一種飛機碳剎車盤剎車的靜盤的製作方法
2023-09-19 08:48:50 1
專利名稱：一種飛機碳剎車盤剎車的靜盤的製作方法
技術領域：
本發明涉及飛機碳剎車盤，具體是一種能夠降低飛機剎車力矩前峰的靜盤。
背景技術：
在飛機起降的過程中，飛機機輪除過支撐和滾動兩大功能之外，還有第三大功能剎車功能。該功能是在機場跑道上將高速滑行的飛機按照一定減速率剎停到指定位置。飛機機輪是由輪轂、輪胎、剎車裝置組成；剎車裝置又由剎車殼體、汽缸座、剎車盤組成；剎車盤分動盤和靜盤兩種，其中動盤的外圓有鍵槽，該槽與機輪上的導軌配合，所以動盤隨機輪一起轉動；而靜盤的內圓有鍵槽，該槽與剎車殼體上的突鍵配合，由於剎車殼體是不轉動的，所以靜盤也不轉動；動盤與靜盤在剎車殼體上是相互交錯放置。當需要剎車時，汽缸座的活塞沿剎車殼體的軸向加壓，剎車盤在壓力作用下互相壓緊，不轉動的靜盤與·轉動的動盤互相摩擦產生剎車力矩，將飛機的動能轉化為熱能，從而剎停飛機。剎車盤的材料隨著飛機能載水平提高，從最初的樹脂基發展到碳基，即碳/碳複合材料，該材料因密度低、比強度高、比熱容大、剎車不粘結等優點獲得廣泛應用，是現代軍民機的主要剎車材料。採用碳/碳複合材料製造的剎車盤簡稱碳剎車盤。雖然碳剎車盤具有諸多優點，但也有一些缺點。一個主要缺點就是剎車過程中會出現力矩衝峰，尤其是剎車初期的力矩衝峰，即力矩前峰，會造成機輪抱死、或輪胎打滑，導致輪胎嚴重磨損，甚至爆胎，影響飛機飛行安全。對於所存在的力矩衝峰，通過調整剎車壓力解決。
發明內容
為克服現有技術中存在的剎車力矩衝峰現象，尤其是力矩前鋒，本發明提出了一種飛機碳剎車盤剎車的靜盤。本發明所述的靜盤由一個第一摩擦層、一個緩衝層和一個第二摩擦層組成，並且所述緩衝層位於第一摩擦層和一個第二摩擦層之間；所述第一摩擦層和第二摩擦層與緩衝層相鄰的表面為非摩擦面；第一摩擦層和第二摩擦層的內孔為臺階孔，並且所述內孔大孔徑端的長度為所處摩擦層厚度的1/3 1/4。所述第一摩擦層和第二摩擦層的厚度均為12 18mm。所述緩衝層的厚度為lmm-2mm0所述第一摩擦層和第二摩擦層內孔中大孔徑端位於所處摩擦層的摩擦面一側，並且所述第一摩擦層和第二摩擦層內孔中大孔徑的直徑比小孔徑的直徑大12mm-20mm。本發明的碳剎車盤的每個靜盤均由第一摩擦層、第二摩擦層和一個彈性緩衝層組成，其中緩衝層夾在第一摩擦層和第二摩擦層之間。所述第一摩擦層和第二摩擦層中的摩擦面在剎車殼體上與動盤的端面相鄰，並且在剎車過程中與動盤的端面之間互相摩擦，產生剎車力矩。安裝時，緩衝層的鍵槽與第一摩擦層和第二摩擦層的鍵槽對齊，組合成一個靜盤。將該靜盤與動盤間隔安裝到所要求的數量。
所述的第一摩擦層、第二摩擦層均以碳纖維針刺氈為預製體，經化學氣相沉積形成的碳/碳複合材料製造的，碳/碳複合材料的密度應大於I. 7g/cm3,碳纖維的體積百分率為30% -40%;所述的緩衝層是採用以12k碳絲編制的緞紋碳布為預製體，經化學氣相沉積形成的碳/碳複合材料製造的，碳/碳複合材料的密度為I. lg/cm3-l. 4g/cm3。圖5和圖6採用BM757-HX型飛機機輪在英國CAA和中國CAAC認證的國家航空機輪動力試驗中心進行臺架試驗的曲線圖。圖中的曲線是力矩曲線。圖5中A曲線是有緩衝層的剎車力矩曲線，其力矩曲線的力矩前鋒為20. IKNM ;圖6中B曲線是無緩衝層的剎車力矩曲線，其力矩曲線的力矩前鋒為24. 5KNM。通過曲線對比可以看出具有緩衝層的靜盤能夠有效消除飛機剎車過程中的力矩前鋒。這是由於具有一定彈性的緩衝層使得施加在碳剎車盤上的剎車壓力達到額定值的時間延長，並且消除了碳剎車盤之間的瞬時衝擊力，從而消除了剎車力矩曲線上前鋒，獲得了力矩穩定增加的力矩曲線，消除了剎車過程中的抱死
打滑以及爆胎現象，增加了剎車過程的平穩性、舒適性、安全性。
圖I為靜盤在裝置上的安裝位置示意圖。圖2為靜盤的結構示意圖；其中，圖2a是主視圖，圖2b是側視圖。圖3為第一摩擦層的主視圖和側視圖；其中，圖3a是主視圖，圖3b是側視圖。圖4為緩衝層的主視圖和側視圖；其中，圖4a是主視圖，圖4b是側視圖。圖5為無緩衝層的剎車力矩曲線。圖6為有緩衝層的剎車力矩曲線。圖中I.壓緊盤2.動盤3.第一摩擦層4.緩衝層5.第二摩擦層6.承壓盤7.剎車殼體
具體實施例方式實施例一本實施例是一種能夠改善飛機碳剎車盤剎車性能的靜盤。所述靜盤用於BM757-HX型飛機機輪的剎車盤中。所述靜盤由一個第一摩擦層3、一個緩衝層4和一個第二摩擦層5組成，並且所述緩衝層4位於第一摩擦層3和一個第二摩擦層5之間。第一摩擦層3的厚度與第二摩擦層5的厚度相等。根據不同的機型，第一摩擦層3的厚度與第二摩擦層5的厚度均為12 18mm。本實施例中，第一摩擦層3的厚度與第二摩擦層5的厚度均為12mm。所述第一摩擦層3與第二摩擦層4的結構及外形尺寸均相同，本實施例中，僅以第一摩擦層3為例，對第一摩擦層3與第二摩擦層4的技術特徵加以描述。第一摩擦層3的兩個端面分別為摩擦面和非摩擦面。第一摩擦層3的中心有臺階狀內孔，並且該臺階狀內孔位於第一摩擦層的摩擦面一端的孔徑大於非摩擦面一端的孔徑。所述第一摩擦層的非摩擦面一端的孔徑比第一摩擦層摩擦面一端的孔徑小12mm-20mm，在本實施例中，第一摩擦層非摩擦面一端的孔徑比第一摩擦層摩擦面一端的孔徑小18mm。第一摩擦層3中心孔的孔徑與剎車殼體7中心軸的外徑相同。第一摩擦層3臺階孔中大孔徑段的軸向長度是該第一摩擦層3臺階孔中小孔徑段軸向長度的1/3。在第一摩擦層的非摩擦面的內孔表面均勻分布有多個鍵槽，該鍵槽的數量、寬度、深度與剎車殼體7的凸鍵數量、寬度、高度相同。第一摩擦層非摩擦面內孔表面的鍵槽與剎車殼體上的凸鍵配合。所述第一摩擦層的外圓周為等徑圓周。所述第一摩擦層的內孔為階梯孔，並且該階梯孔中，鄰近該第一摩擦層的摩擦面一側的孔徑大於鄰近該第一摩擦層非摩擦面一側的孔徑。所述第一摩擦層階梯內孔中，大孔徑處的軸向長度為第一摩擦層厚度的1/3 1/4。第一摩擦層的厚度為第一摩擦層階梯內孔中大孔徑處的軸向長度為2mm-5mm。本實施例中第一摩擦層的厚度為12mm，第一摩擦層階梯內孔中大孔徑處的軸向長度為4mm ο所述第一摩擦層3的表面除摩擦面之外均需進行防氧化處理。所述的緩衝層4的內徑、外徑、內圓鍵槽的數量、大小、分布方式均與第一摩擦層3或第二摩擦層5的結構、外形及尺寸相同。所述的緩衝層4的厚度為lmm-2mm ，在本實施例中緩衝層4的厚度為I. 5mm ;所述的緩衝層4的所有表面均需進行防氧化處理。所述的第一摩擦層3和第二摩擦層5均用碳/碳複合材料製成；所述的碳/碳複合材料是以碳纖維針刺氈為預製體，通過常規化學氣相沉積方法形成，該碳/碳複合材料的密度應大於I. 7g/cm3，碳纖維的體積百分率為30% -40%。所述的緩衝層4用碳/碳複合材料製成；所述的碳/碳複合材料是以12k碳絲編制的緞紋碳布為預製體，通過常規化學氣相沉積方法形成，該碳/碳複合材料的密度為I. lg/cm3-l. 4g/cm3。安裝時，緩衝層4位於第一摩擦層3和第二摩擦層5之間，並使該緩衝層4的兩端表面分別與第一摩擦層3和第二摩擦層5的非摩擦面貼合。將緩衝層的鍵槽與第一摩擦層和第二摩擦層的鍵槽對齊，組合成一個靜盤。將靜盤與承壓盤6、各動盤2和壓緊盤I安裝到剎車殼體7上，組合成為剎車盤。本實施例的剎車盤中需要3個靜盤。該剎車盤中的承壓盤6、各動盤2、壓緊盤I和各靜盤的配合次序依次是承壓盤6 —動盤2 —靜盤一動盤
2—靜盤一動盤2 —靜盤一動盤2 —壓緊盤I。圖5和圖6採用BM757-HX型飛機機輪在英國CAA和中國CAAC認證的國家航空機輪動力試驗中心進行臺架試驗的曲線圖。圖中的曲線是力矩曲線。圖5中A曲線是有緩衝層的剎車力矩曲線，其力矩曲線的力矩前鋒為20. IKNM ;圖6中B曲線是無緩衝層的剎車力矩曲線，其力矩曲線的力矩前鋒為24. 5KNM。通過曲線對比可以看出具有緩衝層的靜盤能夠消除飛機剎車過程中的力矩前鋒，確保避免剎車抱死現象和飛機飛行安全。實施例二本實施例是L S 148機輪剎車盤的靜盤。所述靜盤由一個第一摩擦層3、一個緩衝層4和一個第二摩擦層5組成。第一摩擦層3的厚度與第二摩擦層5的厚度相等。根據不同的機型，第一摩擦層3的厚度與第二摩擦層5的厚度為18mm。所述第一摩擦層3與第二摩擦層4的結構及外形尺寸均相同，本實施例中，僅以第一摩擦層3為例，對第一摩擦層3與第二摩擦層4的技術特徵加以描述。第一摩擦層3的兩個端面分別為摩擦面和非摩擦面。第一摩擦層3的中心有臺階狀內孔，並且該臺階狀內孔位於第一摩擦層的摩擦面一端的孔徑大於非摩擦面一端的孔徑。所述第一摩擦層的非摩擦面一端的孔徑比第一摩擦層摩擦面一端的孔徑小12mm-20mm，在本實施例中，第一摩擦層非摩擦面一端的孔徑比第一摩擦層摩擦面一端的孔徑小16mm。第一摩擦層3中心孔的孔徑與剎車殼體7中心軸的外徑相同。第一摩擦層3臺階孔中大孔徑段的軸向長度是該第一摩擦層3臺階孔中小孔徑段軸向長度的1/3。在第一摩擦層的非摩擦面的內孔表面均勻分布有多個鍵槽，該鍵槽的數量、寬度、深度與剎車殼體7的凸鍵數量、寬度、高度相同。第一摩擦層非摩擦面內孔表面的鍵槽與剎車殼體上的凸鍵配合。第二摩擦層5的結構、外形及尺寸均與第一摩擦層3的結構、外形及尺寸相同。緩衝層4的外徑與第一摩擦層3的外徑相同。緩衝層4的內徑與第一摩擦層3臺階狀內孔中小孔徑段的孔徑相同。緩衝層4的厚度為lmm-2mm，在本實施例中緩衝層4厚度為I. 2mm ;在所述緩衝層4內圓表面分布有多個鍵槽；該鍵槽的數量、寬度、深度和分布的位置均與第一摩擦層3上鍵槽的數量、寬度、深度和分布的位置相同。所述第一摩擦層3和第二摩擦層5均用碳/碳複合材料製成；所述的碳/碳複合 材料是以碳纖維針刺氈為預製體，通過常規化學氣相沉積方法形成，該碳/碳複合材料的密度應大於I. 7g/cm3，碳纖維的體積百分率為30% -40%。所述的緩衝層4用碳/碳複合材料製成；所述的碳/碳複合材料是以12k碳絲編制的緞紋碳布為預製體，通過常規化學氣相沉積方法形成，該碳/碳複合材料的密度為I. lg/cm3-l. 4g/cm3。安裝時，安裝時，緩衝層4位於第一摩擦層3和第二摩擦層5之間，並使該緩衝層4的兩端表面分別與第一摩擦層3和第二摩擦層5的非摩擦面貼合。將緩衝層的鍵槽與第一摩擦層和第二摩擦層的鍵槽對齊，組合成一個靜盤。將靜盤與承壓盤6、各動盤2和壓緊盤I安裝到剎車殼體7上，組合成為剎車盤。本實施例的剎車盤中需要一個靜盤。該剎車盤中的承壓盤6、各動盤2、壓緊盤I和靜盤的配合次序依次是承壓盤6 —動盤2 —靜盤一動盤2 —壓緊盤I。採用含有緩衝層的LS148機輪在國家航空機輪動力試驗中心進行了臺架試驗，獲得的力矩曲線與圖5力矩曲線形狀相似，也證明了具有緩衝層的靜盤結構可使飛機機輪在剎車過程中能夠消除剎車力矩前鋒，避免剎車抱死現象，保障飛行安全。
權利要求
1.一種飛機碳剎車盤剎車的靜盤，其特徵在於，所述靜盤由一個第一摩擦層、一個緩衝盤和一個第二摩擦層組成，並且所述緩衝盤位於第一摩擦層和一個第二摩擦層之間；所述第一摩擦層和第二摩擦層與緩衝盤相鄰的表面為非摩擦面；第一摩擦層和第二摩擦層的內孔為臺階孔，並且所述內孔大孔徑端的長度為所處摩擦層厚度的1/3 1/4。
2.如權利要求I所述一種飛機碳剎車盤剎車的靜盤，其特徵在於，所述第一摩擦層和第二摩擦層的厚度均為12 18mm。
3.如權利要求I所述一種飛機碳剎車盤剎車的靜盤，其特徵在於，所述第一摩擦層和第二摩擦層內孔中大孔徑端位於所處摩擦層的摩擦面一側，並且所述第一摩擦層和第二摩擦層內孔中大孔徑的直徑比小孔徑的直徑大12mm-20mm。
4.如權利要求I所述改善飛機碳剎車盤剎車性能的靜盤，其特徵在於，所述緩衝盤的厚度為
全文摘要
一種飛機碳剎車盤剎車的靜盤，由第一摩擦層、第二摩擦層和緩衝層組成，並且所述緩衝層位於第一摩擦層和一個第二摩擦層之間；所述第一摩擦層和第二摩擦層與緩衝層相鄰的表面均為非摩擦面；第一摩擦層和第二摩擦層的內孔為臺階孔，並且所述內孔大孔徑端的長度為所處摩擦層厚度的1/3～1/4。安裝時，緩衝層的鍵槽與第一摩擦層和第二摩擦層的鍵槽對齊，組合成一個靜盤。將該靜盤與動盤間隔安裝到所要求的數量。本發明能夠消除飛機剎車過程中的力矩前鋒，獲得了力矩穩定增加的力矩曲線，消除了剎車過程中的抱死打滑以及爆胎現象，增加了剎車過程的平穩性、舒適性、安全性。
文檔編號F16D65/12GK102889324SQ20121040297
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月18日 優先權日2012年10月18日
發明者梁勇光, 盧剛認 申請人:西安航空制動科技有限公司