控制作动筒运动速度的缓冲装置

技术领域

本发明是关于应用于舱门上位锁解锁作动筒运动速度控制的缓冲装置。

背景技术

现代飞机起落架收放系统一般都以液压为正常收放动力源，以液压、冷气或电力作为备用应急动力源。起落架收放系统能否正常工作直接影响到飞机和旅客的安全。常用的典型以液压为动力的起落架收放系统作动筒，选择阀、收上锁、放下锁、顺序阀、管路及一些的液压附件组成，这些附件是以能保证起落架和舱门的顺序运动而互相连接起来的。由于顺序阀是关着的，这时压力油不能流入舱门作动筒，因而舱门是不能关闭的。飞机液压系统收放部分所应用的作动筒大多数是简单的,在特定的部位要求某些液压操纵机构在极限位置能可靠地固定。如起落架放下后,作动筒应成为刚性撑杆承受起落架传递来的外载荷,所以在飞机起落架作动筒内部设有机械锁定装置。起落架上位锁，正常开锁活塞和应急开锁活塞及其密封圈被相互螺接在一起的壳体和堵盖封闭在壳体的内腔中，锁钩和手动开锁摇臂通过螺栓轴安装在壳体上，锁钩由安装在其转轴处的扭簧保持一定的上锁力；挂钩和导向件均通过螺栓连接在壳体上，挂钩上安装有扭簧，在起落架未收起时保持挂钩在开锁位置；手动开锁摇臂通过保持弹簧固定在壳体上的定位销上；在锁壳上有正常开锁进油嘴、应急开锁进油嘴、回油嘴提供供、回油接口；压力油进入三个放下锁作动筒，放下锁打开，此时起落架开始收上。前起落架因为它的作动筒尺寸小，所以首先收好并使收上锁锁上。另外，因为前起落架舱门由前起落架联动装置单独操纵，所以舱门也关闭；同时，主起落架仍在收上动作中，并将每个主起落架作动筒放下端的液体挤出去。此时，油液畅通无阻地通过单向限流阀，压开顺序阀流经起落架选择阀进入液压系统的回油管路；然后，当主起落架达到完全收上位置并且使收上锁锁好时，传动机构的连杆推动顺序阀的作动杆，打开顺序阀内的活门并使压力油进入舱门作动筒，并关闭起落架舱门。在主起落架上锁作动器上，压力将被提供收回活塞杆。当起落架到达收上位时，支柱上的滚轮(锁环)冲撞上锁钩，进入锁定位，将起落架锁住。施加到前起落架锁作动器上开始收上循环的压力，同样将前起落架锁定在收上并锁好位。当机轮进入轮舱区域之前，从收上管来的液压还被供到两个各用刹车计量活门，用来停止机轮旋转(刹车)。放下起落架操纵手柄放在“DOWN”(放下)位时，选择活门中的液压从P转到放下管C1。使液压进入起落架收放作动筒的放下端、上锁作动器的开锁端、下锁作动器的锁定端，并通过起落架液压组件进入起落架锁作动器。这种锁紧装置虽然能够解决可靠锁紧问题，但其锁紧装置的主要部件活塞的内腔形状十分复杂，在飞机起落架收放过程中的巨大冲击载荷，将会导致锁紧失效，因此，无法满足飞机上高可靠性的要求。起落架收放作动筒收上端的回油在液压组件中由流量限制器限制，限制作用和传压筒内活塞的运动瞬时造成将压力从收放作动筒的放下端传到收上端，致使因活塞面积差而造成起落架瞬间收起。这个瞬间作用有利于锁作动器将起落架收上锁开锁。当传压筒运动到头时，收放作动器收上端压力下降之后，起落架以正常方式放下。当起落架到达全伸展放下位时，锁作动器强迫锁支柱进入过中立位，将起落架锁住。在油压进入作动筒的收上腔进行开锁时，由于活塞油压作用的面积比较小，因此规定开锁的压力略高于上锁的压力；活塞的行程必须符合规定使活塞杆在伸出后，卡环能准确地处于上锁的位置；卡环进入锁槽后的活动间隙不得超过规定，以免在工作中卡环与锁槽的撞击力过大而脱锁。活塞杆往复运动使作动筒充满油液打开机械锁，往活塞杆上沿收上方向施加7000k的推力保持1min活塞杆不得回缩。活塞杆压缩量过大通常是由于液压锁不密封，放下腔的油液泄漏所致。安装在飞机起落架舱内的舱门上位锁，空间位置有限，由于解锁作动筒压力腔容积较小，机上可提供的液压介质流量较大，活塞杆运动速度快，冲击能量大，很难满足既保证强度刚度和疲劳要求的同时，又能实现产品轻量化与免维护要求。

起落架收放作动筒是一种集起落架锁定、收放、承载功能于一起落架收放作动筒主要由活塞体的多功能集成液压作动筒，该收放作动筒即：起落杆、外筒、内置上位锁、液压锁、传感器等组成，内架放下位置的锁定和承载装置、收上位置的锁定装置的上位锁主要由弹簧、游动活塞杆、锁爪、滑套、置、起落架收上到位锁定信号的触发装置，同时也是拨销、复位弹簧等组成。目前大多数民航飞机起落架放下的正常顺序是：(开舱门锁)开舱门开上位锁放起落架锁下位锁关舱门(锁舱门锁)。机控顺序收放系统利用机控顺序阀(即机控单向活门)控制作动筒的工作顺序。现有技术液压/气动作动筒位置锁定多采用“浮动活塞+钢球”的形式，上位锁定时，钢球的位置被衔铁限制，活塞被钢球限制而无法弹出，实现上位锁定。解锁时，电磁铁通电，将衔铁吸合，钢球松动，活塞观弹出。下位锁定是利用弹簧、浮动活塞沈和钢球实现。这种锁定技术的缺点锁紧力较小；所需解锁力较大；钢球和衔铁容易卡死，可靠性不高。作动筒结构一般由外筒、活塞杆、活塞、端盖、缓冲装置等组成，作动筒的缓冲形式主要有增加橡胶缓冲垫和液压吸震装置两种。橡胶垫缓冲的主要缺点是:剧烈的撞击力和产生的热量对橡胶垫和活塞的结合力的考验相当严酷，久而久之，橡胶垫容易脱落或老化，对锁机构的可靠上锁存在影响。液压吸震装置是通过活塞及活塞上的密封件将左腔与右腔分离，一般在右端设置有节流孔，它的节流小孔缓冲作用是通过设置在缸套上的节流小孔而实现的。一般气缸的活塞上设置有一凸台结构，当活塞向右运动进入缓冲行程前油液从没有节流的油口流出，当继续向左端移动进入缓冲结构腔时，凸台进入端盖的凹槽内，背压腔里的油液不能从未节流的油孔通道内自由流出而被封死，迫使背压腔里的油液从一个可调节的节流小孔排出。液压吸震装置的主要不足之处是:在结构尺寸或质量指标要求比较苛刻的情况下，因左端的节流设置结构设计较麻烦，一般很难满足结构上的要求；为了达到很好的缓冲效果，会在右端加入油液进行阻尼，在整个系统中就会存在两种介质，且需设计有相当于存储液压介质的蓄能器，在对整个系统的控制要求上较难。现有技术的缓冲装置包括依安装孔开口端至安装孔底端方向顺次安装在安装孔内的隔套、缓冲器和弹簧，弹簧的一端与安装孔的底端连接，而弹簧的另一端与缓冲器相连，隔套通过连接机构固定在安装孔内；隔套与缓冲器沿活塞杆轴向分别设有隔套通气孔和缓冲器通气孔，与弹簧对应的安装孔内壁设有通向缸体内的活塞杆通气孔。这种装置的不足之处不能降低机械结构冲击能量，作动筒从全行程的中间位置收起时会发生卡滞导致不能开锁并放下。由于丝杆螺母由运动到静止存在惯性冲击力，与轴套间会产生一个类似螺纹的咬合力，从而导致启动时力矩需求变大。当再次启动放下动作时，若电机启动力矩较小，则不足以克服该咬合力产生的摩擦力矩，从而导致作动筒无法伸出的故障发生。

发明内容

本发明的任务是提供一种能够提高锁定装置机构的可靠性，满足上位锁解锁作动筒内集成的减缓机构运动速度，降低机械结构冲击能量，具有免维护功能的控制作动筒运动速度的缓冲装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种控制作动筒运动速度的缓冲装置，包括：集成于作动筒外筒3，装配在上锁腔内的活塞杆1，并且活塞杆1制有盲孔腔，其特征在于：上锁腔上装配有通过O型密封圈4，密封在作动筒上锁管嘴内，并连通所述锁管嘴油液流动路径的阻尼管2；阻尼管2的滑动段的圆周上，制有沿盲孔腔7方向运动，调节阻尼管2与活塞杆1之间运动间距大小的截流环槽5；在活塞杆1向下伸出时，液压油从上锁管嘴9进入阻尼管2，顺着阻尼管2进入活塞杆1的盲孔腔7，盲孔腔7充满液压油后，向上沿着阻尼管2上的截流环槽5缓慢流入上锁腔，上锁腔液压力缓慢增加，在液压力的作用下，推动活塞杆1运动；在活塞杆缩回时，开锁腔6压力挤压活塞杆1，活塞杆1挤压上锁腔的液压油，上锁腔压力增高，液压油从上锁腔6沿着阻尼管2的截流环槽5缓慢流入活塞杆1盲孔腔，开锁腔6液压油减少，活塞杆1沿着阻尼管2缓慢滑动；液体流通过盲孔内壁与阻尼管(2)之间的间隙产生阻尼力，阻尼力控制活塞杆1运动速度，实现作动筒缓冲，降低机械冲击能量。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

本发明采用集成于作动筒外筒3上锁腔内的活塞杆1，通过制有盲孔腔的活塞杆1在阻尼管2上的滑动，阻尼管以环槽截流的方式，调整作动筒上锁腔内和盲孔腔腔两腔油液的流动速度来实现活塞杆阻尼运动快慢的控制，可实现液压/气动作动筒速度控制，运动过程稳定，结构简单，可靠性高。减缓冲击，降低了作动筒上位锁零件使用工况的严酷度，提高了锁定装置机构的可靠性，同时由于惯性冲击力小，降低了冲击时带来的噪声，提高了飞机的隐身性能。

本发明活塞杆在工作循环往复滑动过程中，通过，液体流过活塞杆盲孔与阻尼管存在微小间隙时会产生阻尼力，阻尼力控制活塞杆1运动速度来实现作动筒缓冲，降低机械冲击能量；环槽截流采用一整圈圆形缝隙，油液中的杂质不容易堵塞环槽缝隙。采用环缝截流减小液压流量的方式，可以达到减缓机构运动速度，降低机械结构冲击能量，免除维护。在工作循环过程中还具备自清洁的能力，不会发生卡滞故障，不存在卡滞问题，所以实现了免维护的要求。通过采用环缝截流的方案，保证了在轻量化设计要求下的具有减缓机构运动速度，降低机械结构冲击能量，免维护功能的可靠工作。装置中

附图说明

图1是本发明控制作动筒运动速度的缓冲装置的剖视图；

图2是图1阻尼管环槽大小上锁时间、开锁时间与速度曲线的关系图。

图中：1活塞杆，2阻尼管，3作动筒外筒，4“O型”密封圈，5截流环槽，6上锁腔，7盲孔腔，8开锁腔，9上锁管嘴。

下面结合附图和实施例进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。所有这些构思应视为本技术所公开的内容和本发明的保护范围。

具体实施方式

参阅图1。在以下描述的优选实施例中，一种控制作动筒运动速度的缓冲装置，包括：集成于作动筒外筒3，装配在上锁腔6内的活塞杆1，并且活塞杆1制有盲孔腔7，其特征在于：上锁腔6上装配有通过O型密封圈4，密封在作动筒上锁管嘴内，并连通所述锁管嘴油液流动路径的阻尼管2；阻尼管2的滑动段的圆周上，制有沿盲孔腔7方向运动，调节阻尼管2与活塞杆1之间运动间距大小的截流环槽5；在活塞杆1向下伸出时，液压油从上锁管嘴9进入阻尼管2，顺着阻尼管2进入活塞杆1的盲孔腔7，盲孔腔7充满液压油后，向上沿着阻尼管2上的截流环槽5缓慢流入上锁腔，上锁腔液压力缓慢增加，在液压力的作用下，推动活塞杆1运动；在活塞杆缩回时，开锁腔6压力挤压活塞杆1，活塞杆1挤压上锁腔的液压油，上锁腔压力增高，液压油从上锁腔6沿着阻尼管2的截流环槽5缓慢流入活塞杆1盲孔腔，开锁腔6液压油减少，活塞杆1沿着阻尼管2缓慢滑动；液体流通过盲孔内壁与阻尼管2之间的间隙产生阻尼力，阻尼力控制活塞杆1运动速度，来实现作动筒缓冲，降低机械冲击能量。

阻尼管上特制环槽起着在温度不同时调节阻尼力大小的作用。

当飞机需要执行上锁命令时，航电系统对作动筒发送收起指令，将液压供给锁定装置解锁作动筒上锁管嘴9，液压油流进阻尼管2内，通过活塞杆1上的截流环槽5与盲孔腔7腔壁之间的窄缝流入上锁腔6，作动筒收起到上位并上锁，由于截流环槽5的环槽缝很窄，液压油流过的体积骤减，活塞杆1运动速度降低机械结构冲击能量的作用，被锁定在收上位置。同理，放起落架时，开锁无问题，当飞机需要执行开锁命令时，航电系统对作动筒发送放下指令后，将给锁定装置解锁作动筒上锁管嘴供压开锁，推动作动筒无杆腔引起上位锁锁定装置的动作，系统液压油流入上锁管嘴下方的开锁腔，推动活塞杆1，活塞杆1挤压上锁腔的液压油沿着阻尼管2的环槽缓慢流入活塞杆1盲孔腔，开锁腔液压油减少，活塞杆1沿阻尼管2缓慢滑动，由于流入阻尼管2的截流环槽5的母线缝隙很窄，液压油流过的体积骤减，阻尼力较大，阻尼力减缓活塞杆1运动速度，作动筒上位锁打开，降低机械冲击能量。

活塞杆1速度由阻尼管2截流环槽5环槽间距段的缝隙大小决定，其环槽间距段缝隙越小，活塞杆运动越缓慢，其锁定装置开锁时间越长，冲击也越小。经过试验验证其槽间距段的缝隙大小与开/上锁时间的速度关系如图2所示，多次重复进行开/上锁试验平稳运动，作动筒的运动速度与环槽间距段的缝隙大小成反比，与理论相符合。上述试验表明，在实际工作中此结构均能起到较好的缓冲作用。故能实现通过控制槽间距段的缝隙大小调节锁定装置的开/上锁速度。

本发明的范围并不局限于所描述的具体技术方案。对上述这些实施例的多种修改，对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的。本发明所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。任何对所描述的具体技术方案中的技术要素进行相同或等同替换获得的技术方案或本领域技术人员在所描述的具体技术方案的基础上不经过创造性劳动就可以获得的技术方案，都应当视为落入本发明的保护范围。