一种航空机轮用机轮组件的制作方法

1.本实用新型属于航空技术领域，尤其涉及一种航空机轮用机轮组件。


背景技术：

2.飞机主机轮一般由机轮组件和刹车装置组成，与其配套的轮胎共同使用，装于飞机主起落架上，供飞机起飞、着陆、滑行、制动和地面停放用。机轮组件是支撑飞机的主要部件，承受飞机的动静载荷，还承受充气压力的作用。
3.现有技术中常用的机轮组件为单腹板式结构，然而单腹板式结构机轮组件，承载能力低、寿命短，同时规格较小，一般配套轮胎在18英寸以下。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中单腹板式结构机轮组件承载能力低、寿命短，同时规格较小，无法满足新一代飞机使用要求的问题，本实用新型提出一种航空机轮用机轮组件结构，所述技术方案如下：
5.一种航空机轮用机轮组件结构，包括：轮毂、轮缘、卡环、轴承、垫块、热熔塞、导轨、复合式隔热屏和调节衬套，
6.轮毂为单腹板式结构，外缘设有环状的卡环槽，轮毂内部中间位置设有容腔b，容腔b内设有轴承、垫块和调节衬套；轮毂内部除容腔b以外的为容腔a，容腔a内设有导轨和复合式隔热屏；轮缘套装在轮毂上，卡环套装在轮毂的卡环槽内，并位于轮缘与轮毂之间；轴承有两个，且结构相同，两个轴承分别安装在轮毂的容腔b内侧和外侧的轴承座内；垫块位于轮毂的容腔b内侧的轴承座内，且位于轴承与轴承座挡肩之间；热熔塞位于轮毂的热熔塞孔内；导轨有多个，均位于轮毂的容腔a壁的导轨凸台上，每个导轨固定在轮毂的容腔a的腔壁的导轨凸台上，相邻两个导轨之间安装有复合式隔热屏，导轨与外部刹车装置连接；调节衬套位于两个轴承之间。
7.可选地，轮毂的卡环槽底部为圆弧形，与卡环的接触面为锥面，该锥面与卡环槽的底圆弧平滑过渡。
8.可选地，轮毂外缘设有密封圈槽，航空机轮用机轮组件结构还包括：密封圈，密封圈位于在轮毂的密封圈槽内。
9.可选地，密封圈槽底部为圆弧形，左侧为近似锥面结构，锥面与密封圈槽的底圆弧平滑过渡。
10.可选地，复合式隔热屏为三层隔热结构，其中，内隔热屏和外隔热屏采用表面光滑的不锈钢薄板制成，中间采用纳米隔热材料。
11.可选地，垫块为环状结构，垫块内圆均布有多个凹槽。
12.可选地，热熔塞内腔材料为低熔合金。
13.可选地，导轨沿长度方向分布有多个减轻槽；调节衬套周向均布多个矩形减轻槽。
14.可选地，卡环为半圆环状结构，每套机轮组件安装2个，卡环两端设有2个m4螺钉
孔，卡环与轮毂卡环槽接触面倾斜角度为45
°
，卡环与轮缘接触面倾斜角度为30
°
。
15.本实用新型的有益效果在于：
16.采用等应力设计理念，降低机轮组件各部位应力水平和重量；增大接触面积，减小接触应力；增大过度圆角，避免应力集中；挤压成型工艺的无螺纹孔，消除了螺纹导致的应力集中；复合式隔热屏减少了刹车温度引起的轮毂热疲劳等措施。从试验结果看，采用本实用新型后，机轮组件寿命可达6000起落以上，寿命较现有技术提高了1倍；每千克重量承受的载荷达到10.5kn，较现有技术提高20％；与轮胎的结合径可达到500mm以上，可以配套20英寸以上轮胎使用。机轮组件承载高、寿命长、规格大。
附图说明
17.图1是本实用新型实施例提供的航空机轮用机轮组件结构示意图；
18.图2是本实用新型实施例提供的卡环的安装示意图；
19.图3是本实用新型实施例提供的垫块和轴承安装位置示意图；
20.图4是发明实施例提供的导轨和隔热屏安装位置示意图；
21.图5本实用新型实施例提供的垫环示意图；
22.图6是本实用新型实施例提供的导轨示意图；
23.图7是本实用新型实施例提供的复合式隔热屏示意图；
24.图8是本实用新型实施例提供的调节衬套示意图。
具体实施方式
25.下面通过具体的实施方式和附图对本实用新型作进一步详细说明。
26.本实用新型提出一种航空机轮用机轮组件结构，如图1所示，包括：轮毂1、轮缘2、卡环3、密封圈4、轴承5、垫块6、热熔塞7、导轨8、复合式隔热屏9和调节衬套10，结构与轮胎的结合径为508mm，配套20英寸轮胎使用,采用等应力设计理念，降低机轮组件各部位应力水平和重量，提高单位质量承载能力；采用了长寿命设计方法，消除机轮组件的薄弱环节，提高了机轮组件的寿命。
27.具体地，轮毂1为单腹板式结构，轮毂1内部中间位置设有容腔b，容腔b内设有轴承5、垫块6和调节衬套10；轮毂1内部除容腔b以外的为容腔a，容腔a内设有导轨8和复合式隔热屏9。
28.轮缘2套装在轮毂1上，卡环3套装在轮毂1的卡环槽内，并位于轮缘2与轮毂1之间，如图2所示，卡环3用于对轮缘2限位；轮缘2和卡环3采用了7050高强度铝合金模锻件制成，代替传统的2a14铝合金，提高了承载能力。
29.密封圈4安装在轮毂1的密封圈槽内，起到密封作用，防止轮胎的充气压力泄露。
30.轴承5有两个，且结构相同。两个结构相同的轴承5分别安装在轮毂1的容腔b内侧和外侧的轴承座内。本实用新型中，将靠近飞机起落架的一侧作为内侧，将远离飞机起落架的一侧作为外侧。
31.如图3所示，垫块6位于轮毂1的容腔b内侧的轴承座内，且位于轴承5与轴承座挡肩之间，垫块6用于增大内侧轴承座的转接角。
32.热熔塞7位于轮毂1的热熔塞孔内，用于在轮毂1的温度超过预设温度时释放轮胎
充气压力。
33.导轨8有多个，均位于轮毂1的容腔a壁的导轨凸台上，每个导轨8通过螺钉固定在轮毂1的容腔a的腔壁的导轨凸台上，相邻两个导轨8之间安装有复合式隔热屏9，如图4所示，导轨8与外部刹车装置连接，用于将刹车力矩传递至轮毂1，通过复合式隔热屏9可以避免外部刹车装置的热量对轮毂1的影响，避免轮毂1热疲劳。
34.调节衬套10安装于2个轴承5之间，用于限制轴承之间的间隙。
35.轮毂1为单腹板式结构，外缘设计有环状的卡环槽和密封圈槽，卡环槽底部为圆弧形，与卡环3的接触面为锥面，该锥面与卡环槽的底圆弧平滑过渡，增大轮毂1和卡环3接触面积，减小接触应力，提高寿命；密封圈槽底部为圆弧形，左侧为近似锥面结构，锥面与密封圈槽的底圆弧平滑过渡，该结构避免了结构突变导致的应力集中，提高寿命。容腔a的腔壁圆周均布9个导轨凸台和3个热熔塞孔；腹板向右侧大倾角倾斜，提高轮毂热库容腔，增加了热库重量，降低了刹车温度，径向采用不等厚设计，降低轮毂重量；容腔b设计有两个直径相同的轴承座。
36.本实用新型中，导轨凸台的数量可根据刹车力矩来确定，在一种可实现方式中，导轨凸台的数量n＝p0/p1/δ；
37.其中：p0为刹车力矩；p1为单个导轨凸台可承受的刹车力矩；δ为刹车力矩作用的不均匀系数，一般取0.75。
38.本实用新型中，热熔塞孔采用挤压成型工艺的无螺纹孔，消除了螺纹导致的应力集中，提高寿命；热熔塞孔的数量可根据容腔a的腔壁尺寸在确定，本实用新型对此不做限定。
39.卡环3为半圆环状结构，每套机轮组件安装2个，卡环两端设计有2个m4螺钉孔，安装时，两个卡环端面对齐，并通过连接片和螺钉固定在一起。卡环3与轮毂1卡环槽接触面倾斜角度为45
°
，卡环3与轮缘2接触面倾斜角度为30
°
。
40.如图5所示，垫块6为环状结构，采用高硬度铝合金，垫块内圆均布有三个20mm宽凹槽，便于轴承的拆卸与安装。
41.热熔塞7外径设计有一个用于安装密封圈的环槽，热熔塞7安装后通过热熔塞密封圈与轮毂热熔塞孔壁的摩擦力固定热熔塞位置，热熔塞7内腔为低熔合金，温度较高时会熔化。
42.如图6所示，导轨8沿长度方向分布有2个减轻槽；导轨8采用不锈钢制成。
43.如图7所示，复合式隔热屏9采用三层隔热设计，其中，内隔热屏和外隔热屏采用表面光滑的不锈钢薄板制成，中间采用纳米隔热材料，增强隔热效果，外隔热屏上分布3个圆孔，安装有橡胶隔离垫，用于控制隔热屏与轮毂的间隙。
44.如图8所示，调节衬套10周向均布16个矩形减轻槽，采用铝合金制成。
45.请参见图1，使用本实用新型提供的航空机轮用机轮组件时，将密封圈安装于热熔塞7外径的环槽中，然后将热熔塞7压入轮毂1的热熔塞孔内，当轮毂温度较高时，热熔塞7内腔的低熔合金会熔化，释放轮胎充气压力，防止爆胎；将导轨8安装于轮毂1的容腔a壁的导轨凸台上，每个导轨8使用2个螺钉固定，导轨8与外部刹车装置连接，用于将刹车装置产生刹车力矩传递至轮毂1；复合式隔热屏9通过螺钉固定于轮毂1，位置在相邻两导轨8之间，用来减少外部刹车装置的热量对轮毂1的影响，避免轮毂1热疲劳；
46.将轮胎安装在轮毂1上，再将轮缘2套装在轮毂1上，将密封圈4安装在轮毂1的密封圈槽内，最后将卡环3套装在轮毂1的卡环槽内，并通过连接片和螺钉固定在一起；安装好之后，工作时轮胎充入额定充气压力，在充气压力作用下，轮胎压紧轮缘2，轮缘2压紧卡环3，通过密封圈4防止轮胎的充气压力泄露；
47.每个轴承5可以分解为外环和内环，依次将垫块6、内侧轴承的外环、外侧轴承的外环装入轮毂1的两个轴承座中，通过轴承的外环与轴承座的过盈配合固定垫块6和轴承5外环，轴承内环先不安装；机轮组件在安装到飞机起落架使用时，先将内侧轴承的内环安装在起落架上，再装入机轮组件、调节衬套10、外侧轴承的内环，调节衬套10位于两个轴承内环之间，限制轴承之间的间隙，确保轴承有合适的间隙转动。
48.本实施例的机轮组件配套20英寸轮胎使用，远超现有机轮组件配套的18英寸轮胎；经疲劳寿命试验，其寿命可以达到6123起落，远超现有机轮组件的3000起落；机轮组件经径向载荷试验，可承受578kn径向载荷，每千克重量承受的载荷达到10.5kn，现有机轮组件每千克重量承受的载荷为9.6kn，提高20％。
49.以上仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但且不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。另外，本实用新型未详尽部分均为常规技术。

技术特征：
1.一种航空机轮用机轮组件，其特征在于，包括：轮毂(1)、轮缘(2)、卡环(3)、轴承(5)、垫块(6)、热熔塞(7)、导轨(8)、复合式隔热屏(9)和调节衬套(10)，轮毂(1)为单腹板式结构，外缘设有环状的卡环槽，轮毂(1)内部中间位置设有容腔b，容腔b内设有轴承(5)、垫块(6)和调节衬套(10)；轮毂(1)内部除容腔b以外的为容腔a，容腔a内设有导轨(8)和复合式隔热屏(9)；轮缘(2)套装在轮毂(1)上，卡环(3)套装在轮毂(1)的卡环槽内，并位于轮缘(2)与轮毂(1)之间；轴承(5)有两个，且结构相同，两个轴承(5)分别安装在轮毂(1)的容腔b内侧和外侧的轴承座内；垫块(6)位于轮毂(1)的容腔b内侧的轴承座内，且位于轴承(5)与轴承座挡肩之间；热熔塞(7)位于轮毂(1)的热熔塞孔内；导轨(8)有多个，均位于轮毂(1)的容腔a壁的导轨凸台上，每个导轨(8)固定在轮毂(1)的容腔a的腔壁的导轨凸台上，相邻两个导轨(8)之间安装有复合式隔热屏(9)，导轨(8)与外部刹车装置连接；调节衬套(10)位于两个轴承(5)之间。2.根据权利要求1所述的航空机轮用机轮组件，其特征在于，轮毂(1)的卡环槽底部为圆弧形，与卡环(3)的接触面为锥面，该锥面与卡环槽的底圆弧平滑过渡。3.根据权利要求1所述的航空机轮用机轮组件，其特征在于，轮毂外缘设有密封圈槽，航空机轮用机轮组件结构还包括：密封圈(4)，密封圈(4)位于在轮毂(1)的密封圈槽内。4.根据权利要求3所述的航空机轮用机轮组件，其特征在于，密封圈槽底部为圆弧形，左侧为近似锥面结构，锥面与密封圈槽的底圆弧平滑过渡。5.根据权利要求1所述的航空机轮用机轮组件，其特征在于，复合式隔热屏(9)为三层隔热结构，其中，内隔热屏和外隔热屏采用表面光滑的不锈钢薄板制成，中间采用纳米隔热材料。6.根据权利要求1所述的航空机轮用机轮组件，其特征在于，垫块(6)为环状结构，垫块内圆均布有多个凹槽。7.根据权利要求1所述的航空机轮用机轮组件，其特征在于，热熔塞(7)内腔材料为低熔合金。8.根据权利要求1所述的航空机轮用机轮组件，其特征在于，导轨(8)沿长度方向分布有多个减轻槽；调节衬套(10)周向均布多个矩形减轻槽。9.根据权利要求1所述的航空机轮用机轮组件，其特征在于，卡环(3)为半圆环状结构，每套机轮组件安装2个，卡环(3)两端设有2个m4螺钉孔，卡环(3)与轮毂(1)卡环槽接触面倾斜角度为45
°
，卡环(3)与轮缘(2)接触面倾斜角度为30
°
。

技术总结
本实用新型提供一种航空机轮用机轮组件，属于航空技术领域，航空机轮用机轮组件结构的轮毂内部设有容腔B，容腔B内设有轴承、垫块和调节衬套；容腔A内设有导轨和复合式隔热屏；轮缘套装在轮毂上，卡环套装在轮毂卡环槽内；两个轴承分别安装在轮毂的容腔B内侧和外侧的轴承座内；垫块位于轮毂容腔B内侧的轴承座内，且位于轴承与轴承座挡肩之间；热熔塞位于轮毂的热熔塞孔内；导轨位于轮毂的容腔A壁的导轨凸台上，每个导轨固定在轮毂容腔A的腔壁的导轨凸台上，相邻两个导轨之间安装有复合式隔热屏；寿命长，能满足新一代飞机使用要求。能满足新一代飞机使用要求。能满足新一代飞机使用要求。


技术研发人员：夏孟聪 张万顺 孟帅 赵博鑫 吕雪 张晓 李泽鑫 刘钊
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：2022.11.27
技术公布日：2023/4/19