小型油气增压设备增压方案.doc

小型油气增压设备增压方案小型油气增压设备增压方案洪都航空工业集团起落架厂 宋培德 饶勇 沈鹏洪都建筑装饰装潢公司 宋剑清 概述 通过对需要产生少量而高压气体的增压设备原理结构进行分析，了解增压结构的形式，分析各种增压形式的优劣，以利于设计者对油气增压方案选择。关键词：油气增压 设备引言我厂是航空起落架的专业生产厂，在起落架制造行业中，经常遇到需要量少而高压的气体，用于对起落架进行气体充填，由于市场上用于产生高压气源的小型设备很少，高压气体最多也只能将气压升高至15Mpa左右；而且存在重量重、体积大、造价高、不能移动能量消耗大等缺点。如果需要更高一些压力气体的气源，则需要更为庞大的增压设备的支持，这样的情况不能满足大范围机动的飞机维护修理工作。若要对起落架充填的气压高出15Mpa时，则需要将起落架拆下送至就近的维护点进行气体充填，既费时消耗也太大，一定程度上制约了飞机的维护保养工作；为此，制造出能轻便移动，产生量少而高压气体的设备，有着重大的意义。1 油气增压原理 油气增压不仅在航空行业中运用，在工业生产的测试、维护、保养现场均可大量的使用。油气增压原理与液压增压原理相近；它是依据液压增力、液压增压演变而来。1.1 液压增力在液压增力机构中，利用在密闭容器中液体压力向四周传递，物体所受压力面积与所受压力成正比的原理，实现液压增力。其典型结构如图A，为一液压千斤顶增力原理模型。假设：小活塞面积S1大活塞面积S2，如果在小活塞上施加一个较小的力F1，则可在大活塞上得到一个较大的力F2，其相应关系为F2= F1* S2/ S1 即力增加的大小等于大小活塞之比。1.2 液压增压如果要实现对少量液体增压，可以设计如图B的原理图；利用液压增压原理，将大小活塞组合；则可在较小的S2腔得到少量增压的液体，S2腔的增压量的大小为活塞面积比。少量增压的液体从P4流出，低压液从P1口进入较大活塞面积的S1腔内，推动活塞向右运动，P2为回油出口。由于活塞的运动，将小活塞S2处腔内的液体增压后经P4输出，P3作为补油口，对S2小腔进行补油。1.3油气增压如果需要对少量气体增压，需对气缸小腔S2结构作相应变化，则可在图B的小腔P3处改为补充气体，经过小腔增压活塞运动后，压缩气体由P4输出，得到少量高压气体，从而实现了油气增压。2 设计方案 增压方案有各种各样的形式，由于气体较液体密度小，压缩比大，易泄漏，特别是在高压时容易引发安全事故，故对于高压增压设备而言，以气体为源动力增压气体的方案是不可取的。要达到安全、可靠、工作状态稳定的要求，可供选择的方案不多；在此，我们以液压为动力对气体进行增压（油气增压）的三种方案进行比较。2.1单气缸压力控制，油气增压方案如图C当阀门3在右位，油泵的低压油经换向阀流向增压缸4，此时大活塞受到液压作用而向右移动，推动小活塞对腔内气体增压，工作缸6得到高压气体。增压的倍数等于增压缸4的大小活塞面积比，当阀门在左位时，增压缸4受液压推动而向左移动，活塞全部回位。单向阀门5为补气装置，补充高压气路由于工作而造成的气量损失。该设计方案结构简单、紧凑，性能稳定；但气量偏小，工作效率低；应用范围不大，只在需要超高压（20Mpa以上）时可考虑此方案。2.2 双汽缸联动，行程控制油气增压方式，如图D当阀门3在右位时，油泵低压油经阀流向油缸4推动油缸活塞向右运动，使工作泵6获得高压、排出高压气体，推动工作汽缸8进行工作。当阀门3在左位时，油泵低压油经阀流向油缸4推动油缸活塞向左运动，使工作泵5获得高压、排出高压气体，推动工作汽缸8进行工作。该设计方案性能稳定，结构简单，工作效率高；但体积、重量偏大，结构较松散，且活塞杆所受弯曲力随着所需气体压力增加而增大，系统的刚度在一定程度上受到影响。因此，在选用此方案时应对设备的刚性作充分的论证，以避免重量过重。输出气体压力在10-20Mpa时可考虑此方案。2.3 双汽缸联动，压力控制，油气增压方式，如图E当阀门3在右位时，油泵低压油经阀流向油缸4推动油缸活塞向右运动，使工作泵6获得高压、排出高压气体，推动工作汽缸8进行工作。当阀门3在左位时，油泵低压油经阀流向油缸4推动油缸活塞向左运动，使工作泵5获得高压、排出高压气体，推动工作汽缸8进行工作。该设计方案紧凑，工作效率高，性能稳定；排除了方案二弯曲力的影响，活塞杆工作时只受轴向力的作用；因此，刚度要求不高，增压设备产生的气压范围较大，可较容易地达到轻便小巧的目的；但结构复杂，技术要求高，维护相对困难；适用于需要气体为10-25Mpa时的增压。结论：在需要少量而压力在8Mpa以上的气体时，宜使用油气增压设备。第一种方案结构简单、紧凑，性能稳定；但气量偏小，工作效率低；应用范围不大，只在需要超高压（20Mpa以上）时可考虑此方案；第二种方案性能稳定，结构简单，工作效率高；但体积、重量偏大，结构较松散，且活塞杆所受弯曲力随着所需气体压力增加而增大，系统的刚度在一定程度上受到影响。输出气体压力在8-20Mpa时可考虑此方案；第三种方案结合了上述两