飞机起落架收放、刹车装置液压系统设计.doc

目录 1 绪论 1 1 1 本课题研究的目的和意义 1 1 1 1 本课题研究的目的 1 1 1 2 本课题研究的意义 1 1 2 国内外的发展现状 2 1 3 主要研究手段 3 1 4 研究所要解决的问题 3 1 5 说明书的内容 3 2 飞机液压系统概述 4 2 1 液压传动系统 4 2 1 1 液压技术的发展概况 4 2 1 2 液压系统的工作原理和工作特征 5 2 2 液压系统的优缺点 6 2 2 1 液压传动的优点 6 2 2 2 液压传动的缺点 7 2 2 3 液压马达与电机的比较 8 2 2 3 飞机液压系统 9 3 飞机起落架收放 刹车液压系统设计方案的拟定 12 3 1 起落架收放 刹车液压系统方案一 12 3 2 飞机起落架收放 刹车液压系统方案二 14 3 3 起落架收放 刹车液压系统方案三 15 3 4 选定液压系统方案 18 4 飞机起落架收放 刹车液压系统设计 19 4 1 设计的内容 19 4 1 1 设计液压系统时 首先要考虑一下几个问题 19 4 1 2 确定液压系统的工作压力 19 4 1 3 确定系统主要参数 20 4 1 4 方案三中阀的分类和应用 20 4 1 5 液压阀的选择原则 23 4 2 前起落架作动筒的设计 24 4 2 1 主要技术要求 24 4 2 2 主要性能参数 25 4 2 3 结构形式 25 4 2 4 确定作动筒最大输入压力 26 4 2 5 确定最大输出力 P 26 4 2 6 缸筒设计 26 4 2 7 其它零部件的设计 30 4 2 8 此作动筒的优缺点 36 4 3 零件的加工 37 4 3 1 液压缸缸筒的加工 37 4 3 2 活塞杆的加工 38 4 3 3 双液控单向阀阀芯的加工 41 4 4 方案三液压系统的优缺点 42 5 常见液压系统故障与排除方法 43 5 1 管路常见故障及排除 43 5 2 泄漏问题 44 5 3 系统过热问题 45 5 4 油液的污染控制 47 5 5 油箱的故障与排除 47 6 结束语 49 参考文献 50 致谢 52 1 绪论 1 11 1 本课题研究的目的和意义本课题研究的目的和意义 1 1 1 本课题研究的目的 众所周知 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 起落架是在起飞和着陆滑跑 滑行 机动和牵引时 飞 机有良好的操纵性和稳定性着陆和滑行时对动载荷的减震性能 在给定等级 给定宽度 机 场跑道上有 180 转弯的能力 机轮应符合飞机的用途 使用条件和重量特性保证起落架舱门 打开 关上及支柱收上 放下时有可靠的锁定机构 1 起落架虽然只是飞机的一个小部件 但是它对飞机布局和性能有着重要的影响 如果不 能有效的及时的在飞机起落时做好飞机起落架的收放 不但会影响飞机的气动布局和性能 而且很可能就会酿成灾难 刹车装置更是用于缩短飞机着陆距离 改善飞机在机场运动的机 动性的重要装置 刹车装置的好坏也是飞机的一个重要的性能指标 1 本课题研究 飞机起落架的收放刹车装置液压系统 的目的就在于 1 保证飞机起落架 收放系统的功能 即是应保证在收上起落架时先下位锁 后收上起落架 再关闭轮舱门 放 下起落架时先上位锁 后打开轮舱门 放下起落架 起落架放下速度比轮舱门打开速度慢 6 2 保证刹车装置的灵活性 使得飞机着陆距离缩短 改善飞机在机场运动的机动性 保证刹 车平稳 快速制动和松开 结构要简单 紧凑 轻巧 使用方便 寿命长 可靠性高 保证 主轮正常及应急刹车 应急收放起落架和备用关闭炸弹舱门 1 6 1 1 2 本课题研究的意义 随着科学技术的发展 为了减少因液压机械装置引起的滞后和适应刹车装置的快速响应 及 多电飞机 的发展需要 现在已经在一些飞机上应用由电机组成的机械刹车装置来代替 液压刹车装置 为了使控制的精确和适应性更好 针对刹车系统非线性 不确定性和系统复 杂性的特点 用模糊控制和神经元网络的方式来控制刹车系统 19 但是 液压系统在现阶段仍然是飞机控制系统的一个主流方向 多电飞机 的电机控制 系统技术在我国还不完善 就算是在美国已经使用第二代 多电飞机 的情况下 在未来的 10 到 15 年内还不能完全取代液压控制系统 因此 研究和改进飞机的液压系统还是有着非常 重要的作用和现实意义 1 21 2 国内外的发展现状国内外的发展现状 目前 在我国 飞机起落架的收放液压回路基本上两种类型 一 用行程开关和电磁阀 的顺序回路 二 用顺序作动筒和触 动式顺序阀的顺序回路 例如 歼击机系列 采用 的就是 两套液压系统 用于收放起落架 襟翼 减速板 操纵加力燃烧室的可调喷口 水平尾翼和副翼 冷气系统用于机轮的正常和应急刹车 应急放起落架和襟翼 抛放减 速伞 抛放座舱舱盖 装弹 喷射防冰液等 6 我国的飞机普遍采用的刹车系统都是油泵由直流电机带动 直流电动机由压力门控制 当系统压力上升到最高规定压力时 压力电门断开油泵电机电源 压力下降 当系统压 力降至最低工作压力时 压力电门接通油泵电机电源 压力上升 当系统压力降至最低 安全压力时 接通低压警告灯 当压力降至规定最低数值时 压力电门断开油泵电机电 源 当刹车系统发生故障时 有蓄能器提供应急能源 6 12 随着科学技术的发展 为了减少因液压机械装置引起的滞后和适应刹车装置的快速响应 及 多电飞机 的发展需要 现在已经在一些飞机上应用由电机组成的机械刹车装置来 代替液压刹车装置 19 为了使控制的精确和适应性更好 针对刹车系统非线性 不确定 性和系统复杂性的特点 用模糊控制和神经元网络的方式来控制刹车系统 19 国外的航空业发展较我国的要先进 但是在国外 飞机起落架的收放回路基本上也是采 用的这两种类型 一 用行程开关和电磁阀的顺序回路 二 用顺序作动筒和触动式顺序阀 的顺序回路 6 当然 现在有部分较为先进的飞机 多电飞机 已经采用了电机代替液压装 置 国外的这项技术正在向成熟化发展 美国早在 1996 年就有美国陆军研制的侦察 攻击直升 机卡曼奇上应用了这项技术 现在美国的第二代多电飞机技术在 2005 年已经成熟 进入了正 式使用阶段 16 欧洲也在多电飞机技术的发展中投入了巨大力量 17 但是随着液压元件的迅 速发展及其性能的日趋完善 液压传动在飞机的应用仍然十分广泛 特别是出现了高精度及 快速响应的伺服阀和伺服控制系统后 经典的液压系统从元件设计计算到系统的分析仿真 可以说走上了成熟阶段 目前飞机液压系统除了系统的压力和温度参数还在继续提高外 主 要还有电子信息技术在飞机液压系统上的发展 这就是机电一体化和液压系统状态监测与故 障诊断的发展 14 15 16 1 31 3 主要研究手段主要研究手段 由于条件受限 在进行本次研究时 只能通过理论的计算和分析 通过吸取各种各类飞 机的起落架收放 刹车液压系统的研究成果的基础上 对我要设计的内容进行理论分析 初 步拟定出研究的方案 在几套方案中选择出一套进行分析和设计 通过对阀和作动筒的设计 计算 完成液压系统的设计 1 41 4 研究所要解决的问题研究所要解决的问题 根据理论计算 提高液压系统工作压力对减轻液压系统的总重量是有利的 例如 若将压力由 21MPa 提高到 28MPa 系统总重量可减轻 5 压力由 21MPa 提 高到 35MPa 时 系统重量可减轻 6 10 液压系统的重量还和飞机性能的关系 液 压系统的重量每减轻 1Kg 就可以使飞机的构造重量减少 4Kg 或者使飞机的承载能 力提高 15Kg 目前 飞机上的液压系统重量占飞机总重量的 3 5 左右 理想的液 压系统的重量应该降低到飞机总重量的 1 以下 但压力太高也会带来其它许多问题 如结构复杂 密封困难和故障增加等 此外 压力的提高不是没有极限的 量变到一定程度将引起质变 这时再提高压力 反而使总重量增加 因此 主要要解决的问题是 主要要解决的问题是 在压力一定的情况下 使液压系统的质量要尽 可能的轻 1 51 5 说明书的内容说明书的内容 说明书的内容安排是这样的 第一章是绪论 第二章主要介绍对飞机液压系统的认识 第三章是研究方案的拟定和确定 第四章是设计的具体内容 第五章是常见液压系统的问题 和解决的办法 2 2 飞机液压系统概述飞机液压系统概述 2 12 1 液压传动系统液压传动系统 2 1 1 液压技术的发展概况 液压技术相对于以前的机械技术来说是一门新技术 但如从 17 世纪中叶巴斯卡提出静压 传递原理 18 世纪末英国制成世界上第一台水压机算起 也已经有二三百年的历史了 近代液 压技术在工业上真正的推广使用只是在上个世纪中叶以后的事 至于它与微电子技术密切结合 得以在尽可能小的空间内传递出尽可能大的功率并加以精确控制 更是近 20 多年内出现的新 事物 由于要使用原油炼制品来作为介质 近代液压技术和汽车及飞机一样 是由 19 世纪崛起 并蓬勃发展的石油工业推动起来的 最早实践成功的液压装置是舰艇上的炮塔转位器 其后才 出现了液压六角车床和磨床 由于缺乏成熟的液压元件 一些通用机床到上个世纪 30 年代才 用上了液压技术 第二次世界大战期间 在一些兵器上用上了功率大 反应快 动作准的液压 传动和控制装置 从而大大的促进了液压技术的发展 战后 液压技术迅速转向民用 并随着 各种标准的不断制订和完善 各类元件的标准化 规格化 系列化而在机械制造 工程机械 农业机械 汽车制造等行业中推广开来 上世纪 60 年代后 原子能技术 空间技术 计算机 技术 微电子技术 等的发展再次将液压技术推向前进 使它发展成为包括传动 控制 检测 在内的一门完整的自动化技术 在国民经济的各方面得到了应用 液压技术在某些领域内甚至 已经占有压倒性的优势 例如 国外今日生产的 95 的工程机械 90 的数控加工中心 95 以 上的自动线都采用了液压传动 因此 液压技术的发展程度现在已经成为衡量一个国家工业水 平的重要标志之一 当前 液压技术实现高压 高速 大功率 高效率 低噪音 经久耐用 高度集成化等 各项要求方面都取得了重大的进展 在完善比例控制 伺服控制 数字控制等技术上也有许多 新成就 此外 在液压元件与液压系统的计算机辅助设计 计算机仿真和优化以及微机控制等 开发性工作方面 更日益显示出显著的成绩 我国的液压工业开始于上世纪 50 年代 其产品最初只用于机床和锻压设备 后来才用到 拖拉机和工程机械 自 1964 年从国外引进一些液压元件生产技术 同时进行自行设计液压产 品以来 我国的液压元件生产已从低压到高压形成系列 并得到了广泛的应用 80 年代开始更 加速了对西方先进液压产品和技术的有计划引进 消化 吸收和国产化工作 确保了我国的液 压技术赶上甚至赶超世界水平 8 9 30 2 2 3 液压马达与电机的比较 1 动作迅速 换向快 时间常数很小 据统计液压传动与伺服装置的时间常 数 与电力拖动装置的时间常数 如下 y T d T 2 1 3 2 0 110 0 510 y d T s Ts 液压传动装置动作迅速和换向快的物理本质在于 1 可低速工作 不需要减速器惯性小 2 液压执行元件单位面积上的拖动力很大 等于其工作压力 可达 35MP 而电动机转子上单位面积上的拖动力只有 6 8MP 3 液压执行元件力矩增长快 2 重量轻 尺寸小 据统计同等功率的液压泵或液压马达的重量 通常只有电机的 1 2 1 5 见表 2 1 其物理本质在于 1 液压元件的壳体可用镁铝合金 其它运转零件很少或不必用铜更不用矽钢 片 所以材料的比重小 2 利用了液体压力 压强 的性能 提高其工作压力 即能克服巨大负载 表 2 1 液压马达与电动机性能比较 电动机液压马达 名称 项目 直流交流异步叶片式 功率 KW 2 52 82 5 转矩 kg m 2 52 82 5 重量 kg 10 07 02 0 惯性矩 kg S2 0 00730 004350 0000204 最大尺寸 mm 583441190 3 3 飞机起落架收放 刹车液压系统设计方案的拟定飞机起落架收放 刹车液压系统设计方案的拟定 飞机起落架收放系统的功能 应保证在收上起落架时先下位锁 后收上起落架 再关闭 轮舱门 放下起落架时先上位锁 后打开轮舱门 放下起落架 起落架放下速度比轮舱门打 开速度慢 在选择前起落架支柱收放方向时除了要考虑总体布局外 还必须考虑尽量减小飞 机重心位置改变的要求 从这个观点出发 当主起落架向后运动收放时 前起落架应向前运 动收放 而主起落架向前运动收放时 前起落架应向后运动收放 前后起落架的收放型式要 比主起落架的收放型式简单 我们在拟定系统方案时 就首先要从以上飞机起落架收放系统的功能上考虑 必须达到 以上要求 否则系统方案就是失败的 3 13 1 起落架收放 刹车液压系统方案起落架收放 刹车液压系统方案一一 现代飞机起落架的收放动作 几乎全是采用液压传动的 下图是设计的第一套 起落架收放 刹车液压系统方案图 此系统泵源部分的工作原理为 油泵 2 从油箱 1 吸油 其排油经油滤 3 单向 阀 5 供向电磁阀 7 一小部分油填充蓄能器 6 当油泵 2 供油不足时 起辅助补油 作用 若油泵 2 出口压力超过规定值 则安全阀 4 接通回油路卸压 单向阀 5 防 止蓄能器 6 的压力油倒流 以免影响油泵工作 当飞机着陆时放起落架的工作过程为 驾驶员将座舱内的 起落架开关 置 于 放下 位置 电磁阀 7 右端的电磁铁通电 将高压油接通至放下管路 高压油 首先进入开锁作动筒 8 的无杆腔 无活塞秆的右腔 推动活塞向左运动使起落架 的锁钩开锁 开锁后活塞将中间油路打开 高压油便通过开锁作动筒 8 和液压锁 9 进入前起落架收放作动筒 10 的无杆腔 推动活塞放下起落架 同时 开锁作动 筒 8 和起落架作动筒 10 有杆腔 有活塞杆的一腔 的工作液 经电磁阀回到回油总 管 然后流回油箱 由于起落架放下时 在液压力 重力和气动力的共同作用 其放下速度比较快 活塞运动到终点时易与外筒发生撞击 因此在作动筒出口处 安置一个单向节流阀 11 使工作液流出时有较大波动 减小起落架放下速度和撞 击 液压锁 9 图 3 1 飞机起落架收放 刹车液压系统方案 1 刹车液压系统的功用是 主论正常及应急刹车 应急收放起落架和备用关闭炸弹舱门 刹车系统油泵由直流电动机带动 直流电动机有压力电门控制 当系统压力上升至最高额 定压力时 压力电门断开油泵电机电源 压力下降 当系统压力降至最低工作压力时 压力 电门接通油泵电机电源 压力上升 当系统压力降至最低安全压力时 接通低压警告灯 当 压力降至规定最低数值时 压力电门断开油泵电机电源 当刹车系统发生故障时 有蓄能器 提供应急能源 起落架放下后 主起落架被收放作动筒里的滚珠锁和分配器里的液压锁锁住 前起落架则被装在斜支柱上的下位锁所住 前起落架放下时 由于收放作动筒和斜支柱下位琐动作靠机械协同 故高压油 液进入分配器打开液压锁后 即可收起前起落架 主起落架的收上时其作动顺序是这样保证的 高压油液先进入分配器打开液压 锁 再进入收放作动筒有杆腔打开钢珠锁 最后收上主起落架 其工作原理 当飞机着陆时放起落架的工作过程为 驾驶员将座舱内的 起落架 开关 置于 放下 位置 电磁阀 1 右端的电磁铁通电 将高压油接通至放下管路 高压油首先进入开锁作动筒的无杆腔 无活塞秆的下腔 推动活塞向上运动使起 落架的锁钩开锁 开锁后活塞将中间油路打开 高压油便通过开锁作动筒和液压 锁 3 进入前起落架收放作动筒的无杆腔 推动活塞放下起落架 同时 开锁作动 筒和起落架作动筒有杆腔 有活塞杆的一腔 的工作液 经电磁阀回到回油总管 然后流回油箱 由于起落架放下时 在液压力 重力和气动力的共同作用 其放 下速度比较快 活塞运动到终点时易与外筒发生撞击 因此在作动筒出口处安置 一个单向节流阀 5 使工作液流出时有较大波动 减小起落架放下速度和撞击 液 压锁 3 的作用是当起落架放下后 封闭作动筒的无杆腔 将起落架锁在放下位置 与作动筒内的机械钢珠锁 黑三角 一起起双套保险作用 由于液压锁 3 的闭锁作 用 温度上升时油液无处膨胀 故设热安全阀 4 在超压时可经它降压 4 4 飞机起落架收放 刹车液压系统设计飞机起落架收放 刹车液压系统设计 4 14 1 设计的内容设计的内容 4 1 1 设计液压系统时 首先要考虑一下几个问题 1 液压系统的质量要尽可能的轻 2 液压系统品质要尽可能的好 3 液压系统的可靠性要好 4 液压系统的安全性要高 5 液压系统应便于维护 6 液压系统的经济性要好 4 1 2 确定液压系统的工作压力 经理论计算和试验验证航空液压系统总重量与系统工作压力有关 目前认为 系统最佳压力应为 P 34 35Mpa 为安全起见 可适当将压力取低一些 例如 目前大多数飞机液压系统工作压力取为 21MPa 根据理论计算 提高液压系统工作压力对减轻液压系统的总重量是有利的 例如 若将压力由 21MPa 提高到 28MPa 系统总重量可减轻 5 压力由 21MPa 提 高到 35MPa 时 系统重量可减轻 6 10 液压系统的重量还和飞机性能的关系 液压系统的重量每减轻 1Kg 就可以使飞机的构造重量减少 4Kg 或者使飞机的承 载能力提高 15Kg 目前 飞机上的液压系统重量占飞机总重量的 3 5 左右 理 想的液压系统的重量应该降低到飞机总重量的 1 以下 4 6 11 4 1 5 液压阀的选择原则 1 安装形式的选择 一般液压系统多选择板式连接或者是管式连接的普通液压控制阀 这类阀价钱低 供 应方便 容易组装 在采用板式连接时 为了减少连接管路 需要设计专用的阀块 将阀 集成安装在阀块上 当系统的流量较大时 可以采用二通插装阀 此时只需要基本回路块 就能构成系统 也可以只用插装组件和先导控制阀 自己设计 加工阀块和盖板组成系统 某些场合也可以选用叠加阀 每个元件一组叠加阀 但是每组叠加阀的个数不能过多 2 控制方式的选择 此液压系统为闭环控制 或者需要连续地按比例控制的液压参量 应选用电液换向阀 如果液压系统上没有上述的要求 则可以选用普通液压阀 例如 方案 3 中液压锁的选择 在方案 3 中用液控单向阀 3 原理制成液压锁 其功用是 将作动筒活塞杆锁定在伸出位置上 锁定的方法是用液控单向阀使作动筒无杆腔的油液只能 流进不能流出 将油液封闭在作动筒内 而当需要活塞杆收回时 进入作动筒有杆腔的高压油 同时送入液控单向阀的控制回路 反向打开单向阀 使作动筒无杆腔可以排油 活塞杆便缩 回 其他阀的选用方式和此想类似 在此就不在叙述 24 29 根据经验数据取回油腔的压力为 P2 0 05P1 4 3 那么输出力公 式就是 P P1 P2 A P1 0 05P1 A 0 95P1A 4 4 式中 A 活塞杆的有效面积 根据作动筒的内径和活塞杆的外径 可以确定活塞的有效面积 4 5 2222 2 3 14 2154 04 44 63 35 A dD mm 5 5 常见液压系统故障与排除方法常见液压系统故障与排除方法 5 15 1 管路常见故障及排除管路常见故障及排除 管路及管接头的故障主要有二 一是漏油 二是振动 伴之以噪声 1 漏油 油管与管接头漏油部位有 1 管壁破裂从油管外产生漏油 2 管接头联接部位 软管因先天性抗压能力不够而破裂成有砂眼 或选用不当 例如用无钢丝编织层的橡 胶管充当有钢丝编织层的橡胶管用 用只有一层钢丝者用于要三层钢丝编织网才能胜任处 或 购进质量不好的软管 安装时挠性管扭曲 久而久之 管会破裂 接头处会漏油 在软管与接头之间的连接处 工作时二者不是相对静止 在管与接头连接处容易产 生漏油 运行时 软管长度方向伸缩余地不够拉得太紧 运行中软管与其他管道或刚性硬件摩擦 橡胶管接头弯曲半径不合理 在工作过程使软管有不合理的弯曲半径存在的情况 排除方法 1 根据工作压力选用 合符规格要求 的橡胶软管 2 购进的抗压式高压橡胶软管 买后先要试验一下抗压处的质量 不漏油时才装在 主机上 质量 不好的要 予以更换 3 安装软管拧紧螺纹时 注意不要拧扭软管 具体操作时 可在软管上划一彩线观察 拧扭的软管彩线由直线变为螺旋线 从接头处容易产生漏油 甚至造成软管的破裂 4 长度方向要有伸缩余地 不可 拉得太紧 因为软管在压力 温度的作用下 长度 会发生变化 一般为收缩 收缩量为管长的3 左右 2 管路的振动和噪声 液压管路另一种故障是 往往有时产生激烈的振动 特别是若干条管路排在一起时 振动件之噪声 导致漏油和管路的损坏 产生这类故障的原因和排除方法有 1 液压泵一电机等振源的振动频率与配管的振动频率合拍产生共振 为防止振动共 振 二者的振动频率之比要在1 3 3 的范围之外 2 管内油柱的振动 可通过改变管路长度来改变油液的固有振动频率 在管路中 串联阻尼 节流器 来防止和减轻振动 3 管壁振动 尽量避免有狭窄处和急剧弯曲处 尽可能不用弯头 而要用弯头时 弯曲半径应尽量大 4 采用管夹和弹性支架等 防止振动 5 25 2 泄漏问题泄漏问题 液压系统泄漏有内漏与外漏之分 造成泄漏的原因主要是装配不良 油温过高 油液中 有杂质和密封件损坏等 防漏措施 1 做好密封面的防漏工作 1 对静接合面的泄漏 要合理选用螺纹连接件 选用时应考虑到工作压力 压力脉动 冲击和振动等方面 管接头的加工质量和装配质量必须符合规范要求 法兰连接件密封部位 的加工精度及表面粗糙度等 均应符合要求 固定螺栓的拧紧力矩要符合规定 多个阀块相 连接时 应避免用过长的螺栓连接 为减少因冲击和振动造成管接头松动而引起的泄漏 可 适当地采用减振支架来固定管路 设计时还应尽量减少管接头的数量 装配时 须特别注意 各密封零部件的清洁 并按照规定的方法安装 以防止密封件在装配时被损坏 2 动接合面的泄漏 多为密封件老化 破损 或密封件的材料 型式与使用条件不符 相对运动的表面粗糙或划伤等而造成 治漏措施是 消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧向载 荷 防止密封件非正常变形 用防尘圈和防护罩保护活塞杆 以防止磨料粉尘以及其他杂质 侵入 在保证液压系统正常工作的前提下 尽可能地降低活塞杆和转轴的运动速度 采用先 进的加工设备和完善的加工工艺 保证相对运动表面的几何精度和表面粗糙度达到设计的要 求 2 正确选用密封件 由于控制和治理泄漏的手段主要靠密封件 因此要正确掌握密封件的选用原则 1 工作压力是密封设计的主要依据 故密封装置的型式 结构 材料等均与压力密切相 关 高压时 要采用刚性大的密封材料 以减少密封件的永久变形 控制密封件的挤出量 必要时可以增设挡圈 还可增加缓冲密封件 以避免高压直接作用于主密封件上 2 密封件在高速运动时 容易发热 致使密封材料变质并破坏油膜 这将加剧密封件的 磨损 低速运动时 易出现爬行 无论出现哪种情况 采用材质为聚四氟乙烯树脂的组合密 封件即能得到改善 3 若油液或润滑脂与密封材料不相容 可引起密封件的膨胀和收缩 造成密封件工作状 态不良 并加速密封件的老化 失效 所以选择时要考虑密封材料和接触物体的相容性 4 润滑不良或工作环境粉尘严重均可加剧密封件的磨损 在此情况下应选用耐磨性好的 密封材料 并使用防尘圈 以提高防尘能力 5 密封件在振动的工况下可引起微小变形 如果振动的程度剧烈或密封件已磨损 不能 补偿振动引起的位置偏移时须考虑密封件的偏心补偿问题 而提高密封材料的弹性是改善偏 心补偿的有效方法 3 控制油液温度 保持油液清洁 为控制油温应选用粘度合适的液压油 粘度高的油液在环境温度较低时使用 会因摩擦 力的增加而出现过热现象 另外还应将系统的软管加以可靠地紧固 且安装软管时应没有急 弯 当液压泵 液压缸和其他液压元件磨损时 应及时更换 经常检查油箱的油位 及时补 油 5 35 3 系统过热问题系统过热问题 在液压系统的常见问题中 过热仅次于泄漏而居于第二位 过热的危害 对于液压油和液压系统来说 工作油温通常应在 50 80 一旦高于上限 就称之 为液压系统过热 液压系统过热的主要危害表现在 1 液压油粘度 容积效率和液压系统工作效率均显著下降 泄漏增加 2 液压系统的零件因过热而膨胀 使相对运动零件原来正常的配合间隙遭到破坏 导致 摩擦阻力增加 液压阀容易卡死 同时 使润滑油膜变薄 机械磨损增加 结果造成泵 阀 马达等的精密配合面因过早磨损而使其失效或报废 3 加速橡胶密封件老化变质 寿命缩短 甚至丧失密封性能 使液压系统严重泄漏 4 加速油液氧化 形成胶状沉积物 易堵塞过滤器和液压阀内的小孔 使液压元件失灵 或卡死 系统不能正常土作 5 油液气化 水分蒸发 容易使液压元件产生穴蚀 过热产生的原因 液压油的温度升高源于系统的无效工作导致能量的损失 而损失的能量则转换为热量 系统的热负荷等于系统中各单元能量损失的总和 即 总能量损失 泵能量损失十阀能量损失十管路能量损失十执行儿件能量损失 如果总能量损失转换成的热量比系统向外所散发和或传递的热量多 最终就会导致系统 过热 根据液压系统的类型 通常需要安装容量为总输入能量 25 40 的冷却系统 分析后得知有 内部原因主要是系统设计不合理造成的 如元件间匹配不合理 管路通 道过细 弯头多 弯曲半径小 油箱容积不够 散热系统能力不足等 从外部原因看 主要有一下几个方面 1 油品选择不当 2 泵及液压系统压力阀调节不当 3 液压系统中混入空气 4 液压油冷却循环系统工作不良 5 滤油器堵塞 解决的措施 1 及时检修易损元件 避免因零部件磨损过大而造成泄漏 液压泵 马达 各配合间隙 处等都会因磨损而泄漏 容积效率降低会加速系统温升 应及时进行检修和更换 减少容积 损耗 防治泄漏 2 按要求调整系统压力 避免压力过高 确保安全阀 过载阀等在正确状态下工作 3 定期清洗散热器及油箱表面 保持其清洁以利于散热 4 空气进入液压系统 常采用的主要措施有以下几点 除外泄没管外 吸油管及回油管都应插入油面以下 且保持足够的高度以免系统停止 1 工作时空气进入 经常保持油箱内油面的高度 以保证泵吸油管全部浸入油中 系统各部分也应保持油 2 液的充满度 可在泵的出口装单向阀并在回油路上设置背压阀 应保持管接头的良好密封 特别是吸油管路 若密封不好 油压低于大气压时 空气 3 便从密封不良处进入液压系统 油箱出油口处滤网或滤清器应保持清洁 否则在泵的吸油作用下 滤清器及管路中会 4 形成真空 而从滤清器处及管路接头处吸入大量空气 液压系统工作前或更换油液后 应进行排气 5 5 定期检查和维护液压油冷却循环系统 一旦发现故障 必须立即停机排除 5 45 4 油液的污染控制油液的污染控制 1 防止污染物 潜入 尚未工作的液压系统 严格检验外购件和加工零件的污染程度 液压阀 液压泵 高压胶管等在运输和储藏过程中 所有油口都必须加盖密封 防止污物侵 人 装配前 无论是新装还是检修后重装 所有零件及液压元件都必须进行彻底的清洗 2 防止污染物侵入正在使用的液压系统中 在设计和使用液压传动装置时 应注意 1 合理设计液压传动系统 合理选用液压元件 在保证系统性能的前提下 尽可能少用 控制阀等元件 以减少管路的联接和泄漏 从而减少了污物侵人系统的途径 2 液压传动系统中应配备过滤精度适宜的滤油器 定期清洗和更换滤芯 同时还应定期 检侧液压油的污染程度 油液污染变质后应及时更换 5 55 5 油箱的故障与排除油箱的故障与排除 1 油箱温升严重 油箱起着一个 热飞轮 的作用 可以防止在短期内吸收热量 也可以防止处于寒 冷环境中的液压系统短期空转被过度冷却 但油箱的主要矛盾还是 温升 严重的温 升会导致液压系统多种故障 解决温升严重的办法有 1 尽量避开热源 2 正确设计液压系统 如系统应有卸载回路 采用活力 流量和功率匹配回路 以及 蓄能器等高放液压系统等 减少溢流损失 节流损失和管路损失 减少发热温升 3 选择高效元件 努力提高液压元件的加工精度和装配精度 减少泄漏损失和机械损 失带来的发热现象 2 油箱内油液污染 油箱内油液污染物有从外界侵入 的 有内部产生的以及装配时残存的 装配时残存的 例如油漆剥落片 渣等 在装配前必须严格清洗油箱内表面 并在严 格去锈去油污 再油漆油箱内壁 3 油箱内油液空气泡与以分离 由于回油在油箱内的搅拌作用 易产生悬浮气泡夹在油内 若被带入液压系统会 产生许多故障 主要的解决措施为 设置隔板 增加金属网等 4 油箱的震动和噪音 主要措施为 减小震动和隔离震动 减小液压泵的进油阻力 保持油箱内稳定较低 的油温 油箱加外壳 隔离噪音 在油箱结构上加装整体防振措施 28 本团队全部是在读机械类研究生 熟练掌握专业知识 精通各类机械设计 服务质量 优秀 可全程辅导毕业设计 知识可贵 带给你的不只是一份设计 更是一种能力 联系方式 QQ712070844 请看 QQ 资料 参考文献参考文献 1 王志瑾 姚卫星 编著 飞机结构设计 国防工业出版社 2004 06 191 229 2 陶梅贞 主编 现代飞机结构设计 西北工业大学出版社 1997 02 3 陶梅贞 主编 现代飞机结构综合设计 西北工业大学出版社 2001 02 354 388 4 宋静波 编著 飞机构造基础 航空工业出版社 2004 5 李芝 主编 液压传动 机械工业出版社