飞机系统课程设计.docx
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飞机系统课程设计
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苏扬
日期：
2015年6月29日
1.设计任务和要求......................................3
2.实验台液压回路设计..................................4
2.1液压系统原理图设计与参数初步估算.......................3
2.2系统主要参数的确定与估算...............................4
2.3防坠安全措施...........................................11
3.起落架收放构架设计.....................................12
3.1确定执行机构的参数....................................12
3.2液压缸设计............................................14
3.3确定密封装置的型式和尺寸..............................17
3.4锁机构和作动筒........................................18
4.起落架实验台台架设计...................................19
5.实验台控制和指示系统设计...............................20
5.1起落架实验台控制系统方案..............................20
5.2操作台操作界面设计....................................22
5.3实验台操作方法........................................23
5.4起落架实验台数据采集系统..............................24
6.总结...................................................26
7.小组分工...............................................26
8.参考资料...............................................27
1.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。
设计内容：
1.参考B737飞机部件修理手册（CMM），掌握起落架的结构尺寸、重量、收放做动筒连接位置；
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出的要求,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：
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7，一小部分油液为蓄能器6充压。
若液压泵2出口压力超过调定值，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、回油总管流回到邮箱。
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BMS3-11液压油。
2.2.2选取系统工作压力等级与系统工作温度范围
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，随着液压系统输出功率增大，系统工作压力等级有日益提高的趋势。
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28MPa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21MPa分别提高到28MPa,35MPa和42MPa,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32-35MPa.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28MPa,由于要设计起落架根据材料选取20.7MPa作为设计压力。
压力选取具体参照下图：
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范化的要求，在此进行系统参数设计设定。
1 泵的输出压力Pg=22MPa；
2 主起落架液压缸的输入压力为P1=20.7MPa；
3 溢流阀工作压力P=27MPa；
4 液压系统的工作温度范围：
-55°C～70°C；
5 根据数据经验，取回油腔的压力（背压）为P2=0.8Mpa。
3）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。
a,计算液压泵的实际流量
起落架放下的活塞杆的速度为：
式中L---活塞杆的最大工作行程
t---活塞杆伸出的时间（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：
式中：
---液压缸有效杆腔有效工作面积；
----液压缸要求的收放速度
另外，考虑到：
1 液压系统存在内部泄露；
2 带动液压泵的发动机转速下降时，液压泵的流量下降；
3 长期使用液压泵使供油量下降；
4 系统中有些控制阀直接回流邮箱。
设定以上以上几种泄露量之和为，并根据经验取值为：
5.89L/min
液压泵实际流量为：
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：
100/125N·m
最高转速：
2575r/min
最低转速：
3220r/min
额定功率：
25kW
2.2.3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mm
额定流量L/min
额定压力Mpa
最高压力Mpa
开启压力Mpa
调压范围Mpa
溢流阀1
YF-L（B）10H4
10
40
31.5
16-31.5
溢流阀2
YF-L（B）10H4
10
40
31.5
16-31.5
单向阀
2D
10
40
31.5
0.045
单向节流阀
M10G（K）1.2
10
50
31.5
电磁换向阀
34B-H10B-T
10
40
31.5
2）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。
不同安装位置对滤油器及吸油管的要求:
1 油箱吸入口滤油器把过滤元件直接安排在油箱内,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,滤油器内应装有安全活门.
2 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.在满足系统反压的要求下可选用精度较高的回油滤油器.
3 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.
4 液压泵循环管路滤油器.循环管路内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5.16选择粗滤油器为
查表5.20选择精滤油器为
3）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内，需要时再将其释放出来的
一种装置。
它在液压系统中的用途有：
1 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出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。
2 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紧急动力源。
3 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-L
2.3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，常设置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。
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确定。
锥阀在弹簧3的作用下由挡圈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
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