一种飞机前机轮的制作方法

1.本实用新型属于飞机起飞着陆系统技术领域，尤其涉及一种飞机前机轮。


背景技术：

2.飞机前机轮通常配套轮胎后装于飞机上。飞机前机轮主要由轮毂、轮缘、半卡环、轴承等零件组成。飞机前机轮装上轮胎，通过气门嘴充气后装在飞机前起落架上。飞机前机轮供飞机起飞、着陆、牵引、地面滑跑、滑行、转弯、减速和地面停放使用。飞机前机轮为飞机起飞着陆系统中的重要组成部分。
3.例如，申请号201120042778.0的中国实用新型专利公开了一种飞机前机轮，包括左前轮和右前轮，所述左前轮和右前轮均为中置对开式结构，均包括内半轮毂、外半轮毂、轴承、密封圈、档油环等组成。所述内半轮毂和外半轮毂均由高强度铝合金ld5-1模锻毛坯制造而成。
4.由于国家对飞机性能的要求不断提高，故而对相应附属部件也提出了控制要求，但又不能降低其原有性能。传统飞机前机轮的轮毂/轮缘都是采用铝合金或镁合金制造，其抗载、抗冲击、环境耐受性能都很好，可以满足飞机起飞和降落的要求，但是随着新一代飞机更高要求的作战技术指标性能，需要飞机通过进一步的减重来实现。为了能够达到飞机减重要求，前机轮往往只能通过牺牲一定的结构强度来保证，而由此带来的后果是在试验过程中，由于强度不够而导致轮毂/轮缘断裂的问题时有发生，为外场飞机使用安全带来了极大的安全隐患。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是：针对背景技术中的问题，提供一种飞机前机轮，在达到飞机减重要求的前提下，增强机轮结构强度。
6.本实用新型的技术方案是：
7.一种飞机前机轮，所述前机轮包括：碳纤维复合材料轮毂2、碳纤维复合材料轮缘3、半卡环7、密封圈6以及轴承1；
8.其中碳纤维复合材料轮毂2为对称式结构，碳纤维复合材料轮毂2上设半卡环槽9和密封圈槽8；活动碳纤维复合材料轮缘3与两个半卡环7通过保险丝固定连接在碳纤维复合材料轮毂2上，并通过设置在密封圈槽8内的密封圈6进行密封；半卡环7设置在活动碳纤维复合材料轮缘3与碳纤维复合材料轮毂2之间，并以活动碳纤维复合材料轮缘3侧的凸起端卡合在碳纤维复合材料轮毂2的半卡环槽9内；轴承1设置在碳纤维复合材料轮毂2中心的两端，碳纤维复合材料轮毂2起到对轴承1的连接和支撑作用。
9.本实用新型技术方案的特点和进一步的改进为：
10.(1)所述前机轮还包括：气门嘴组件4和端盖10；
11.端盖10安装在轴承1的外侧，碳纤维复合材料轮毂2的端面上设置气门孔，气门孔内安装有气门嘴组件4。
12.(2)所述前机轮还包括，碳纤维复合材料轮毂2由内含金属预埋件的碳纤维预浸料手工铺叠，并通过热压罐固化成型制作。
13.(3)所述前机轮还包括，活动碳纤维复合材料轮缘3由碳纤维预浸料手工铺叠，并通过热压罐固化成型工艺制作。
14.(4)所述金属预埋件是由7050铝机械加工成型，在手工铺贴时放置在预设位置，待热压罐固化成型后与气门嘴组件进行配合，完成对轮胎的充气和放气。
15.(5)碳纤维复合材料轮毂2外表面上设置透气孔，所述透气孔采用热压罐固化成型，并通过3d钻模与轮毂模具定位，再斜向钻孔而成。
16.本实用新型技术方案提供一种飞机前机轮，在达到飞机减重要求的前提下，增强机轮结构强度。
附图说明
17.图1为本实用新型的树脂基复合材料前机轮轴向剖面图
18.图2为本实用新型的碳轮毂制作及模具组成
19.图3为本实用新型的碳轮缘制作及模具组成
20.图中标记：1-轴承，2-碳轮毂，3-活动碳轮缘，4-气门嘴体，5-金属预埋件，6-密封圈，7-半卡环，8-上模具，9-脱模环1，10-下模具，11-固定螺栓1，12-定制销钉，13-脱模环2，14-固定螺栓2。
具体实施方式
21.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。
22.采用新型复合材料(碳纤维复合材料)来制作轮毂/轮缘，首先是因为碳纤维比重比铝和镁轻，其次是因为其具有很高的比强度和比模量，再者是因为其具有强抗拉力和纤维柔软可加工性两大特征，所以说碳纤维材料的可加工性以及其拥有的诸多良好性能使其当之不愧作为飞机前机轮新型材料替代品。
23.树脂基复合材料飞机前机轮主要由：碳纤维复合材料轮毂(简称碳轮毂)、碳纤维复合材料轮缘(简称碳轮缘)、气门嘴组件、半卡环、端盖、密封圈以及轴承组成，如图1所示。
24.碳轮毂和碳轮缘采用碳纤维预浸料，通过铺叠方法裹敷在轮毂/轮缘模具表面，并经热压罐固化成型的。其余零件为成品，直接与之进行配套使用。
25.轮毂模具采用组合模具方式，如图2所示。首先将下模具和上模具螺接组合，固定好定制销钉，然后铺贴碳纤维预浸料，按尺寸放置金属预埋件，整体周向缠绕预浸料，经热压罐进行第一次固化，出罐后按标准外形向内车铣2～3mm，然后二次铺贴，从上至下确保预浸料完整性，再进热压罐进行第二次固化，出罐后按标准外形二次车铣加工外形以及安装气门嘴处特征，最后精修外形并表面喷漆处理。
26.轮缘模具采用单阳模，如图3所示。脱模环固定到模具上，首先按要求铺贴碳纤维预浸料，然后进热压罐固化，出罐后车铣外形，最后精修外形并表面喷漆处理。
27.如图1所示，本实用新型所述前机轮包括：碳轮毂2、轴承1、活动碳轮缘3、气门嘴组件4、金属预埋件5、密封圈6、半卡环7。其中碳轮毂2为对称式结构，碳轮毂2上设半卡环槽9和密封圈槽8，活动碳轮缘3与两个半卡环7通过保险丝(图中未示)固定连接在碳轮毂2上，
以防止活动碳轮缘3与碳轮毂2脱开，起到对轮胎(图中未示)进行限位和固定的作用，并通过设置在密封圈槽8内的密封圈6进行密封；半卡环7设置在活动碳轮缘3与碳轮毂2之间，并以活动碳轮缘3侧的凸起端卡合在碳轮毂2的半卡环槽9内；轴承1设置在碳轮毂2中心的两端，轮毂起到对轴承1的连接和支撑作用；端盖10安装在轴承1的外侧，防止轴承润滑脂溢出，并避免刹车盘的磨损物进入轴承内腔而磨损轴承1。碳轮毂2的端面上设置气门孔，气门孔内安装有气门嘴组件4。
28.进一步地，轴承1为圆锥滚子轴承。
29.进一步地，碳轮毂2由碳纤维预浸料手工铺叠(内含金属预埋件)，通过热压罐固化成型工艺制作的。
30.进一步地，活动碳轮缘3由碳纤维预浸料手工铺叠，通过热压罐固化成型工艺制作的。
31.进一步地，半卡环7是由铝合金2a14自由锻件材料制成。
32.进一步地，气门嘴体组件由1个气门嘴体、1个气门嘴帽、1个垫片、1个气门芯组成。
33.进一步地，金属预埋件是由7050铝机械加工成型的。在手工铺贴时放置在合适位置，待热压罐固化成型后与气门嘴组件进行配合，完成对轮胎的充气和放气。
34.进一步地，碳轮毂外表面上设置透气孔，方便充气后传递给轮胎。该透气孔是热压罐固化成型后，通过3d钻模与轮毂模具定位，再斜向钻孔而成。
35.本实用新型所述前机轮与xxx无内胎航空轮胎配套使用，安装在无人机前起落架上。通过气门嘴组件4充气后装在飞机前起落架上，供飞机起飞、着陆、牵引、地面滑跑、滑行、转弯、减速和地面停放使用。

技术特征：
1.一种飞机前机轮，其特征在于，所述前机轮包括：碳纤维复合材料轮毂(2)、碳纤维复合材料轮缘(3)、半卡环(7)、密封圈(6)以及轴承(1)；其中碳纤维复合材料轮毂(2)为对称式结构，碳纤维复合材料轮毂(2)上设半卡环槽(9)和密封圈槽(8)；活动碳纤维复合材料轮缘(3)与两个半卡环(7)通过保险丝固定连接在碳纤维复合材料轮毂(2)上，并通过设置在密封圈槽(8)内的密封圈(6)进行密封；半卡环(7)设置在活动碳纤维复合材料轮缘(3)与碳纤维复合材料轮毂(2)之间，并以活动碳纤维复合材料轮缘(3)侧的凸起端卡合在碳纤维复合材料轮毂(2)的半卡环槽(9)内；轴承(1)设置在碳纤维复合材料轮毂(2)中心的两端，碳纤维复合材料轮毂(2)起到对轴承(1)的连接和支撑作用。2.根据权利要求1所述的一种飞机前机轮，其特征在于，所述前机轮还包括：气门嘴组件(4)和端盖(10)；端盖(10)安装在轴承(1)的外侧，碳纤维复合材料轮毂(2)的端面上设置气门孔，气门孔内安装有气门嘴组件(4)。3.根据权利要求1所述的一种飞机前机轮，其特征在于，所述前机轮还包括，碳纤维复合材料轮毂(2)由内含金属预埋件的碳纤维预浸料手工铺叠，并通过热压罐固化成型制作。4.根据权利要求1所述的一种飞机前机轮，其特征在于，所述前机轮还包括，活动碳纤维复合材料轮缘(3)由碳纤维预浸料手工铺叠，并通过热压罐固化成型工艺制作。5.根据权利要求3所述的一种飞机前机轮，其特征在于，所述金属预埋件是由7050铝机械加工成型，在手工铺贴时放置在预设位置，待热压罐固化成型后与气门嘴组件进行配合，完成对轮胎的充气和放气。6.根据权利要求3所述的一种飞机前机轮，其特征在于，碳纤维复合材料轮毂(2)外表面上设置透气孔，所述透气孔采用热压罐固化成型，并通过3d钻模与轮毂模具定位，再斜向钻孔而成。

技术总结
本实用新型属于飞机起飞着陆系统技术领域，尤其涉及一种飞机前机轮。包括：碳纤维复合材料轮毂、碳纤维复合材料轮缘、半卡环、密封圈以及轴承；碳纤维复合材料轮毂上设半卡环槽和密封圈槽；活动碳纤维复合材料轮缘与两个半卡环通过保险丝固定连接在碳纤维复合材料轮毂上，并通过设置在密封圈槽内的密封圈进行密封；半卡环设置在活动碳纤维复合材料轮缘与碳纤维复合材料轮毂之间，并以活动碳纤维复合材料轮缘侧的凸起端卡合在碳纤维复合材料轮毂的半卡环槽内；在达到飞机减重要求的前提下，增强机轮结构强度。增强机轮结构强度。增强机轮结构强度。


技术研发人员：张艳萍 施伟伟 董恒 卢钢认 周蕊 张巧君 陈应龙
受保护的技术使用者：西安航空制动科技有限公司
技术研发日：2022.11.25
技术公布日：2023/5/24