键 长接触长度许用挤压应力校 核查表7-3可得钢的许用挤压应力为=120MPa故满足要求3大齿轮键的选择与校核键的选择和参数为静联接，选用普通平键，圆头。由表6-57查得d=64mm时，应选用键 GB1096转 矩键 长接触长度许用挤压应力校 核钢的许用挤压应力为=120MPa故满足要求2蜗轮轴键的选择与校核键的选择和参数为静联接，选用普通平键，圆头。由表6-57查得d=48mm时，应选用键 GB1096转 矩键 长接触长度许用挤压应力校 核钢的许用挤压应力为=120MPa故满足要求4大齿轮轴外伸端键的选择与校核键的选择和参数为静联接，选用普通平键，圆头。由表6-57查得d=60mm时，应选用键 GB1096转 矩键 长接触长度许用挤压应力校 核钢的许用挤压应力为=120MPa故满足要求5联轴器的选择计算选择Y型联轴器 公称扭矩Tn=160Nm 蜗杆轴扭矩T1=25.997Nm Tn T1 合格 需用转速n=7600r/min 蜗杆轴转速 n1=1440r/min n n1 合格6滚动轴承的选择及寿命计算1蜗杆轴轴承的校核角接触球轴承7214C（一对），其尺寸：D=125mm,d=70mm, B=24mm计算项目计算内容计算结果轴承主要性能参数查表得轴承7214C主要性能参数如下： 轴承受力情况 X、Y值冲击载荷系数当量动载荷轴承寿命（球轴承）、 ，当量静载荷两式中取大值安全系数正常使用球轴承,查表计算额定静载荷；静载合格载荷系数载荷分布系数许用转速结论：所选轴承能满足寿命、静载荷与许用转速的要求。2小齿轮轴轴承的校核角接触球轴承7208C（一对），其尺寸：D=80mm,d=40mm, B=18mm计算项目计算内容计算结果轴承主要性能参数查表得轴承7208C主要性能参数如下：轴承受力情况 X、Y值冲击载荷系数当量动载荷轴承寿命（球轴承）、 ，当量静载荷两式中取大值安全系数正常使用球轴承,查表计算额定静载荷；静载合格载荷系数载荷分布系数许用转速结论：所选轴承能满足寿命、静载荷与许用转速的要求。3大齿轮轴轴承的校核角接触球轴承7212C，其尺寸：D=110mm,d=60mm, B=22mm角接触球轴承7214C，其尺寸：D=120mm,d=65mm, B=23mm计算项目计算内容计算结果轴承主要性能参数查表得轴承7212C主要性能参数如下：轴承受力情况 X、Y值冲击载荷系数当量动载荷轴承寿命（球轴承）、 ，当量静载荷两式中取大值安全系数正常使用球轴承,查表计算额定静载荷；静载合格载荷系数载荷分布系数许用转速结论：所选轴承能满足寿命、静载荷与许用转速的要求。计算项目计算内容计算结果轴承主要性能参数查表得轴承7212C主要性能参数如下：轴承受力情况 X、Y值冲击载荷系数当量动载荷轴承寿命（球轴承）、 ，当量静载荷两式中取大值安全系数正常使用球轴承,查表计算额定静载荷；静载合格载荷系数载荷分布系数许用转速结论：所选轴承能满足寿命、静载荷与许用转速的要求。四、减速器箱体及附件的设计1、润滑和密封形式的选择，润滑油和润滑脂的选择1润滑形式的选择(1)油标：选择杆式油标C型指标：d: M20 d1=6 d2=20 d3=8 h=42 a=15 b=10 c=6 D=32 D1=26(2)排油装置：管螺纹外六角螺赛及其组合结构指标： M20*1.5 d1=17.8 D=30 e=24.2 S=21 L=30 h=15 b=4 b1=3 C=1.5 D0=40 2密封装置（1） 蜗杆轴密封：毡圈油封 d=50, 挡油盘内密封（2）大齿轮轴密封：毡圈油封 d=653润滑油和润滑脂的选择（1）蜗轮蜗杆的润滑：LCKE220 运动粘度198242（40）2、箱体设计：计算项目计算内容计算结果箱座厚度箱盖厚度箱座突缘厚度箱盖突缘厚度箱座底突缘厚度地角螺钉直径地角螺钉数目轴承旁连接螺钉直径机盖与机座连接螺栓直径轴承端盖螺钉直径窥视孔盖螺钉直径连接螺栓d2的间距定位销直径大齿轮顶圆与内机壁距离齿轮端面与内机壁距离轴承端盖外径轴承端盖突缘厚度机盖肋厚机座肋厚=0.04a+381=0.85=8.5b=1.5b1=1.51b2=2.5df=0.036a+12d1=0.75 df =15d2=(0.50.6) dfd3=(0.40.5) dfd4=(0.30.4) dfl=(120200)mmd=(0.70.8)d211.22D2=1.25D+10t=(1.11.2)d3m1=0.851m=0.85取=11mm取1=9.5mmb=16.5mmb1=14mmb2=27.5mmdf =20mmn=4取d1=16mm取d2=10mm取d3=8mm取d4=8mm取l=150mm取d=8mm取1=13.2取2=11取D2=116t=10取m1=8取m=103、技术要求1 装配前所有零件用煤油清洗，滚动轴承用汽油浸洗，箱体内不允许有任何杂物存生。2 保持侧隙不小于0.115mm。3 调整、固定轴承时应留轴向间隙，。4 涂色检查接触斑点，沿齿高不小于55%，沿齿长不小于50%5 箱体被隔开为两部分，分别装全损耗系统用油L-AN68至规定高度。6 减速器部分面，各接触面及密封处均不允许漏油，剖分面允许涂以密封胶或水玻璃，不允许使用垫片。7 箱体外表面涂深灰色油漆，内表面涂耐油油漆。五、参考资料1、 任嘉卉、李建平、王之栎、马纲机械设计课程设计2001年1月出版，北京航空航天大学出版社。2、 吴瑞祥主编机械设计基础（下册）2004年8月版，北京航空航天大学出版社。31前言任何人造的飞行器都有离地升空的过程，而且除了一次性使用的火箭导弹和不需要回收的航天器之外，绝大部分飞行器都有着陆或回收阶段。对飞机而言，实现这一起飞着陆功能的装置主要就是起落架。 起落架就是飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时用于支撑飞机重力，承受相应载荷的装置。简单地说，起落架有一点象汽车的车轮，但比汽车的车轮复杂的多，而且强度也大的多，它能够消耗和吸收飞机在着陆时的撞击能量。概括起来，起落架的主要作用有以下四个： 1） 承受飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时的重力； 2） 承受、消耗和吸收飞机在着陆与地面运动时的撞击和颠簸能量； 3） 滑跑与滑行时的制动； 4） 滑跑与滑行时操纵飞机。 在过去，由于飞机的飞行速度低，对飞机气动外形的要求不十分严格，因此飞机的起落架都是固定的，这样对制造来说不需要有很高的技术。当飞机在空中飞行时，起落架仍然暴露在机身之外。随着飞机飞行速度的不断提高，飞机很快就跨越了音速的障碍，由于飞行的阻力随着飞行速度的增加而急剧增加，这时，暴露在外的起落架就严重影响了飞机的气动性能，阻碍了飞行速度的进一步提高。 因此，人们便设计出了可收放的起落架，当飞机在空中飞行时就将起落架收到机翼或机身之内，以获得良好的气动性能，飞机着陆时再将起落架放下来。 然而，有得必有失，这样做的不足之处是由于起落架增加了复杂的收放系统，使得飞机的总重增加。但总的说来是得大于失，因此现代飞机不论是军用飞机还是民用飞机，它们的起落架绝大部分都是可以收放的，只有一小部分超轻型飞机仍然采用固定形式的起落架。所以说设计设计一种安全可靠性能良好和轻便的飞机起落架液压控制系统是十分必要的。本次设计就一这论题展开设计。 1 1 绪论液压技术是一门古老而又兴起的学科,随着技术的不断革新近百年来又长足的进展。它被广泛的应用在各行各业中,诸如,机床液压、矿山机械、石油化工、冶炼技术以及航天航空等方面。可以说液压技术的发展,密切关系着我国计民生的许多方面。正确合理的设计和使用液压系统,对于提高各类液压机械装置的工作品质和技术经济性能更具有重要意义。飞机液压系统设计可以说是极具代表性能的液压系统设计,现在就以飞机起落架液压系统作为本次设计。本次设计飞机起落架液压系统设计主要包括下述内容：1.1 液压系统工作原理设计液压传动系统主要由供压部分(泵源回路)与工作部分(工作回路)所组成的。设计新的液压系统，首先根据飞机起落架总体对液压系统所提出的操纵要求,性能品质要求,可靠性要求选用合适的泵源回路与各操纵机构的液压工作回路组成整个起落架液压系统。1) 液压系统方案原理图设计；2) 液压原理方案说明书；3) 典型工作剖面液压系统使用功率说明；4) 液压系统可靠性、温度估算；5) 方案总体评估说明。1.2 确定液压系统主要参数液压系统参数应满足标准化与规范化要求,为此进行系统参数设计前按总体要求首先确定：1) 液压系统所用液压油；2) 液压系统的工作压力等级；3) 液压系统的工作范围；根据机构执行系统工况,负载及性能要求 ,确定各工作回路所要求的输出功率及泵源回路应提供的功率,从而确定：4) 液压装置的尺寸及性能；5) 液压系统的额定流量；6) 各管段的导管直径。1.3 选择液压附件,开展对新研制附件的设计工作 根据工作原理图对附件的功能要求与所确定的系统主要参数选择定型的液压附件,对新研制的附件提出指标要求,同时开展对辅助附件的设计工作。1.4 液压系统的安装调试按液压系统的设计要求把整个系统在试验室里组装起来，通过1:1地面模拟试验，对液压系统进行全面的性能考核，通过模拟试验能在飞机试飞前考核液压系统性能，并对飞机产生过程中系统的重大更改作出鉴定，为进一步改进液压系统设计和提高系统安全性提供重要保证。2 液压系统设计指标及要求2.1 使用方面要求一个液压系统往往包括多个工作部分，对它们各自都有不同的使用要求，大致可分为以下几方面：2.1.1 不同的操纵特点工作部分液压部件的操纵特点基本上可以划分为两类型：一类是传动系统，它们有得要求完成一位或多位得方向控制，有得要求进行一级或多级的压力控制，有的要求进行一速或多速控制；另一类是伺服系统，它们要求液压部件跟随操纵指令变化而动作，常用的有机液伺服与电液伺服两类系统。2.1.2不同的操纵顺序按照整个系统的要求，了解整个使用过程中各液压部件操纵的先后顺序，哪些是单独工作的，哪些复合运动的。对影响安全的液压部件，还应了解在应急情况下有关部件的操纵情况。对不同的飞机还会有一些不同的使用要求。上述要求对液压系统的布局与参数选择有很大的影响。例如对伺服系统要求供压泵源保持恒压，而流量有变化要小。对某些危机及安全的液压部件应采用冗余措施，应备有应急操纵系统和应急泵源。2.2 工作环境要求系统工作环境如最高与最低温度、振动频率与幅值、冲击强度、过载大小、湿度大小、噪音强度、污染和腐蚀情况对系统影响都比较大，所以应注意。2.3 外载荷作用在液压装置上的外载荷基本有下述几种类形:1) 质量力作用在作动部件活动部分的重心上，它包括作动部件的重量和因飞机作加速运动或作动部件本身加速运动时产生的惯性矩。2) 外力（接触力） 作用在作动部件表面上的力，例如飞机操纵面上作用的气动力，压紧机构的压紧力等。除了上述的主要载荷外，对液压作动部件本身有上开锁力，轴承与密封装置产生的摩擦力及粘性阻尼力等。但这些力一般都比较小，在计算时通常按基本载荷的百分之几加以估算。2.4 性能要求飞机总体对各动作部件所提出的性能要求时液压系统设计的主要原始依据，它包括：动作部件的行程（或转角），运动速度范围，加速度范围，动作部件的位置误差和同步动作的时间误差等。下面列举飞机液压系统各个动作部件的收放时间的大致要求: 表2-1收放时间表Table 2-1 takes in and puts away the timetable机型收放起落架时间(s)收放减速板时间(s)刹车时间(s)歼击机782左右1.5前线轰炸机20远程轰炸机252.5 可靠性要求可靠性指标是液压系统的一项重要指标,它往往被设计者忽略,液压系统在使用过程中是较容易发生故障的系统之一,如果液压系统的可靠性低,会使系统失去其使用价值。液压系统可靠性指标有:1) 系统基本可靠性系统可靠性用平均无故障工作时间MTBF表示,该指标主要反应对系统使用维护及修理后与后勤保障方面的要求。2) 工作寿命系统的返修期与报废期,系统经合理维修与更换附件其工作寿命应与整系统同寿。3) 系统故障容错要求除了提高组成系统附件可靠性外,还应该对系统的结构冗余组成提出故障容错要求。对关键液压系统的泵源部分应满足一次故障工作,二次故障安全的故障容错要求。这样对泵源最少有三套独立系统。对关键工作部分应满足故障安全的容错要求。应有正常与应急两套相互独立系统。2.6 重量要求对飞机上的液压系统重量指标应控制在整机重量的1左右，这个指标是比较严的，在实际中往往要超过这个数字的。按实际系统设计而定。3 液压系统原理图设计与参数初步估算根据整个液压系统所提出的要求,选择合适的工作回路与泵源回路组成液压系统。工作部分要满足各动作部件功能、可靠性能等方面的需要;泵源部分应满足与工作部分协调一致。液压系统工作部分工作时,系统泵源应能立即提供所要求的功率;液压系统停止工作时候应能自动转入卸荷状态。选择好的原理方案，是设计出高质量液压系统的基础。下面原理是经过几个方案比较比较实际实用的一种，本次设计就以本系统展开。3.1 原理图参照以前资料将液压系统设计为下图所示：图3-1液压系统图Fig.3-1 Hydraulic scheme3.2 液压系统原理方案说明起落架收放系统的功能应保证;再收起位置锁紧起落架与舱门起落架放下后锁紧起落架与舱门;再收起落架过程中开锁,起落架及轮舱收放与上锁等动作顺序应协调.起落架收放回路主要是由一些基本顺序回路组成。目前起落架收放回路基本上采用两种类型:一种用行程开关和电磁阀的顺序回路;另一种用顺序液压缸和触动式顺序阀的顺序回路。本次设计即用顺序液压缸和触动式顺序阀的回路,供压部分来的高压油通到电磁阀1。当驾驶员将舱内起落架开关置于放下位置时,电磁阀切换至右位,高压油管先进入开锁液压缸2(顺序液压缸)的无杆腔内推动活塞向外运动,打开上位锁,同时也打开了中间油路。从中间油路流出的高压油分成两路:一路经应急活门3进入机轮护板液压缸的左腔,推动活塞向右运动,打开机轮护板;另一路经液压锁4进入主起架液压缸左腔,推(右腔)出口处安装有一单向节流阀5,起落架放下过程中单向阀处在关闭位置,回油只能经过节流阀流出,减少了起落架.放下时的速度,缓和了撞击.此外,还可以使起落架放下速度比机轮护板打开速度慢些,起延时作用,以防止起落架撞坏机轮护板。起落架放下后,驾驶员把收放开关放回中立位置,电磁阀断电, 阀芯恢复到中立位置。此时,液压缸收起起落架锁在放下位置,起双套保险作用。为防止放下腔内被锁闭的油液因油温升膨胀超压,和单向液压锁一起并联安置了热安全阀6。为了保证放下的可靠,再一般飞机上,应急放起落架都应采用压缩空气作为应急能源。应急放下起落架时,驾驶员首先用手拉开上位锁,然后再打开应急放起落架冷气开关,储存再冷气瓶中的高压气体通过应急活门3进入起落架与机轮护板液压缸放下腔,将机轮护板打开并放下起落架.当驾驶员将起落架开关置于收上位置时,电磁阀切换至左位,高压油通到收上管路。一方面高压油进入开锁液压缸,使起落架上位锁锁钩复位;另一方面进入起落架液压缸右腔使起落架收起.为了保证先收起起落架再关闭机轮护板的工作顺序,采用了处动式顺序回路。当起落架收起后,触动按压式顺序阀7,使高压油进入机轮护板液压缸右腔,将机轮护板收上.触动式顺序阀有一个泄露油口与回油相通,防止由于活门不气密机轮护板过早收上。3.3 系统基本可靠性估算可根据附件类型，工作环境条件，从非电子附件可靠性手册中查出附件的失效率，下表给出一般液压附件失效率数据，查出失效率，查出有关附件的失效率，乘上环境因子K后，可按下式估算出系统的平均无故障工作时间。故障时间公式: (3-1)式中 为某类的附件数目; L为附件种类数目; 某附件的失效率; K 环境因子取80。表3-1其他阀选取表Table 3-1 Other valve selection附件名称故障次数 10-6/h下限平均上限顺序阀电动泵2.258.727.4固定节流孔0.010.152.11溢流阀0.2243.927.25三通电磁阀1.874.68.1液压缸0.0050.0080.12液压系统原理放案最后通过评比确定，目前常用的评比办法是记分法，把评比的内容按其重要性的主次给以一定分值，总分值最高的方案为当选方案。用这样方法所选定的方案能够比较全面的满足总体提出要求。4 系统主要参数的确定与估算4.1选择系统所用液压油系统液压油选择一般按飞机的总体要求确定,本次设计选取10号航空专用液压油。下面是其性能指标:表4-1油指标表Table 4-1 Oil target table 项目质量指标实验方法外观红色通明液体目测运动黏度GB/T25650C 不小于 10-50C 不大于1250机械杂质 无GB/T511油膜质量（65C+1C） 合格GB/T264密度（20C）850GB/T18844.2 选取系统工作压力等级与系统工作温度范围4.2.1 系统压力确定液压系统工作压力是系统的最基本参数之一，它对整个系统的性能有很大影响，随着液压系统输出功率增大，系统工作压力等级有日益提高的趋势。现研究主要着眼于寻求最轻液压系统重量的所谓最佳压力.最早的结论是28MPa后来又以选择不同的压力等级来设计液压系统,结果表明在现有的材料条件下把现有的21MPa分别提高到28MPa,35MPa和42MPa,系统重量分别比原来轻5%,6%和4.5%所以认为系统的最佳压力为32-35MPa.提高工作压力等级对液压系统会带来密封困难,附件加工精度高,附件生产成本高,发热量加大可靠性和寿命降低.因此在选取压力等级时不能一味追求高压结合实际情况选取本设计选取28MPa,由于要设计起落架根据材料选取22 MPa作为设计压力。压力选取具体参照下图： 图4-1压力曲线图Fig.4-1Pressure diagram of curves4.2.2 系统主参数给定液压系统主要参数应满足标准化与规范化的要求，在此进行系统参数设计设定。1) 泵的输出压力Pg=22MPa；2) 主起落架液压缸的输入压力为P1=19.8MPa；3) 溢流阀工作压力P=26.4MPa；4) 液压系统的工作温度范围：-55C70C。4.3 确定执行机构的参数现在以起落架主起液压缸和溢流阀为设计实例:4.3.1 液压缸设计1) 液压缸的设计通常要求满足下述最基本技术要求：(1) 承受最大的负载力，即输出力P=6.125104N；(2) 输出动作时间T7s；(3) 最大工作行程L=47.8。以上数据是由被操作对象的要求提出来的。例如起落架收放液压缸的负载力P是根据作用在起落架上的空气动力负载，起落架本身的重量以及惯性等来确定的。最大速度或动作时间t则是根据飞机的战术技术所规定的收放时间提出来的，最大工作行程L则是根据起落架传动图从收起位置到放下位置之间的运动范围提出的。为了满足所提出的技术要求，设计液压缸最基本的内容在于保证其一定的有效面积，强度和不漏油，并满足性能指标及使用要求。2）设计步骤和方法(1) 液压缸的输入压力P是根据系统的工作压力来确定液压缸的输入压力p是根据系统的工作压力来确定的，通常有三种不同的观点：其一，按最小重度观点。经理论计算和实验检验，航空液压系统总重量与系统工作压力有关，目前系统认为的最佳压力应为Pg=22MPa。所以，液压缸的输入压力P1在考虑进油管路损失时，取： P1=0.9Pg=220.9=19.8MPa其二，按最佳强度观点，此观点在本质上还是为了减小元件的尺寸和重量，不过是以材料强度为依据罢了，其结果形式为： （4-1）式中为液压缸缸壁材料的许用应力。这就是说，此种方法是按照液压缸材料来确定压力的 ，其壁厚应满足筒内外径比值其三，按液压泵的实际工作压力确定液压缸的最大输入压力。即 （4-2）这种方法不能满足最佳性能的要求，但却是一种按具体问题采取具体解决的方法。式子种的系数，是考虑到传输管路和控制阀的压力损失。(2) 确定有效面积F内径D和杆径d以双面活塞杆液压缸为例，根据经验数据取回油腔的压力为P2=0.05P1那么输入力公式变为： P=(P1-P2)F=(P1-0.05P1)F=0.95P1F （4-3）则有效面积的计算公式为： F=P/0.95P1=22/(0.9519.8)4.41810-3 （4-4）为了确定液压缸内径D和活塞杆直径d，按经验引入一个结构系数即m=d/D=0.250.7 （4-5）取m=0.56式中m为结构系数，低速小负载下取小反之取大值，由得下式 ；d=md （4-6）将 F=4.41810-3;m=0.56代入;得 D=7.8 ; d=4.4;(3) 确定壳体壁厚和外径Dw根据（16D/3）计算公式 （4-7）式中为强度系数，（无缝钢管 =1），c为考虑壁厚公差及侵蚀的附加厚度0.2cm=1.06+0.2=1.26cm据统计，飞机液压缸一般属于中等壁厚，故推荐用中等壁厚公式。壁厚确定后，按下式确定外径Dw Dw=D+2=7.8+2.6=10.4 （4-8）(4) 确定密封装置的型式和尺寸 液压缸的密封装置广泛地采用圆界面橡胶圈。这种形式结构简单，装卸方便，寿命长，在30MPa压力下具有良好的密封性能。密封装置按不同的工作条件来选择。表4-2如下表为圆截面橡胶密封圈的各项要求Table 4-2 For circular cross-section rubber seal packing collar each request密封形式圆截面橡胶密封圈密封原理基于密封圈和被密封表面间的接触压力和侧压力作用而加强密封性密封材料硅橡胶；氟橡胶四塑料特殊技术要求要正确的计算和选择压缩率，正确选择槽宽度配合精度和光度在超过15mpa的压力下，一般增设保护挡圈，性能更可靠优缺点及应用结构简单装卸方便成本低可用于35mpa以下压力和温度在-603000c范围内工作在飞机液压系统中得到广泛应用关于密封装置得原理理论计算在设计中修正了圆截面橡胶密封圈得 经验公式:图4-2活塞密封圈示意图Fig.4-2 measurement of piston structural representation ; （4-9）式中的s为活塞于内腔的间隙，一般可用二级配合，压力越高，s值越小。(5)确定液压缸长度缸未伸出长度为L；活塞宽度;行程长；导向长度；结构长度；导向套长度 （4-10）式中k为隔离套长度。将式中的已知量带入得：（见图）图4-3 缸结构尺寸示意图Fig.4-3 Cylinder structure size schematic drawing ； （4-11） （4-12）； （4-13） （4-14）(6) 验算活塞杆纵向弯曲强度和稳定性在一般情况下当杆与杆径之比小于15时候，可不用验算活塞杆纵向弯曲强度和 稳定性比值大时候，可按下式公式进行验算： （4-15）式中的为缸筒的惯性矩 为杆的惯性矩 因为 所以需要验算 P=6.125104N故满足条件。(7) 缸体与缸盖的焊缝强度计算其焊缝应力公式为： （4-16）式子 带入可得： （4-17）故符合要求。4.3.2 确定液压泵参数液压泵的两个主要参数为所承受的最大压力于应提供的最大流量.液压泵所承受的最大压力有所选定的系统工作压力确定.液压泵应提供的流量可按下述步骤确定:1) 计算液压缸所需提供的流量已知液压缸尺寸及其收放或收方速度要求,可按照下式计算液压缸所需要的流量: （4-18）式中: -液压缸有效工作面积;-液压缸要求的收放速度;-液压缸工作行程;-收方时间。2) 确定所有工作部分所需用的流量 （4-19）主起落架收放液压缸与工作容积为cm3前起落架收放液压缸与工作容积为cm3根据总体要求,起落架收起时间为7S,这起落架收放系统所需用的流量3) 确定液压泵供油量液压泵供油量根据上面算出的式子有以下公式可得:(1) 液压系统存在内部泄漏；(2) 带动液压泵的发动机转速下降时,液压泵的流量下降；(3) 长期使用液压泵使供油量下降；(4) 系统中有些控制阀直接流回油箱。因此,液压泵的供油量应为: （4-20）故液压泵的供油量为故选取泵型号: CB-FD40理论排量/mLr(-1): 40.38压力/MPa|额定: 22压力/MPa|最高: 25转速/rmin(-1)|额定: 2000转速/rmin(-1)|最高: 3000转速/rmin(-1)|最低: 600容积效率/%: 91总效率/%: 82驱动功率/kW(额定工作状况): 31液压系统的主要参数就是压力和流量，他们是设计液压系统，选择液压元件的主要依据。压力决定与外载荷。流量取决于液压执行元件的运动速度和结构尺寸。4.3.3 溢流阀设计溢流阀的设计，通常式根据其工作所要求的压力和流量选择阀的基本结构形式，根据最大流量并按经验确定阀的各部分尺寸，根据静态特性要求确定弹簧系数，然后计算静态特性。即按静态性能要求进行设计，之后可对动态特性能如压力超调量，阀的自振频率等进行校验。下面我们对先导溢流阀为例来介绍溢流阀的设计。以下为尺寸示意图：图4-4 阀结构尺寸示意图Fig.4-4 measurement of valve structural representation1) 设计要求一般提出以下设计要求：(1) 额定压力 MPa(2) 额定流量(3) 调压范围MPa(4) 背压 (5) 调成最高调成压力时，导阀的开启压力(6) 调成最高调成压力时，主阀的开启压力；此时的溢流量(7) 调成最高调成压力时，主阀的闭合压力；此时的溢流量(8) 卸荷压力MPa2）主要的结构尺寸的初步确定(1) 进油口尺寸确定按照额定流量和允许流速来决定则： （4-21）式中V一般取6m/L;额定流量，将已知量带入可得：cm(2) 主阀芯直径按经验取 cm （4-22）(3) 主阀芯活塞直径 cm （4-23）对阀的静态特性影响很大。按上式选取时，对额定流量小的阀选较大的值。(4) 主阀芯上段直径按经验取主阀芯活塞下边面积与上边面积之比为：根据上式子可得： cm （4-24）活塞下边面积稍小于上边面积，主阀关闭时的压紧力主要靠这个面积差形成液压力作用在主阀芯上。主阀弹簧只是在低压和无压力时使主阀关闭，因此主阀弹簧刚度可以很小。(5) 主阀芯半锥角，主阀座半锥角和扩散角按经验取：稍大于，使主阀芯与主阀座近似为线接触（接触线的直径近似于），密封性较好。(6) 尾碟（消振尾）直径、长度、过度直径 尾碟的作用是消除液动力引起的振动。其尺寸、可参考已定型阀的尺寸选取。无尾碟时，作用在主阀芯上的液动力方向向上；有了尾碟时，液动力方向向下。(7) 节流孔直径、长度按经验取: cm （4-25） cm （4-26）节流孔的尺寸和对溢流阀性能有重要影响。如果节流孔太大或太短，则节流作用不够，将使阀的启闭特性变差，而且工作中会出现较大的压力振摆；反之，如果节流孔太小或太长，则阀的动作会不稳定，压力超调量液会加大。按上式取和时，对额定流量小的阀选较小的值。要求通过节流孔的流量小于或等于额定流量的1时所造成的压降足以使主阀开始打开。因此，要通过静态特性计算对选定的和进行适当的调整。(8) 导阀芯的半锥角按经验取 ： 20取得小一些，密封性能较好但太小使阀芯与阀座得接触应力加大，影响使用寿命。(9) 导阀座孔的孔径和按经验取 cm （4-27）cm （4-28）取得大则导阀弹簧要硬，使尺寸加大；取得太小又影响阀的稳定性能。不能取的太大，否则容易发生尖叫和振动。(10) 主阀芯溢流口的直径和长度和可根据结构来确定。不要太小，以免产生的压差太大，不利于主阀的开启。(11) 主阀座的孔径按经验取 （4-29）(12) 阀体沉割直径、沉割宽度按经验取 （4-30）按结构确定，应保证进油口直径的要求。本设计中取 （4-31）(13) 主阀芯与阀盖的间距应保证主阀芯的位移要求，即是主阀的最大开度，的大小见静态特性计算。(14) 导阀弹簧的装配长度 （4-32）式中的为弹簧的自由长度。为了使溢流阀能够卸荷，调节手轮全松开时应使导阀弹簧恢复其自由长度，留有的间隙.的数值要在导阀弹簧设计后才确定。(15) 主阀弹簧的装配长度 （4-33）式中 主阀弹簧的自由长度； 主阀弹簧的预压缩量,的数值要在弹簧设计后才能确定.3）静态特性计算(1) 基本方程式先导式溢流阀的静态特性决定于导阀、主阀和节流口结构参数。因此，计算静态特性时要列写流量方程式和力平衡方程式，作为计算静态特性的基础。如图所示主口示意图：图4-5 主阀口示意图Fig.4-5 mostly valve port representation a.主阀阀口节流方程式 (4-34)式中 通过主阀的流量； 主阀流量系数； 主阀节流面积。将式子整理得： b.主阀芯受力平衡方程式 主阀芯轴线方向所受的作用力包括弹簧力、重力、摩擦力、主阀芯溢流孔压降引起的作用力、A腔和B腔压力的作用力、阀口溢流时产生的液动力。如主阀芯等速上升，则可列出受力平衡方程式为: (4-35)式中 主阀弹簧刚度；主阀弹簧预压缩量； 主阀芯重量；主阀芯所受的摩擦力；主阀芯溢流孔压降引起的作用力；主阀芯所受的液动力；根据图所示液流情况，可按下式计算: (4-36)式中 阀口流速；尾碟处液体流出速度的轴向分量。因为尾碟附近过流面积远大于阀口截面积，而且尾碟与主阀芯轴线垂直。所以，尾碟附近流速的轴向分量接近于零，即0。阀口流速可按下式计算： (4-37)在局部阻力系数时，流速系数。因此可得：由式可知，的作用方向于相同。计算出来的稳态液动力略为偏大一些。若尾碟过大，出口通道过小，即尾碟附近截流面积减小，则加大。这样，实际液动力会比计算出来的小，若主阀开度较大则使得过小过大则稳态液动力可能出现零值甚至反向。所以，设计尾碟和选取半锥角时要加以注意。将上式联立可得主阀芯平衡方程式： (4-38)c.节流孔流量方程当截流孔中流动为层流时，流过节流孔的流量与节流孔前后压差（）成正比；当节流口中的流动为紊流时，流量与成比例。实际上节流孔中的流动多处于从流层到紊流的过渡状态，所以与成比例。可按下述经验公式计算，式中的单位必须是米、公斤、秒制。 (4-39)式中 通过节流孔的流量； 节流孔截面积； 油的运动粘度； 油的重度。d.导阀阀口节流方程式由式(4-39)得： (4-40)式中 -通过导阀得流量； -导阀流量系数； -导阀节流面积； (4-41)式中 导阀得开度。将看成近似等于零，则： (4-42)f.导阀芯受力平衡方程导阀芯轴线方向所受得作用力有弹簧力、液动力、导阀前腔C中压力得作用力等。受力平衡方程为： (4-43)式中 -导阀座孔径处的截面积 导阀弹簧刚度； 导阀弹簧预压缩量；导阀芯所受的液动力。液动力的求法与相似，得： (4-44)式(4-44)中的流量系数、是难以精确确定的。严格的说，在阀的不同工作情况下，流量系数又不同的数值。通常将流量系数看成常数，带来的误差并不大，却可以大大地减化计算。主阀与导阀的阀口处的流量系数可分别取为：静态特性计算的目的，一方面是根据对静态特性设计要求，求出主阀弹簧和导阀弹簧的刚度和预压缩量，作为进行弹簧设计的依据；另一方面是校核上面所确定的主要结构尺寸，看能否满足对静态特性的要求,并进行必要的调整与复算，直到特性满足要求为止。(2)弹簧刚度和预压缩量计算a.主阀弹簧刚度和预压缩量由式子（4-38），可得当主阀刚要打开，还未打开时可得： (4-45) 利用上式可求出和，但必须先做以下工作：(a)主阀刚要打开，还未打开，为主阀的开启压力取为最高调定压力下的开启压力，即： (4-47)，此时候流量为： (b)由（4-39）节流孔流量方程式求取节流孔流量，得: (4-48)将已知量带入：可得： (4-49)(c)主阀芯摩擦力包括主阀芯上段直径处和活塞直径处得摩擦力，可表示为: (4-50)式中 -摩擦系数；-处的侧压力； -处的侧压力。侧压力与缝隙两端压力差、缝隙长度、圆柱直径成正比。将其他因数用系数表示，并取摩擦系数，则可表示为： (4-51)将压力看成近似等于零，则: (4-52) 式中为系数，直径小、接触长度短时取大值。(d)求主阀芯溢流孔压降引起的作用力溢流孔压降由沿程阻力和进口、出口处的局部阻力所组成。可表示为： (4-53)式中 进口处局部阻力系数； 出口处局部阻力系数； 沿程阻力系数。通过主阀芯溢流孔的流量等于通过导阀的流量，取近似。于是，主阀芯溢流孔流速为： (4-54)雷诺数的表示式为：由于很小，很小，主阀芯溢流孔内流动为层流，可以，。于是，由压降引起的作用力为： (4-54) (e)求出主阀最大开度在卸荷情况下（通过额定流量）主阀由最大开度，由此可得： (4-55) 6.9式中为卸荷压力。然后按经验取： (4-56)将上式子带入主方程可得： 所以： (f) 主阀芯重量G由已知初选结构尺寸计算，活塞面积F3和F4之比按经验取为。在做好以上准备工作之后，即可求出主阀弹簧刚度k。而主阀弹簧预压缩量h1已经定出选取h1时，额定流量小的阀选小的值。K1和h1是以乘积的形式出现在静态特性方程中的这给计算带来了苦难。因此上面我们先根据公式来假定h1的值，然后再带入方程求出k1的值。这样的出k1与h1值还需要反复进行比较验算。如果出现矛盾，就要对静态特性方程式中的一些可变因素进行调整。主阀弹簧的结构参数，既要保证弹簧给主阀芯以足够的复位力和密封力，又能保证阀的灵敏性。因此，刚度K1要小，预压缩量h1要大，即弹簧要软而长。这给主弹簧的设计带来难度。但是k1的影响远不如的F3/F4影响来得大，尤其当F4较大时候更是这样。就是说的K1h1取值范围很宽的。这就把相互制约的设计要求给主阀弹簧的设计带来的困难，转化为正确的选取主阀活塞两侧面积比F3/F4的问题这正是这种结构溢流阀的一个优点。由此可见，面积比F3/F4是个影响静态的重要因素。b.导阀弹簧刚度和预压缩量由公式可知：当导阀要打开，还未打开时， (4-57)此时为导阀的开启压力。取为最高调定压力下的开启压力，即因此得： 将由（4-54）式求出的代入式子并取，即得出导阀弹簧再开启压力为时的导阀开度。 (4-58)将已知量带入(4-58)中得： 所以有： 5 确定系统其他附件及指标要求5.1 选取其它阀系统其他阀部分选取标准件，具体选取按照下表：表5-1其它阀选取表Table 5-1 Other valve selection table名称额定流量额定压力型号确定电磁阀36.22234WEH28单向阀3222SV6PB梭阀3222SFZ0O节流阀3222MKG125.2 油箱的确定与散热面积估算油箱的总容积包括两部分:一部分是油液所占空间;另一部分是空气所占的空间。估算油箱容积一般是以停机加油状态的油面做为计算时的标准.根据飞机飞行的各个阶段绘制油箱油面变化图,最后确定油箱的总容积。本次设计取油箱容积为20L。5.2.1 系统散热功率计算系统产生的热量主要由油箱散热,由于管道散热于吸热基本平衡,可以忽略不计,油箱散热功率按下式计算: (5-1)式中 -油箱散热系数;取 -系统达到热平衡的温度;-环境温度;-油箱散热面积;当油箱的三边比的机构尺寸比例为1:1:1-1:2:3,油面高度是油箱高度的80%时,其散热面积A的近似计算公式为:(5-2)式中的为油箱体积，取m2得:当系统产生得热量全部被散热表面散发系统达到热平衡,这样液压系统达到热平衡这时液压系统得温升为: (5-3)式中 液压泵的输入功率；液压系统总效率，故液压系统应该加冷气源。5.2 选择滤油器根据滤油得承压能力,过滤精度,流通能力,阻力压降及过滤容量等方面要求来选择滤油器.对不同用途于压力等级得系统与附件来选取滤油器得过滤精度。表5-2滤油器选取表Table 5-2 Oil filter selection table系统(um)附件(um)低压系统 1001507 MPa 50速度控制 10-15伺服控制 1021-35 MPa 10电液伺服系统 5高精度伺服系统 2.5滑阀 1/3最小间隙节流孔 1/7孔径橡胶动密封 25安全阀 25-30溢流阀 25-30流量控制阀 15-20不同安装位置对滤油器及吸油管的要求:(1) 油箱吸入口滤油器把过滤元件直接安排在油箱内,这样安排结构简单,但维护不便.其过滤精度一般为125um.在吸油管路上一般不装滤油器,如果液压泵要求在吸油管上安装滤油器,应保证滤油器的压力降不妨碍液压系统工作,滤油器内应装有安全活门.(2) 液压泵出口滤油器与回油滤油器.液压泵出口滤油器应有足够的强度,在选用滤油器时应注意过滤元件的温度要求,其过滤精度一般为.在满足系统反压的要求下可选用精度较高的回油滤油器.(3) 高精度附件入口处的滤油器.在通向助力器,舵机及各种精密附件的管路上均安置保护滤油器.滤油器中不允许加载安全阀,滤油器的过滤精度应按附件要求选取.(4) 液压泵循环管路滤油器.循环管路内油液往往会带有磁性的金属杂质,在管路上安装磁性滤油器.安装在循环管路上的滤油器其助力不应影响液压泵正常工作。6 结论飞机起落架的的正常工作保障了对整个飞机的安全性，设计可靠安全的液压系统是力在毕行。在安全性能保证的情况下提高效率和减少重量和空间也是十分必要的。再设计中却遇到了安全性能和实用性能的冲突。本次设计最后以保证其安全性能的前提下，最大限度的设计良好的实用性能。达到一定的预期效果。 本次设计液压系统基本能实现控制起落架动作的正常完成，基本上达到其安全和使用性能要求。设计的零部件也基本上达到其应有的性能和结构要求。本次设计已经达到预期效果，但由于设计时间和本人能力及知识有限，所以有诸多不完善和不正确的地方还请老师多教导。致谢论文的完成得意于王慧老师及其他老师的悉心的指导、关怀和帮助,从论文的选题、方案设计、方案选取、参数给定、零件设计到最后的定稿无不浸透导师的心血。这让我很感谢。尤其在这期间导师的渊博、导师的平易近人、导师的严谨治学的态度、忘我工作作风无时无刻不感染着我,使我深受教益。我深信我四年的学习必将对我以后的学习、生活、工作产生重要深远的影响。导师的教诲我永记于心。寥寥数语我无法表达自己的感激之情。只能在次衷心的祝愿导师和帮助过的老师同学们。最后,向评审本论文的论文的各位老师表示由衷的感谢。参考文献1 陈嘉上主编.2006版实用液压气动技术手册.北京：中国知识出版社 2006；2 成大先主编.机械设计手册.北京：化学工业出版社，2002；3 周世昌主编，液压系统设计图集，北京：机械工业出版社,2004；4 张伟主编，液压设备设计生产技术改进与故障诊断监测及国内外标准规范实用手册，北京：北方工业出版社，2006；5 章宏甲，液压与气压传动，北京：机械工业出版社，2006；6 周涌明等，液压传动设计指导书，武汉：华中工学院出版社，1987；7 朱龙根主编，简单机械零件设计手册，北京：机械工业出版社，2003；8 Pattom W.J.Mechanical Power Transmission.New Jersey:Prinrice-Hall,1980;9 Mechanical Drive(Reference Issue).Machine Design,1980;10 Kuehnel M R.Toroidal Drive Cinmines Concepts.Product Engineering.Aug.1979；11 胡邦喜主编，设备润滑基础，北京，冶金工业出版社，2002；12 隗金文 王慧主编，液压传动，东北大学出版社，2001；13 吴根茂，邱敏秀，王庆丰，魏建华等编著.新编实用电液比例技术.杭州：浙江大学出版社，2006；14 李壮云主编.液压元件与系统.北京：机械工业出版社，2005；15 那成烈著.轴向柱塞泵可压缩流体配流原理.兵器工业出版社，2003；16 路甬祥主编.液压气动技术手册.北京：机械工业出版社，2002；17 路甬祥，胡大纮编著.电液比例控制技术.北京：机械工业出版社，1988；18 吴根茂，邱敏秀，王庆丰等编著.实用电液比例技术.杭州：浙江大学出版社，1993；19 上海立新液压有限公司样本；20 登胜编著，液压样本； 21 李玉琳编著，液压元件与系统设计； 22 李培滋、王占林主编，飞机液压传动与伺服控制，国防工业出版社，1989；附录A高分子材料的加工工艺性能1 高分子材料概述材料是科学与工业技术发展的基础。一种新材料的出现，能为社会文明带来巨大的变化，给新技术的发展带来划时代的突破。材料已当之无愧的成为当代科学技术的三大支柱之一。高分子材料科学已经和金属材料、无机非金属材料并驾齐驱，在国际上被列为一级学科。高分子材料科学是材料科学中的一个重要的分支学科。现代材料科学的范围定义为研究材料性质、结构和组成、合成和加工、材料的性能这四个要素以及它们之间的相互关系。高分子材料科学的基本任务是：研究高分子材料的合成、结构和组成与材料的性质、性能之间的相互关系；探索加工工艺和各种环境因素对材料性能的影响；为改进工艺，提高高分子材料的质量，合理使用高分子材料，开发新材料、新工艺和新的应用领域提供理论依据和基础数据。高分子材料科学是一门年轻而新兴的学科，它的发展要求科学和工程技术最为密切的配合，它的进步需要跨部门、多学科的最佳协调和共同参与。目前各种合成高分子的应用已遍及国民经济的各部门，特别是军事及尖端技术对具有各种不同性能的聚合物材料的迫切需要，促使了高分子合成和加工的技术有了更快的发展，高分子成型和加工已经成为一种独立的专门工程技术了。由于加工技术理论的研究、加工设备设计和加工过程自动控制等方面都取得了很大的进展，产品质量和生产效率大大提高，产品适应范围扩大，原材料和产品成本降低，聚合物加工工业进入了一个高速发展时期。加工过程中高分子表现出形状、结构、和性质等方面的变化。形状转变往往是为满足使用的最起码要求而进行的；材料的结构转变包括高分子的组成、组成方式、材料宏观与微观结构的变化等；高分子结晶和取向也引起材料聚集态变化，这种转变主要是为了满足对成品内在质量的要求而进行的，一般通过配方设计、材料的混合、采用不同加工方法和成型条件来实现。加工过程中材料结构的转变有些是材料本身固有的，亦或是有意进行的；有些则是不正常的加工方法或加工条件引起的。大多数情况下，高分子的加工通常包括两个过程：首先使原材料产生变形或流动，并取得所需要的形状，然后设法保持取得的形状。高分子加工与成型通常有以下形式：高分子熔体的加工、类橡胶状聚合物的加工、高分子液体的加工、低分子聚合物或预聚物的加工、高分子悬浮体的加工以及高分子的机械加工。除机械加工以外的大多数加工技术中，流动硬化是这些加工的基本程序。根据加工方法的特点或高分子在加工过程中变化的特征，可用不同的方式对这些加工技术进行分类。通常根据高分子在加工过程有否物理或化学变化，而将这些加工技术分为3类：第一类是加工过程主要发生物理变化的；第二类是加工过程只发生化学变化的；第三类则是加工过程同时兼有物理和化学变化的。这些加工技术大致包括一下四个过程：1.混合、熔融和均化作用；2.输送和挤压；3.拉伸或吹塑;4.冷却和固化（包括热固性高分子的交联和橡胶的硫化）。2 高分子材料加工原理1) 高分子材料的加工性质高分子具有一些特有的加工性质，如良好的可塑性，可挤压性，可纺性和可延性。正是这些加工性质为高分子材料提供了适于多种多样加工技术的可能性，也是高分子能得到广泛应用的重要原因。高分子通常可以分为线型高分子和体型高分子，但体型高分子也是由线型高分子或某些低分子物质与分子量较低的高分子通过化学反应而得到的。线型高分子的分子具有长链结构，在其聚集体中它们总是彼此贯穿、重迭和缠结在一起。在高分子中，由于长链分子内和分子间强大吸引力的作用，使高分子表现出各种力学性质。高分子在加工过程所表现的许多性质和行为都与高分子的长链结构和缠结以及聚集态所处的力学状态有关。根据高分子所表现的力学性质和分子热运动特征，可将其划分为玻璃态、高弹态和粘流态，通常称这些状态为聚集态。高分子的分子结构、高分子体系的组成、所受应力和环境温度等是影响聚集态转变的主要因素，在高分子及其组成一定时，聚集态的转变主要与温度有关。不同聚集态的高分子，由于主价健与次价健共同作用构成的内聚能不同而表现出一系列独特的性质，这些性能在很大程度上决定了高分子材料对加工技术的适应性，并使高分子在加工过程表现出不同的行为。高分子在加工过程中都要经历聚集态转变，了解这些转变的本质和规律就能选择适当的加工方法和确定合理的加工工艺，在保持高分子原有性能的条件下，能以最少的能量消耗，高效率地制备良好的产品。玻璃态高分子不宜进行引起大变形的加工，表现为坚硬的固体，但可通过车、铣、削、刨等进行加工。在玻璃化温度Tg以下的某一温度，材料受力容易发生断裂破坏，这一温度称为脆化温度，它是材料使用的下限温度。在Tg以上的高弹态，高分子的模量减少很多，形变能力显著加大。在TgTf温度区靠近Tf，由于高分子的粘性很大，可进行某些材料的真空成型、压力成型、压延和弯曲成型等。把制品温度迅速冷却到Tg以下温度是这类加工过程的关键。Tg是选择合理应用材料的重要参数，同时也是大多数高分子加工的最低温度。在Tf以上，高分子化合物转变为粘流态，通常又将这种液体状态的高分子称为熔体。材料在Tf以上不高的温度范围表现出类橡胶流动行为。这一转变区域通常用来进行压延成型、某些挤出成型和吹塑成型等。比Tf更高的温度使分子热运动大大激化，材料模量降到最低值，这时高分子熔体形变的特点是不大的外力就能引起宏观流动，这时形变中主要是不可逆的粘性变形，冷却高分子就能将形变永久保持下来，这一温度范围常用来进行熔融纺丝、注射、挤出、吹塑和贴合等加工。过高的温度将使高分子的粘度大大降低，不适当的增大流动性容易引起溢料、形状扭曲、毛丝断裂等现象。温度高到分解温度Td附近还会引起高分子化合物的分解，以致降低产品物理机械性能或引起外观不良。高分子在加工过程中常受到挤压作用，可挤压性是指高分子化合物通过挤压作用变形时获得形状和保持形状的能力。在挤压过程中，高分子熔体主要受到剪切作用，故可挤压性主要取决于熔体的剪切粘度和拉伸粘度。大多数高分子化合物熔体的粘度随剪切力或剪切速率增大而降低。如果挤压过程材料的粘度很低，虽然材料有良好的流动性，但保持形状的能力较差；相反，熔体的剪切粘度很高时则会造成流动和成型的困难。材料的挤压性质还与加工设备的结构有关。挤压过程高分子熔体的流动速率随压力增大而增加，通过流动速率的测量可决定加工时所需要的压力和设备的几何尺寸。材料的挤压性质与高分子的流变性，熔融指数和流变速率密切有关。高分子的可模塑性是指材料在温度和压力作用下形变和在模具中模制成型的能力。具有可模塑性的材料可通过注射、模压和挤出等成型方法制成各种形状的模塑制品。可模塑性主要取决于材料的流变性，热性质和其他物理力学性质等，在热固性高分子的情况下还和高分子的化学反应性有关。过高的温度，虽然熔体的流动性大，易于成型，但会引起分解，制品收缩率大；温度过低熔体粘度大，流动困难，成型性差；因弹性发展，明显的使制品形状稳定性差。适当增加压力，通常能改善高分子的流动性，但过高的压力将引起溢料和增大制品内应了；压力过低时则造成缺料。模塑条件不仅影响高分子的可模塑性，且对制品的力学性能、外观、收缩以及制品中的结晶和取向等都有广泛影响。热性能影响高分子加工与冷却的过程，从而影响熔体的流动性和硬化速度，因此也会影响高分子制品的性质。模具的结构尺寸也影响聚合物的模塑性，不良的模具结构甚至会使成型失败。可纺性是指高分子材料通过加工形成连续的固态纤维的能力。它主要取决与材料的流变性质，熔体粘度、熔体强度以及熔体的热稳定性和化学稳定性等。纺丝材料，首先要求熔体从喷丝板毛细孔流出后能形成稳定细流。细流的稳定性通常与由熔体从喷丝板的流出速度，熔体的粘度和表面张力组成的数群有关。纺丝过程由于拉伸和冷却的作用都使纺丝熔体粘度增大，也有利于增大纺丝细流的稳定性。但随纺丝速度增大，熔体细流受到的拉应力增加，拉伸变形增大，如果熔体的强度低将出现细流断裂。故具有可纺性的高分子还必须具有较高的熔体强度。不稳定的拉伸速度容易造成纺丝细流断裂。当材料的凝聚能较小时也容易出现凝聚性断裂。对一定高分子，熔体强度随熔体粘度增大而增加。作为纺丝材料还要在纺丝条件下，高分子有良好的热和化学稳定性，因为高分子在高温下要停留较长的时间并要经受在设备和毛细孔中流动时的剪切作用。可延性表示无定形或半结晶固体高分子在一个方向或两个方向上受到压延或拉伸时变形的能力。材料的这种性质为生产长径比很大的产品提供了可能，利用高分子的可延性，可通过压延或拉伸工艺生产薄膜、片材和纤维。但工业生产仍以拉伸法用的最多。线型高分子的可延性来自大分子的长链结构和柔性。可延性取决于材料产生塑性形变的能力和应变硬化作用。形变能力与固体高分子所处的温度有关，在TgTm温度区间高分子化合物的分子在一定拉力作用下能产生塑性流动，以满足拉伸过程材料截面积尺寸减小的要求。对半结晶高分子拉伸在稍低于Tm以下的温度进行，非晶体高分子则在接近Tg的温度进行。适当地升高温度，材料的可延性能进一步提高，拉伸比可以更大，甚至一些延伸性较差的高分子也能进行拉伸。通常把在室温至Tg附近的拉伸称为“冷拉伸”，在Tg以上的温度下的拉伸称为“热拉伸”。当拉伸过程高分子发生“应力硬化”后，它将限制聚合物分子的流动，从而阻止拉伸比的进一步提高。2）加工过程中的粘弹行为高分子在加工过程中通常是从固体变为液体，再从液体变成固体，所以加工过程中高分子在不同条件下会分别表现出固体和液体的性质，既表现出弹性和粘性。但由于大分子的长链结构和大分子运动的逐步性质，高分子的形变和流动不可能是纯弹性的或纯粘性，而是弹性和粘性的综合既粘弹性。当高分子在外力作用下发生普弹形变时，外力使大分子键长和键角或高分子晶体中处于平衡状态的粒子间发生形变和位移。推迟高弹形变是外力较长时间作用于高分子时，由处于无规则热运动的大分子链段形变和位移所贡献，形变值大，具有可逆性，它使高分子表现出特有的高弹性。粘性形变则是高分子在外力作用下沿力作用方向发生的大分子链之间的结缠和相对滑移，表现为宏观流动，形变值大，具有不可逆性。在通常的加工条件下，高分子形变主要由高弹形变和粘性形变组成。从形变性质来看包括可逆形变和不可逆形变两种成分，只是由于加工条件不同存在着两种成分的相对差异。当加工温度高于Tf以致高分子处于粘流态时，高分子的形变发展以粘性形变为主。此时，高分子粘度低流动性大，易于成型；加工温度低于Tf时，高分子转变成高弹态，随温度降低，高分子形变组成中的弹性成分增大，粘性成分减小，由于有效形变值减小，通常较少在这一范围成型制品。高分子在加工过程中的形变都在外力和温度共同作用下，大分子形变和进行重排的结果。由于大分子的长链结构和大分子运动的逐步性，高分子在外力作用时与应力相适应的任何形变都不可能在瞬间完成，通常将高分子于一定温度下，从受外力作用开始，大分子的形变经过一系列的中间状态过渡到与外力相适应的平衡状态的过程看成是一个松弛过程，过程所需的时间称为松弛时间。高分子对外力响应的这种滞后现象称为“滞后效应”或“弹性滞后”。在TgTf温度范围对成型制品进行热处理，可以缩短大分子形变的松弛时间，加快结晶速度，使制品的形状能较快的稳定下来。3 聚氯乙稀的加工成型： 聚氯乙稀的缩写代号是PVC。按照产量，聚氯乙稀在世界范围和我国皆是占据五大通用塑料的第二位。 1) 工艺特性 聚氯乙烯具有如下成型加工工艺特性：1、热稳定性差。为避免材料过热分解，应尽量避免一切不必要的受热现象，严格控制成型温度，避免物料在料筒内滞留时间过长(特别是生产启动和班次交接时)，并应尽量减少塑化过程中的摩擦热。聚氯乙烯熔融粘度高，熔融加工工艺中应尽量避免使用分子量太高的品级，配料中应加入适当润滑剂以增加物料流动性，稳定剂应采用效率较高的有机锡类，如马来酸二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡等。注塑成型不宜采用柱塞式注塑机。2、聚氯乙烯熔体粘度高，需要较高的成型压力，为避免熔体破裂，注塑、挤出时宜采用中、低速，避免高速。3、聚氯乙烯热分解时放出氯化氢，对设备有腐蚀作用，加工的金属设备应采取电镀的防护措施或采用耐腐钢材。4、聚氯乙烯熔体冷却速度快(比热容仅为8361170kJ(kgK)，且无相变热)，成型周期短。 2) 加工工艺 聚氯乙烯可以采用注塑、挤出、吹塑、压延、搪塑、发泡等成型工艺。对于增塑聚氯乙烯制品，成型加工前需先向聚氯乙烯粉料或颗粒料中加入增塑剂和其它助剂进行预混，并进行塑化。将塑化后的配料准备成适于加工的形状，例如采用注塑、挤出工艺时，则需要挤出造粒；用于压延工艺时，需要先预压成软板。注塑成型主要用于硬聚氯乙烯。硬聚氯乙烯注塑成型工艺条件列于表41。聚氯乙烯可以挤出成型各种型材，也可以挤出吹塑薄膜。表42和表43分别是聚氯乙烯管材和聚氯乙烯薄膜的挤出成型工艺条件。 3) 聚氯乙稀的应用： 聚氯乙烯的应用主要集中在制备以下几方面的制品：(1)、薄膜和人造革，薄膜主要供农用。2)、耐油、耐腐、耐老化的不燃电线电缆包皮、绝缘层。(3)、种型材如管、棒、异型材、门窗框架；瓦楞板及建材、室内地板装饰材料、各种板材。(4)、家具、玩具、运动器材、医用管件、包装涂层等。 4) 聚氯乙稀的改性： 聚氯乙稀的缺点是软化点低，耐热性和耐寒性差，韧性也欠佳，特别是热稳定性差，此外熔体粘度也较高，加工较困难。为克服这些缺点，就产生了各种改性的聚氯乙烯。一、氯化聚氯乙烯：氯化聚氯乙烯又称为过氯乙烯，系由聚氯乙烯树脂经氯化后所得。(1).氯化方法：制取氯化聚氯乙烯主要采用悬浮氯化法。将聚氯乙烯树脂粉悬浮于浓度为20左右的盐酸(或水)中，用氯仿或二氯乙烷为膨润剂，借以形成稳定的悬浮体。用过氧化物、引发剂引发或紫外光照射，在常压和6065温度的条件下通人氯气进行氯化。氯化后的聚氯乙烯含氯量可达到6667。(2)性能改善：氯化聚氯乙烯比之聚氯乙烯性能上有明显改善，主要表现在耐热性和耐寒性提高。未氯化的聚氯乙烯最高连续使用温度仅6580C，氯化后的聚氯乙烯可提高到100。未氯化的聚氯乙烯脆化温度仅一20，氯化后的聚氯乙烯脆化温度可达到一45。氯化聚氯乙烯的拉伸、弯曲强度比聚氯乙烯皆有所提高，耐腐蚀、耐老化性进一步提高，阻燃性也进一步提高，有限氧指数从原来的47提高到60左右。氯化聚氯乙烯密度大于聚氯乙烯，且含氯量愈大，密度愈大，当含氯量为65时，密度为152 gcm。二、共聚改性： 将氯乙烯与某些其它单体共聚，可以改善聚氯乙烯的某些性能。(1)氯乙烯与乙酸乙烯共聚。用过氧化物引发剂使二单体进行悬浮或溶液共聚，可以得到含乙酸乙烯10一25的共聚物。氯乙烯-L酸乙烯共聚物分子链中，含有侧基氯原子和乙酰基，降低了分子链的有序性，故乙酸乙烯进人共聚物分子链实际上起到了内增塑作用，使共聚物熔体流动性增大；韧性和耐寒性也得到改善，但也因此使材料耐化学试剂、耐溶剂性降低，强度、硬度也不及聚氯乙烯。(2)氯乙烯与丙烯共聚： 氯乙烯与丙烯的共聚物可由过氧化物引发使二单体进行悬浮共聚而得，其中共聚物中丙烯含量不超过10。这种共聚物比之聚氯乙烯的性能改善是流动性增大，不仅可进行注塑成型，还可中空吹塑形状复杂的容器。共聚物的热稳定性比聚氯乙烯提高，还具有良好的透明性和耐化学试剂性，可用以制备医药、食品的包装容器。(3)氯乙烯与丙烯腈共聚：采用本体法、溶液法、悬浮法、乳液法等共聚合，都可以制得氯乙烯与丙烯腈的共聚物，但乳液法最常用。乳液共聚时用过硫酸盐为引发剂。共聚物中丙烯腈含量在2060的范围内。氯乙烯丙烯腈共聚物的软化点比聚氯乙烯有大幅度提高，可达到140160，故耐热性也有较大程度提高。含有60丙烯腈的共聚物基本性能与聚丙烯腈相似，可以抽丝作为纤维，织物手感好，保温性优，难燃，耐酸碱，不怕虫蛀。(4)氯乙烯与丙烯酸酯共聚：氯乙烯可以与许多丙烯酸酯类单体共聚，共聚方法可以是乳液法或悬浮法。共聚物的软化点比聚氯乙烯高，流动性也比聚氯乙烯好，有利于成型加工；共聚物的冲击韧性、耐寒性也比聚氯乙烯有明显改善。这种共聚物是透明材料，可以制造座舱玻璃、仪表面板。(5)氯乙烯与偏二氯乙烯共聚：氯乙烯与偏二氯乙烯两单体可以在过氧化物、偶氮化合物或过硫酸盐的引发下进行共聚。共聚可采用乳液法或悬浮法，两种单体比例可以在很大范围内改变，所得到共聚物的性能和用途明显不同。作为塑料、涂料、胶粘剂使用的共聚物，偏二氯乙烯含量不超过60，一般主要采用乳液共聚合。作为纤维使用的共聚物，偏二氯乙烯含量可达到7590，主要采用悬浮共聚合。偏二氯乙烯与氯乙烯结构接近，二者的共聚物保持了聚氯乙烯的许多特点，由于主链由两种单体构成，使共聚物比之聚氯艺烯均聚物或聚偏二氯乙烯均聚物的流动性皆有明显改善，这是由于两单体的存在互相起着内增塑作用。偏二氯乙烯链节的存在使共聚物分子链间距增大，使共聚物流动性优于纯聚氯乙烯均聚物。纯聚偏二氯乙烯由于分子链的对称性，是高结晶度聚合物，熔融温度高，氯乙烯单体的存在又破坏了聚偏二氯乙烯分子链的对称性，使共聚物软化点降低，因此共聚物加工性比聚氯乙烯有所改善。氯乙烯偏二氯乙烯可采用注塑、挤出、吹塑方法加工。共聚物的强韧性和透明性优于聚氯乙烯，耐油性、耐化学试剂性、耐光性也较好，阻燃性亦优，但最大的特点是透气性、透湿性均很小，适宜于作为密封性包装材料。 附录BHigh polymer material processing technology1 High polymer material outline: The material is the science and the industrial technology development foundation. One new material appearance, can bring the huge change for the social civilization, brings the epoch-making breakthrough for the new technical development. The material has deserved becomes the contemporary science and technology one of three big props. The high polymer materials science already with the metal material, the inorganic nonmetallic material kept pace with, internationally is listed as the level discipline. The high polymer materials science is in a materials science important branch discipline. The modern materials science scope defines for studies the material nature, the structure and the composition, the synthesis and the processing, material performance these four essential factors as well as between them the reciprocity. The high polymer materials science basic task is: Research high polymer material synthesis, structure and composition and between material nature, performance reciprocity; Exploration processing craft and each kind of environmental factor to material performance influence; In order to improve the craft, enhances the high polymer material the quality, uses the high polymer material reasonably, develops the new material, the new craft and the new application domain provides the theory basis and the foundation data. The high polymer materials science is one young and the emerging discipline, its development request science and the project technology closest coordination, its progress needs trans-departmental, the multi-disciplinary best coordinations and participation together. At present each kind of synthesis high polymer application has spread the national economy various departments, specially the military and the most advanced technique to have each different performance polymer material urgent need, has urged the high polymer synthesis and the processing technology had a quicker development, the high polymer formation and the processing already becomes one kind of independent special project technology. Because the processing technology theory research, processing equipment design and aspects and so on processing process automatic control have all made the very big progress, the product quality and the production efficiency enhance greatly, the product adaptation scope expands, raw material and the product cost reduce, the polymer processing industry entered a high speed development time. In the processing process the high score sublist appears the shape, the structure, and aspect and so on nature changes. The shape transforms often is for satisfies the use the most minimum request to carry on; Material structural transformation including high polymer composition, composition way, material macroscopic and microscopic structure change and so on; The high polymer crystallization and the orientation also cause the material state of aggregation change, this kind of transformation mainly is in order to satisfy, generally through the formula design, the material mix which carries on to the end product intrinsic quality request, uses the different processing method and the formation condition realizes. In the processing process the material structure transformation some is material itself inherent, also perhaps the mean carries on; Some is not the normal processing method or the processing condition causes. In the majority situations, the high polymer processing usually includes two processes: First causes raw material to have the distortion or the flowing, and obtains the shape which needs, then tries the shape which maintains obtains. The high polymer processing and the formation usually has following form: High polymer melt processing, kind of rubber-like polymer processing, high polymer liquid processing, low-molecular polymer or prepolymer processing, high score pressure of the fetus on the mothers heart after fourth or fifth month of pregnancy buoy processing as well as high polymer machine-finishing. Besides in the machine-finishing majority processing technology, the flowing - hardening is these processing main routine. According to the processing method characteristic or the high polymer the characteristic which changes in the processing process, the available different way carries on the classification to these processing technology. Usual basis high polymer in processing process whether or not physics or chemical change, but divides into these processing technology 3 kinds: The first kind is the processing process mainly has the physical change; The second kind is the processing process only has the chemical change; The third kind is the processing process simultaneously has at the same time physics and the chemical change. These processing technology includes next four processes approximately: 1. mixes, fusing and homogenization; 2. transportations and extrusion; 3. stretches or blow molding; 4. cooling and solidification (including thermosetting high polymer crossing linking and rubber curing).But is not all product processing formation process all must complete including the above four steps. 2 High polymer material processing principle 1) high polymer material processing nature high polymer material workability: The high polymer has some unique processing nature, like good plasticity, extrudability, spinnability and mace ability. Was precisely these processing nature provides has been suitable for many and varied processing technology for the high polymer material the possibility, also was the high polymer can obtain the widespread application important reason. The high polymer usually may divide into the linear high polymer and the build high polymer, but the build high polymer also is obtains by the linear high polymer or certain low molecular material and the molecular weight low high polymer through the chemical reaction. The linear high polymer member has the long chain structure, in its aggregate their always each other penetration, overlaps and tangles in together .In high polymer, because long chain intramolecular and intermolecular formidable attraction function, causes the high score sublist to appear each mechanical properties. High polymer many nature and the behavior which displays in the processing process all mechanics condition which locates with the high polymer long chain structure and the tangle as well as the state of aggregation concern. Mechanical properties and molecular heat movement characteristic displays which according to the high polymer, may divide it into the glass condition, Gao Dantai and sticks the fluid state, usual name these conditions the states of aggregation. The high polymer molecular structure, the high polymer system composition, receives the stress and the ambient temperature and so on affects the primary factor which the state of aggregation transforms, when high polymer and composition certain, the state of aggregation transformation mainly concerns with the temperature. Different state of aggregation high polymer, because the principal valence healthy and the inferior price healthy affects the constitution the cohesive energy differently to display a series of unique nature together, these performance had decided to a great extent the high polymer material to processes technical the compatibility, and causes the high polymer to display the different behavior in the processing process. The high polymer all must experience the state of aggregation in the processing process to transform, understood these transformations the essence and the rule can choose the suitable processing method and the determination reasonable processing craft, in under the maintenance high polymer original performance condition, can by the least energy consumption, the high efficiency preparation good product. The glass condition high polymer carries on not suitably causes the big distortion processing, displays for the hard solid, but may through the vehicle, the mill, truncate, dig and so on to carry on the processing. Below vitrification temperature Tg some temperature, the material stress easy to have the break to destroy, this temperature is called the embrittled temperature, it is the material use lower limit temperature. Above the Tg high ball condition, the high polymer module reduces very much, deformability remarkable enlarge. Approaches Tf in the Tg-Tf temperature area, because the high polymer coherency is very big, may carry on certain materials the vacuum forming, the pressure formation, the rolling and the curving formation and so on. Cools the product temperature to Tg below the temperature is rapidly this kind of processing process key. Tg is the choice reasonable application material important parameter, simultaneously also is the majority high polymer processing lowest temperature. Above Tf, the high-molecular compound transforms for sticks the fluid state, usually is called this kind of liquid condition high polymer the melt. The material not the high temperature range performance stands out the rubber mobile behavior above Tf. This transforms the region usually to use for to carry on the rolling formation, certain squeezes out the formation and the blow molding formation and so on. Causes the molecular heat movement big intensification compared to a Tf higher temperature, the material module to fall the minimum value, by now the high polymer melt deformation characteristic was not the big external force can cause the macroscopic flowing, by now in the deformation mainly was the irreversible coherent distortion, the cooling high polymer can permanent maintain the deformation, this temperature range often uses for to carry on the melting spinning, the injection, squeezes out, processings and so on blow molding and fitting. The excessively high temperature will cause the high polymer the viscosity to reduce greatly, not suitable will increase the fluidity easily to cause phenomena and so on flash, shape distortion, broken filament break. The temperature also can cause the high-molecular compound decomposition as high as decomposition temperature Td nearby, so that reduces the product physics mechanical property or causes the outward appearance not to be good. The high polymer often receives the extrusion function when the processing process, the extrudability is refers to the high-molecular compound through the extrusion function distortion obtains the shape and maintenance shape ability. In the extrusion process, the high polymer melt mainly receives the shear action, therefore the extrudability mainly is decided by the melt shear viscosity and the stretch viscosity. The majority high-molecular compound melt viscosity increases along with the shearing force or the shear rate reduces. If the extrusion process material viscosity is very low, although the material has the good fluidity, but maintenance shape ability is bad; On the contrary, melt shear viscosity very Gao Shi can create the flowing and the formation difficulty. The material extrusion nature also concerns with the processing equipment structure. The extrusion process high polymer melt mobile speed increases along with the pressure increases, through the flowing speed survey may decide when processing needs pressure and equipment geometry size. The material extrusion nature and the high polymer rheological property, the fusing index and the changing speed concern closely. The high polymer may the compression molding be refers to the material under the temperature and the pressure function the deformation and in the mold molded formation ability. Has may the compression molding material be possible through the injection, the mould pressing and squeezes out and so on the formation methods to make each kind of shape the compression molding product. But the compression molding mainly is decided by the material rheological property, the thermal property and other physics mechanical properties and so on, also concerns in the thermosetting high polymer situation with the high polymer chemical reactivity. Excessively high temperature, although the melt fluidity is big, easy to take shape, but can cause the decomposition, the product shrinkage is big; The temperature excessively low melt viscosity is big, the mobile difficulty, the formability is bad; Because of the elastic development, obvious causes the product shape stability to be bad. The suitable increase pressure, usually can improve the high polymer the fluidity, but the high pressure has caused the flash and increases the product planted agent; When hypotonia creates the lack materials. Not only the compression molding condition the influence high polymer may the compression molding, also to in the product mechanics performance, the outward appearance, the contraction as well as the product crystallization and the orientation and so on all has the widespread influence. Thermal properties influence high polymer processing and cooling process, thus influence melt fluidity and hardened speed, therefore also can affect the high polymer product the nature. The mold structure size also affects the polymer the compression molding, not the good mold structure even can cause the formation defeat. The spinnability is refers to the high polymer material to form the continual solid state textile fiber through the processing ability It mainly is decided with the material changing nature, the melt viscosity, the melt intensity as well as the melt thermo stability and chemically stable and so on. The spinning material, first requests the melt after to spurt the screw stock wool pore to flow out can form the stable rivulet. The rivulet stability usually with from spurts the screw stock by the melt to flow out the speed, several crowds which the melt viscosity and the surface tension are composed concerns. Because the spinning process the stretch and the cooling function all causes the spinning melt viscosity to increase, also is advantageous in increases the spinning rivulet the stability .But increases along with the spinning speed, the melt rivulet receives the tensile stress increase, the stretch elongation increases, if the melt intensity low will appear the rivulet break. Therefore has the spin ability high polymer also to have to have the high melt intensity. The unstable stretch speed easy to create the spinning rivulet break. When the material condensation can small also easy to appear the coherence break. To certain high polymer, the melt intensity increases along with the melt viscosity increases As the spinning material also must under the spinning condition, the high polymer have the good heat and the chemical stability, because the high polymer must pause the long time under the high temperature and must undergo in the equipment and the wool pore flows the time shear action. The mace ability expressed ability which when a direction or two directions amorphous either the hypocrystalline solid high polymer receives rolling or stretch distorts. Material this nature has provided the possibility for the production length to diameter ratio very big product, the use high polymer mace ability, may through the rolling or the stretch craft production thin film, the sheet material and the textile fiber. But the industrial production still stretched the law to use most much. The linear high polymer mace ability comes from the macro-molecule long chain structure and the flexibility. The mace ability is decided in the material has the plastic deformation ability and the strain hardening function. Deformability and the solid high polymer locates temperature related, can produce the plastic flow in the Tg-Tm temperature sector high-molecular compound member under certain pulling force function, satisfies stretch process material cross-sectional area minification the request.Fifty-fifty crystallizes the high polymer to stretch is being lower than the Tm following temperature to carry on slightly, the amorphous body high polymer carries on in the close Tg temperature. The temperature elevation, the material mace ability can further enhance suitably, stretches may be bigger than, even some extensible bad high polymer also can carry on the stretch. Usually is called in the room temperature to the Tg nearby stretch “the cold stretch”, is called “the hot stretch” under the Tg above temperature stretch. After the stretch process high polymer occurrence “the stress hardens”, it will limit the polymer member the flowing, thus impediment stretch ratio further enhancement. 2) in the processing process sticks the ball behavior: The high polymer usually is becomes the liquid in the processing process from the solid, again turns the solid from the liquid, therefore in the processing process the high polymer can display solid and the liquid nature separately under the dissimilar condition, also displays the elasticity and the coherency .But as a result of the macro-molecule long chain structure and the macro-molecule movement the nature, the high polymer deformation and the flowing not impossible is gradually pure elastic or the pure viscosity, but is the elasticity and the coherent synthesis already viscoelasticity. When the high polymer has the Pu ball deformation when the exogenic process, the external force causes the big molecular linkage long and the bond angle or in the high polymer crystal is at the state of equilibrium between the granule to have the deformation and the displacement. Postpones the high ball deformation is when the external force long time does uses in the high polymer, by is in the non-regular heat movement the macro-molecule segment deformation and the displacement contributes, the deformation value is big, has the invertibility, it causes the high score sublist to appear the unique high elasticity. The coherent shape abnormality is the high polymer between the macro-molecule chain knot which occurs along the force direction entangles under the exogenic process with the relative slip, the performance is the macroscopic flowing, the deformation value is big, has the irreversibility. Under the usual processing condition, the high polymer deformation mainly is composed by the high ball deformation and the coherent deformation .From the deformation nature looked including the reversible deformation and the irreversible deformation two ingredients, only is because the processing condition has two ingredients differently the relative differences. When the processing temperature is higher than when Tf the high polymer is in sticks the fluid state, high polymer deformation development by coherent deformation primarily. This time, the high polymer viscosity low fluidity is big, easy to take shape; When the processing temperature is lower than Tf, the high polymer transforms Cheng condition, along with temperature drop, in the high polymer deformation composition elastic ingredient increases, the coherent ingredient reduces, because the effective deformation value reduces, usually is short in this scope formation product. The high polymer in processing process deformation all under the external force and the temperature together function, the macro-molecule deformation and carries on the rearrangement the result. As a result of macro-molecule long chain structure and macro-molecule movement gradually, high polymer when exogenic process adapts any deformation with the stress all not not impossibly in instantaneous to complete, usually the high polymer under certain temperature, from receives the exogenic process to start, the macro-molecule deformation passes through a series of compound states to transit to the state of equilibrium process which adapts with the external force regards as is a flaccid process, the time which the process needs is called the flaccid time. The high polymer is called “the after effect” to the external force response this kind of hysteresis or “the elastic hysteresis” . Carries on the heat treatment in the Tg-Tf temperature range to the formation product, may reduce the macro-molecule deformation the flaccid time, speeds up the crystallization velocity, enables the product the shape quick to stabilize down.3 gathers the chlorine second grade thin processing formation Gathers the chlorine second grade thin abbreviation code number is PVC. According to the output, gathers the chlorine second grade thinly all occupies five big general plastic second in the worldwide scale and our country.1).craft characteristic: The polyvinyl-chloride has following formation processing craft characteristic: 1st, the thermostability is bad. In order to avoid the material superheat decomposition, should as far as possible avoid all nonessential being heated phenomenon, controls the formation temperature strictly, avoids the material the dead time excessively is long when the material tube is specially produces start and school grade order connection), and should as far as possible reduce in the plastified process the friction heat. The polyvinyl-chloride fusing viscosity is high, in the fusing processing craft should avoid using the molecular weight too high grade as far as possible, in the ingredient should join the suitable lubricant to increase the material fluidity, the stabilizer should use the efficiency high organic tin class, like maleic acid two butyl tin, in February lauric acid two octyl tin and so on. The injection molding formation uses the plunger injection molding machine not suitably.2nd, the polyvinyl-chloride melt viscosity is high, needs the high formation pressure, for avoids the melt bursting, the injection molding, squeezes out uses, the low speed appropriate to the occasion, avoids high speed.3rd, when polyvinyl-chloride thermal decomposition emits the Hydrogen chloride, has the corrosive action to the equipment, the processing hardware should adopt the galvanization the protective measure or uses the anticorrosive steel products.4th, the polyvinyl-chloride melt cooling rate quick (compared to the heat capacity only is 836-1170kJ/(kg K), also does not have heat of transformation), the formation cycle is short.2) processes the craftpolyvinyl-chloride to be possible to use the injection molding, to squeeze out, the blow molding, the rolling, keeps out models, becomes spongy and so on the formation crafts.Regarding the plastify polyvinyl-chloride product, before the formation processing must first foresees accurately to the polyvinyl-chloride powder material or the pellet joins the plasticizer and other helps the medicinal preparation to carry on mixes in advance, and carries on the plasticizing. Will plastify the shape which after the ingredient will prepare to be suitable for to process, for example will use when the injection molding, will squeeze out the craft, then needs to squeeze out makes the grain; When uses in the rolling craft, needs first precompression Cheng Ruanban. The injection molding formation mainly uses in the hard polyvinyl-chloride. The hard polyvinyl-chloride injection molding formation technological conditions are listed in Table 4-1.The polyvinyl-chloride may squeeze out takes shape each kind of molding, also may squeeze out the blow molding thin film. Table 4-2 and Table 4-3 respectively is the polyvinyl-chloride tubing and the polyvinyl-chloride thin film squeezes out the formation technological conditions. 3) gathers the chlorine second grade thin application: The polyvinyl-chloride application mainly concentrates is preparing following several aspects the product: (1)th, the thin film and the imitation leather, the thin film mainly uses for the agriculture.(2), oil resistant, anticorrosive, bears the aging not to burn the electric wire cable sheath, the insulating layer.(3)th, kind of molding like tube, stick, different molding, windows and doors frame; In corrugated board and building materials, room floor decoration material, each kind of plate.(4)th, furniture, toy, movement equipment, medical fitting, packing coating and so on. 4) gathers the chlorine second grade thin modification: Gathers the chlorine second grade thin shortcoming is the softening point is low, the thermal stability and the resistance to cold are bad, toughness also unsatisfactory, the thermostability is specially bad, in addition the melt viscosity is also high, the processing is difficult. In order to overcome these shortcomings, has produced each kind of modified polyvinyl-chloride.First, chlorination polyvinyl-chloride: The chlorination polyvinyl-chloride has been called the chloroethylene, is by the polyvinyl chloride after the chlorination obtained.(1). chlorination method: The system takes the chlorination polyvinyl-chloride mainly to use the aerosol chlorination process. The polyvinyl chloride powder aerosol in the density is 20% about hydrochloric acid (or water), for swollens the Run medicinal preparation with the chloroform or the dichloroethane, in order to forms the stable aerosol body. With the peroxide, the initiator initiation or the ultraviolet ray illumination, and 6065 under the temperature condition the learned person chlorine carries on the chlorination in the atmospheric pressure. After the chlorination polyvinyl-chloride chlorinity may achieve 66%67%.(2). performance improvement: The chlorination polyvinyl-chloride has the distinct improvement compared to it polyvinyl-chloride performance in, mainly displays in thermally stable and the cold resistant enhancement. The chlorination polyvinyl-chloride has not been highest long-term usage temperature on
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