液壓緩衝式過載保護飛機牽引杆的製作方法

2023-07-28 16:37:46

液壓緩衝式過載保護飛機牽引杆的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種液壓緩衝式過載保護飛機牽引杆，屬於飛機牽引杆裝置。本發明在常規牽引杆的基礎上，增加了液壓緩衝式過載保護裝置。在飛機正常牽引過程中，由於油液的不可壓縮性，牽引杆保證其具有所需足夠剛度，一旦外部載荷超過某一給定閾值時，該緩衝裝置開始工作，實現對牽引系統的卸載保護；如進一步加入主動液壓控制後，可以實現對牽引載荷的實時控制，提高牽引速度和效率。
【專利說明】液壓緩衝式過載保護飛機牽引杆
【技術領域】
[0001]本發明屬於一類飛機牽引杆裝置，是實現飛機與牽引車之間連接、完成飛機地面牽引，並可實施有效過載保護或載荷控制，以保障飛機結構安全。
【背景技術】
[0002]牽引杆是與飛機機型相匹配，與飛機相連實現飛機地面牽引的裝置，也常被稱為拖把(towbar)。牽引杆又可分為單點牽引杆和3點牽引杆，單點牽引為常規牽引方式，應用最為廣泛。本發明涉及單點牽引方式。
[0003]現行使用的常規牽引杆如附圖1所示，主要由牽引環1、牽引杆體2、輪架3、牽引鉤4等組成。其中牽引環I與牽引車連接，牽引鉤4與飛機起落架連接。
[0004]這種常規牽引杆具有結構簡單、便於操作及維護等優點，但同時有其不足之處:
1.過載條件下基本無緩衝能力。
[0005]部分常規牽引杆上安裝有緩衝裝置，但受到牽引作業對牽引杆剛度的要求，其緩衝能力十分有限，一般僅在正常作業時的小載荷工況下能滿足要求。而飛機地面牽引作業時，不可避免地受到環境和人的因素影響，從而可能產生超出限制的牽引載荷而產生事故隱患，即便牽引載荷值未超出限制，仍可能造成起落架相關構件低周疲勞。因此常規牽引杆在過載條件下緩衝能力差，甚至無緩衝能力。
[0006]2.過載條件下不能完全避免飛機及其有關結構的損壞。
[0007]常規牽引杆為了避免在牽引過程中出現過載、保障飛機安全，通常在牽引鉤設計有剪切銷。當牽引過程中出現超出牽引杆設計載荷的工況時，通過剪切銷的折斷，使得牽引杆和飛機前起落架脫離，以防飛機前起落架等部件的損壞。但事實上，剪切銷的折斷並不能保證牽引杆和飛機前起落架的完全脫離，且由於慣性，特別是在推飛機的過程中，不能完全避免牽引杆與飛機前起落架或其他部件的撞擊進而引發飛機事故，此類事故曾多次發生。
[0008]3.為了避免牽引過程中出現過大載荷，在牽引作業規範中對飛機牽引速度大小、牽引杆與牽引車類型匹配以及牽引程序等都做了嚴格的規定。這些規範在力求保證安全的同時，也必然以降低牽引速度、降低牽引效率為代價，特別是對於出現緊急情況(如救援和戰時)是不利的。

【發明內容】

[0009]本發明的目的在於提供更加安全可靠的液壓緩衝式過載保護飛機牽引杆。
[0010]一種應用於飛機牽引的過載保護型牽引杆，依次包括:牽引環、杆體、牽引鉤，其中杆體安裝有便於移動牽引杆的輪架；
其特徵在於:上述牽引環和杆體之間還安裝有緩衝器，緩衝器左端通過左活塞杆與牽引環連接，緩衝器右端與杆體通過杆端法蘭連接；
該緩衝器包括主油缸、左補油油缸、右補油油缸、活塞組件、左腔彈簧、右腔彈簧； 左補油油缸由左端蓋和左補油油缸體組成，並且左補油油缸和主油缸之間通過左補油油缸體連接並密封；右補油油缸由杆端法蘭和右補油油缸體組成，並且右補油油缸和主油缸之間通過右補油油缸體連接並密封；
活塞組件由活塞和分別位於活塞左右兩側的左活塞杆、右活塞杆組成；活塞位於主油缸中並將主油缸分成左右兩個腔體，左腔彈簧位於主油缸的左邊腔體，右腔彈簧位於主油缸的右邊腔體；左活塞杆依次穿過主油缸的左邊腔體和左補油油缸，右活塞杆依次穿過主油缸的右邊腔體和右補油油缸；
主油缸設置有主油缸注油口和主油缸排氣口，左補油油缸設置有左補油油缸注油口和左補油油缸排氣口，右補油油缸設置有右補油油缸注油口和右補油油缸排氣口 ；上述主油缸注油口和主油缸排氣口分別位於主油缸的左邊腔體和主油缸的右邊腔體；
上述主油缸左邊腔體的左端設置有主油缸液壓控制元件第一連接油口，主油缸右邊腔體的右端設置有主油缸液壓控制元件第二連接油口 ；
主油缸液壓控制元件第一連接油口和主油缸液壓控制元件第二連接油口之間設置有主油缸液壓控制管路；
上述主油缸液壓控制管路為被動型控制管路或主動型控制管路；
所述被動型控制管路為:王油缸液壓控制兀件弟一連接油口和王油缸液壓控制兀件弟二連接油口之間設有三條並聯的液壓管路，第一條液壓管路中依次設置有第一卸荷溢流閥和第一可調節流閥，第二條液壓管路中依次設置有第二卸荷溢流閥和第二可調節流閥，第三條液壓管路中設置有關斷閥，第一卸荷溢流閥和第二卸荷溢流閥工作流向相反；
所述主動型控制管路為:主油缸液壓控制元件第一連接油口和主油缸液壓控制元件第二連接油口之間只有一條液壓管路，管路中設置一個電動調節閥。
[0011]本發明提供一種液壓緩衝式過載保護飛機牽引杆，這種牽引杆在常規牽引杆的基礎上，增加了液壓緩衝式過載保護裝置。如採用被動型液壓控制，則在飛機正常牽引過程中，由於油液的不可壓縮性，牽引杆保證其具有足夠剛度，一旦外部載荷超過某一給定閾值時，該緩衝裝置開始工作，實現對牽引系統的卸載保護；如採用主動液壓控制，則可以實現對牽引載荷的實時控制，提高牽引速度和效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是常規單點飛機牽引杆示意圖
圖2是液壓緩衝式過載保護飛機牽引杆結構示意圖 圖3是液壓緩衝式過載保護飛機牽引杆緩衝器的結構示意圖 圖4是被動液壓控制示意圖 圖5是主動液壓控制示意圖
圖中:1.牽引環，2.杆體，3.輪架，4.牽引鉤，5.緩衝器，6.左端蓋，7.左補油油缸排氣口，8.左補油油缸注油口，9.左補油油缸，10.左補油油缸體，11.主油缸液壓控制元件弟一連接油口，12.王油缸注油口，13.王油缸，14.活塞組件，14_1.活塞，14_2.左活塞杆，14-3.右活塞杆，15.左腔彈簧，16.右腔彈簧，17.主油缸排氣口，18.主油缸液壓控制元件第二連接油口，19.右補油油缸，20.右補油油缸體，21.右補油油缸注油口，22.右補油油缸排氣口，23.杆端法蘭。
[0013]具體實施方法 這裡結合附圖對本發明做進一步的詳細說明。
[0014]本發明提供一種應用於飛機牽引的過載保護及控制型牽引杆，如附圖2所示。這種牽引杆主要由牽引環1、杆體2、輪架3、牽引鉤4和緩衝器5等組成。緩衝器5與杆體2通過杆體法蘭連接，實施飛機牽引時，牽引環I與牽引車連接，牽引鉤4與飛機前起落架連接。
[0015]緩衝器5結構如圖3所示。為嚴格避免空氣進入主油缸，降低緩衝器效能，所述緩衝器5包括三個油缸，分別是中間的主油缸13及其兩邊的兩個補油油缸，左補油油缸9、右補油油缸19。補油油缸的作用是確保密封性能較差的活塞杆動密封處不會有氣體混入主油缸內。活塞14-1將主油缸內部分割為左右兩腔，左右兩腔通過主油缸液壓控制元件第一連接油口 11、主油缸液壓控制元件第二連接油口 18和液壓控制組件溝通。主油缸左右兩腔內分別設置左腔彈簧15、右腔彈簧16。主油缸上另有主油缸注油口 12、主油缸排氣口 17以實現主油缸及控制液壓管路的注油和排氣。緩衝器5左端通過左活塞杆14-2的杆端與牽引環I連接，緩衝器5的右端通過杆體2的杆端法蘭23與右補油油缸體20連接。
[0016]液壓載荷控制可以採用兩種不同型式:1)被動控制型式；2)主動控制型式。分述如下:
I)被動控制型式
被動控制型式的液壓控制結構如圖4所示。由三條並聯液壓管路及元件組成，其中兩條並聯管路均連接有卸荷溢流閥和節流閥，且兩條並聯管路上的卸荷溢流閥的工作流向相反。當牽引載荷超出預先設定的限值時，左腔或右腔的壓力使得對應流向的卸荷溢流閥打開，活塞移動、彈簧變形，油液通過節流閥產生阻尼，從而實現緩衝器雙向的過載保護；第三條並聯管路連接一隻關斷閥，閥打開時主油缸內左右腔壓力相等，使得緩衝器活塞在彈簧力的作用下恢復中立位置。緩衝器或牽引杆工作時開關閥處於關閉狀態。
[0017]2)主動控制型式
被動控制型式結構簡單，維護方便，但只能起到牽引過程中的過載保護，不能對牽引載荷進行調節控制。
[0018]主動控制型式液壓控制結構如圖5所示。控制器實時採集牽弓丨系統數據，如載荷、活塞行程等，通過預先設定的算法實時控制電控調節閥的閥門開度，從而實施對流量或壓力的控制，實現牽引載荷的實時控制。電控調節閥需要有足夠的響應頻率，可以採用高速開關閥或其並聯組合。
[0019]這種型式能實時控制牽引載荷在給定的範圍內，可以有效降低起落架等部件的疲勞，提高飛機地面牽引速度及減少環境對牽引作業的影響。但需引入傳感元件、外部能源如
蓄電池等。
【權利要求】
1.一種應用於飛機牽引的過載保護型牽引杆，依次包括:牽引環(I)、杆體(2)、牽引鉤(4)，其中杆體(2)安裝有便於移動牽引杆的輪架(3)； 其特徵在於:上述牽引環(I)和杆體(2)之間還安裝有緩衝器(5)，緩衝器左端通過左活塞杆(14-2)與牽引環(I)連接，緩衝器右端與杆體(2)通過杆端法蘭(23)連接； 該緩衝器(5)包括主油缸(13)、左補油油缸(9)、右補油油缸(19)、活塞組件(14)、左腔彈簧(15)、右腔彈簧(16); 左補油油缸(9)由左端蓋(6)和左補油油缸體(10)組成，並且左補油油缸(9)和主油缸(13)之間通過左補油油缸體(10)連接並密封；右補油油缸(19)由杆端法蘭(23)和右補油油缸體(20)組成，並且右補油油缸(19)和主油缸(13)之間通過右補油油缸體(20)連接並S封； 活塞組件(14)由活塞(14-1)和分別位於活塞左右兩側的左活塞杆(14-2)、右活塞杆(14-3)組成；活塞(14-1)位於主油缸(13)中並將主油缸分成左右兩個腔體，左腔彈簧(15)位於主油缸的左邊腔體，右腔彈簧(16)位於主油缸的右邊腔體；左活塞杆(14-2)依次穿過主油缸的左邊腔體和左補油油缸(9)， 右活塞杆(14-3)依次穿過主油缸的右邊腔體和右補油油缸(19)； 主油缸(13)設置有主油缸注油口(12)和主油缸排氣口(17)，左補油油缸(9)設置有左補油油缸注油口(8)和左補油油缸排氣口(7)，右補油油缸(19)設置有右補油油缸注油口(21)和右補油油缸排氣口(22);上述主油缸注油口( 12)和主油缸排氣口( 17)分別位於主油缸的左邊腔體和主油缸的右邊腔體； 上述主油缸(13)左邊腔體的左端設置有主油缸液壓控制元件第一連接油口(11)，主油缸右邊腔體的右端設置有主油缸液壓控制元件第二連接油口(18)； 主油缸液壓控制元件第一連接油口( 11)和主油缸液壓控制元件第二連接油口( 18 )之間設置有主油缸液壓控制管路； 上述主油缸液壓控制管路為被動型控制管路或主動型控制管路； 所述被動型控制管路為:主油缸液壓控制元件第一連接油口( 11)和主油缸液壓控制元件第二連接油口(18)之間設有三條並聯的液壓管路，第一條液壓管路中依次設置有第一卸荷溢流閥和第一可調節流閥，第二條液壓管路中依次設置有第二卸荷溢流閥和第二可調節流閥，第三條液壓管路中設置有關斷閥，第一卸荷溢流閥和第二卸荷溢流閥工作流向相反； 所述主動型控制管路為:主油缸液壓控制元件第一連接油口( 11)和主油缸液壓控制元件第二連接油口(18)之間只有一條液壓管路，管路中設置一個電動調節閥。
【文檔編號】B64F1/04GK103661972SQ201310560066
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月12日 優先權日:2013年11月12日
【發明者】劉暉, 陳舒文, 張海 申請人:南京航空航天大學