5组-飞机系统课程设计

1、飞机系统课程设计（2014-2015学年度第2学期）飞机起落架收放实验台设计报告专业：飞行器制造工程班级:120146A组号：第五组组员：120146101蔡东120146121邵冠豪120146122史佳针120146123扬日期：2015年6月29日目录1.设计任务和要求32 .实验台液压回路设计42液压系统原理图设计与参数初步估算32.2系统主要参数的确定与估算42.3防坠安全措施113.起落架收放构架设计123确定执行机构的参数123.2液压缸设计143.3确定密封装置的型式和尺寸173.4锁机构和作动筒184起落架实验台台架设计195. 实验台控制和指示系统设计205.1起落架实验台

2、控制系统方案205.2操作台操作界面设计225.3实验台操作方法235.4起落架实验台数据采集系统246. 总结267. 小组分工268. 参考资料271 设计任务和要求设计任务：设计以B737飞机主起落架为参考物的液压起落架收放实验台，对起落架实 现收放，同时对起落架的收放速度进行控制和收放压力监控的作用。设计要求：1 掌握B737飞机主起落架的基本结构参数（含尺寸、重量）2.计算起落架收放系统参数（含力矩、速度、运动学规律等）3根据起落架的参数确定实验台架的结构参数4根据参考资料设计液压实验台（含优化设计）5根据参数对液压实验台元器件进行选件。设计容：1 参考B737飞机部件修理手册（CM

3、M）,掌握起落架的结构尺寸、重量、 收放做动筒连接位責；2.设计收放起落架所需力矩、收放的速度、运动轨迹等特征参数；根据起落 架的结构参数和收放系统的性能参数，设计收放系统实验台架的结构参数；3根据起落架收放原理设计液压收放实验台，并对其进行必要的优化，达到Word资料项目的要求;4参考技术文件选择必要的液压元件（含液压泵站、收放做动筒、控制元件、 压力表、流量计等）。2 实验台液压回路设计2.1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岀的要求,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

4、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。方案原理图如下:回油总管Word方案原理说明：如图所示为飞机起落架收放回路，液压泵2从油箱1吸油，其排 油经过滤油器3、单向阀5供向三位四通电磁换向阀7,小部分油液为蓄能器 6充压。若液压泵2岀口压力超过调定值，则安全活门4打开，接通回油路卸压。 单向阀5防止蓄能器6的压力油倒流。起落架放下过程如下:当按下起落架放下按钮，换向阀7右端的电磁铁通电, 将高压油接通至放下回路。高压有

5、首先进入开锁液压缸的无杆腔，推动活塞向左 运动，使起落架的钩锁开锁，开锁后活塞将中间的油路打开，高压油便通过开锁 液压缸8进入起落架收放液压缸10的无杆腔，推动活塞放下起落架。同时，开 锁液压缸的无杆腔8和起落架液压缸有杆腔的油液，经过换向阀7、回油总管流 回到。单向节流阀11使起落架放下行程时形成较大的回油阻力，以减少起落架 放下速度和撞击。由于液压锁的闭锁作用，温度上升时油液无处膨胀，故设热安 全阀11,在超压时经它卸压。按下起落架收起按钮时，为起落架收起过程，与收起过程相反。2.2系统主要参数的确定与估算2.2.1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BM

6、S3-11液压 油。2.2.2选取系统工作压力等级与系统工作温度围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，随着液压系统输岀功率增大，系统工作压力等级有日益提高的茬势。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 28MPO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21 MPo分别提高到28MPo,35MPo和42MPO,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32-35MPO.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

7、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28MPO,由于要设计起落架根据材料选取20.7MPO作为设计压力。压力选取具体参照下图：20斗inV7H曲314126 1图4-1压力曲线图2）系统主参数给定液压系统主要参数应满足标准化与规化的要求，在此进行系统参数设计设 定。 泵的输岀压力Pg二22MPO； 主起落架液压缸的输入压力为P1二20.7MPO； 溢流阀工作压力P二27MPO； 液压系统的工作温度围：-55 C70 C; 根据数据经验，取回油腔的压力（背压）为P2=0.8Mpao3）确定液压泵的流量和选取其型号 液压泵的两个主要参数为：额定压力和实

8、际流量。液压泵的额定压力就是液 压系统的工作压力为：22Mpa;液压泵应提供的流量和型号可按以下步骤确定。，计算液压泵的实际流量起落架放下的活塞杆的速度为：V = L/t= 30/8 = 3.75cs式中L活塞杆的最大工作行程t-活塞杆伸岀的时间（即起落架放下的时间）根据液压缸有效工作面积及其活塞杆收放速度，可按照下式计算液压缸所需 的流量：Q =仏必式中：仏厂-液压缸有效杆腔有效工作面积；V2 -液压缸要求的收放速度0 =工0,=6.74 厶/min另外，考虑到： 液压系统存在部泄露； 带动液压泵的发动机转速下降时，液压泵的流量下降； 长期使用液压泵使供油量下降； 系统中有些控制阀直接回流。

9、设定以上以上几种泄露量之和为工（?,并根据经验取值为：5.89L/min液压泵实际流量为：0 = 12.63 厶/min在根据工作压力去查相关手册选择型号。4）选取液压泵的型号为实现起落架收放速度调节，故选取变量泵。根据以上计算数据，查表2.185得型号为：XM-F900变量斜盘式轴向柱 塞泵。基本参数：理论排量：900ml/r额定压力：20/25Mpa理论输出转矩：100/125Nm最高转速：2575r/min最低转速：3220r/min额定功率：25kW2.2.3液压系统中其他元件的选择1）阀的选择系统中各阀均选用标准件，查阅中各表，具体选取如下:名称型号确定通径额定流额定压最高压开启压调

10、压围mm量力力力MpaL/minMpaMpaMpa溢流阀YF-L(B)14031.516-31.5110H40溢流阀YF-L(B)14031.516-31.5210H40单向阀2D014031.50.045单向节M10G(15031.5流阀K)1.20电磁换34B-H114031.5向阀OB-T02）滤油器的选择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。不同安装位責对滤油器及吸油管的要求： 油箱吸入口滤油器把过滤元件直接安排在油箱，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

11、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，滤油器应 装有安全活门. 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10/H.在满足系统 反压的要求下可选用精度较高的回油滤油器. 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. 液压泵循环管路滤油器循环管路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。查表56选择

12、粗滤油器为 -40x180查表5.20选择精滤油器为Z/-7/40x1053）蓄能器的选择蓄能器是把压力油的压力能储存在耐压容器，需要时再将其释放出来的种装置。它在液压系统中的用途有： 作辅助动力源在间歇工作或实现周期性动作循环的液压系统中，蓄能器可以把液压泵输岀 的多余压力油储存起来。当系统需要时，由蓄能器释放出来。这样可以减少液压 泵的额定流量，从而减小电机功率消耗，降低液压系统温升。 系统保压或作紧急动力源对于执行元件长时间不动作，而要保持恒定压力的系统，可用蓄能器来补偿 泄漏，从而使压力恒定。对某些系统要求当泵发生故障或停电时，执行元件应继 续完成必要的动作时，需要有适当容量的蓄能器作

13、紧急动力源。 吸收系统脉动，缓和液压冲击；蓄能器能吸收系统压力突变时的冲击，如液压泵突然启动或停止，液压阀突 然关闭或开启，液压缸突然运动或停止；也能吸收液压泵工作时的流量脉动所引 起的压力脉动，相当于油路中的平滑滤波（在泵的出口处并联一个反应灵敏而惯 性小的蓄能器）。查表5.2选择蓄能器NXQA-1.6/31.5-L2.3防坠安全措施在液压举升系统中，为防止意外情况发生时由于负载自重而超速下落，常设 責一种当管路中流量超过一定值时自动切断油路的安全保护阀，即限速切断阀。限速切断阀1 一阀体2锥阀3-弹赞4 一挡圏图所示为一锥阀式限速切断阀。图中锥阀2上有固定节流孔，其数量及孔径 由所需的流量

14、确定。锥阀在弹簧3的作用下由扌当圈4限位，锥阀口开至最大。当 流量增大，固定节流孔两端压差作用在锥阀上的力超过弹簧预调力时，锥阀开始 往右移动。当流量超过一定值时，锥阀会完全关闭而使液流切断。反向作用时无 限流作用。3 起落架收放构架设计（向鞘看）3.1确定执行机构的参数收放过程过程中受力计算0 = 78。亠.Mg = Fx xcosO_放下时： 61=片=巴-=18.545&71 COS0放下力矩:M=片 x sin0 x L = 5442 N mMg = F2 xsin&收上时：M2 =ixL+ r2 xsin/2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Pi = 0.8 0

15、9久Word资料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。322确定有效面积F径D和杆径d起落架推力公式:液压缸的输出力F1二F二1&545KN(2)机械效率的取值可根据密封形式来确定，通常橡胶密封时取乙=0.95)2(3)去液压缸的速比为2,即片J所以, ZT -右将以上数据代入F1公式中D = 2d可得：d=26D=36.9mm根据表3.50和表3.51液压缸、气缸的活塞杆外径尺寸系列41S451.3液FR缸、气缸内径及沾塞杆外径系列(GB/T2348-1993)840125(280)1050(140 j32

16、01263160(360)16SO(ISO)40020(90)200(450)251002（/J2P,= 16.88纵N故上面所求的D、d满足工作要求。查3.56表，对于主起落架液压缸，其型号可以选用：HSG.L-80/50.H3.2.3最大工作行程和最小导向长度、活塞宽度液压缸的最大工作行程，可根据工作机械动作所要求的极限位責的距离来确 定，本系统中给定的主起落架液压缸的行程为300mm,按表3.52规定的液 压缸工作行程系列，向最大圆整去标准值，故选主起落架液压缸的最大行程为 320mm o液压缸的最小导向长度，是指当活塞杆全部外伸时，从活塞支撑面到导向套 滑动面中点距离。如导向套的长度太

17、小,将使液压缸因间隙引起的初始挠度增大, 从而影响液压缸的稳定性。对于一般液压缸，其最小导向长度H应满足下式要 求H 35mm活塞的宽度B取缸筒径D的0.61.0倍故B = 0.6D = 24伽3.2.4缸筒壁厚和外径的计算采取中壁厚缸筒，采用无缝钢管，则缸筒壁厚计算公式为:PD230-P式中P液压缸的最大工作压力，P=22MpoD缸筒径0-缸筒材料的许用应力，取80Mpa将上面数据代入公式得 5 = 5.4引切取整得8 = 6mmWord资料缸筒壁厚确定后，由下式确定缸筒外径：D2 = D + 2J = 52 nun3.3确定密封装置的型式和尺寸液压缸的密封装責广泛地采用圆界面橡胶圈。这种形

18、式结构简单，装卸方 便，寿命长，在30MPO压力下具有良好的密封性能。密封装責按不同的工作条 件来选择。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 要求15mpa的压力下，一般增设保护挡圈，性能更可靠优缺点及结构简单装卸方便成本低可用于35mpo以下压力和温度在-60 应用300c围工作在飞机液压系统中得到广泛应用关于密封装責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:活塞密封方=(1.3 1.5)d= 1.2x J = 30mmc =

19、08d = 30mms = (0.1 0.00 )mm式中的S为活塞于腔的间隙，一般可用二级配合，压力越高，S值越小。3.4锁机构和作动筒上位锁液压缸和下位锁液压缸的作用力很小，故其规格也很小，所需要的工 作液体也少，它们对确定液压泵的参数作用不大，其型号可以选HSG.L-40/25.H, 在此不做过多讨论。4 实验台台架设计根据所设计的起落架收放机构，设计起落架收放实验台台架如图所示，实验 台台架所用材料为io号低碳钢。320020(?Word资料5 实验台控制和指示系统设计5.1起落架实验台控制系统方案T:温度传感器V:速度传感器操作台立体图4.2操作台操作界面设计A:最大流量显示屏B:最

20、大压力显示屏C:液压油温度显示屏G:压力计量表D:最小流量显示屏E:最大压力显示屏F:当前速度显示屏H：流量计量表1:操作台总开关（开）2:操作台总开关（关）3：泵站启动按钮4:泵站停止按钮5：流量增大按钮6:流量减小按钮7:手动溢流开始按钮8:手动溢流停止按钮9:数据清零按钮10:起落架收起按钮11：起落架放下按钮12:紧急关断按钮5.3实验台操作方法1、开机1）按下左边的实验台总开关。2）按下“泵站启动”按钮启动液压泵站。3）开机完成，可以进行实验台的其他操作。2、关机1）按下“泵站停止”按钮停止液压泵站。2）按下实验台总开关。3、实验台清零开始新的起落架收放实验时，按下“数据清零”按钮，

21、将左边屏幕上的数据清零，并重新测试液压回路中的初始压力大小。4、实验操作1）进行实验前的准备，首先检查飞机起落架是否吊装至正确的工作位責，接头处是否连接牢固，将初始数据清零。Word资料2）按下“泵站启动”按钮，并记录实验初始数据。3）准备工作就绪，按下“起落架收起”按钮进行起落架收起实验。4）收起实验结束后，记录相关数据。5）按下“起落架放下”按钮进行起落架放下实验，并记录相关数据。6）记录完毕，按下“手动溢流停止”按钮，泵站停止给实验台提供压力。7）实验完毕后，进行关机操作。5、紧急断开实验中遇到异常情况时，按下“紧急关断”按钮，断开电源。5.4起落架实验台数据采集系统5.41系统简介该起落架试验系统包括：信号采集系统和控制系统。信号采集系统主要由传感器组成，包括：1个压力传感器和1个流量传感器。控制系统主要由实验台控压力流星液压驱动伺服阀实验台信号调理A/D转换输出驱动电路5.4.2传感器的选择压力仪表：根据系统要求，选用PT214/214B压力传感器，相关技术参数如下:量程系列：00.2 250M/m总精度：0.1,020.3级重复性：0.05,0.1%FS非线性，滞后：0,0.2%FS年稳定性：0.25%FS输入输岀电阻：380Q10%,1000Q10%供桥电压：10U（612U）