某型机下舱门作动筒改进设计

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1、某型机下舱门作动筒改进设计：本文主要介绍了为提高某型机起落架下舱门作动筒的开锁压力，提高下舱门上锁可靠性，而对下舱门作动筒进行的改进设计工作。　　关键词：开锁压力、上锁、可靠性　　　　1．引言　　下舱门作动筒是某型机主舱门系统的重要组成部件，为下舱门的打开和收上提供动力源，并将下舱门锁住于收上或放下位置。由于某型机下舱门作动筒开锁压力过小，在系统回油压力过大的情况下，导致作动筒在正常上锁后因回油的压力而又开锁，使下舱门在气动载荷作用下打开，影响飞机的正常飞行。为了解决开锁压力小问题，将下舱门作动筒上锁型式

2、由滚珠锁改为卡环锁，并增加一套滚珠锁，使下舱门作动筒无论是收上位置还是放下位置由卡环锁住后不会因为回油压力而开锁。　　2.原作动筒开锁压力计算　　原作动筒内锁型式简图如下图1所示，作动筒在收上位置时被滚珠锁锁住，当放下腔作用液压时，压力推动活塞运动并压缩弹簧，滚珠落下而开锁，推动活塞杆伸出，直至下活塞上的滚珠进入卡圈内锁住活塞杆。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图1　　据作动筒工作原理得知作动筒的开锁压力主要为弹簧的作用力，弹簧力的大小直接影响作动筒的开锁压力。由于作动筒结构所限，弹簧选择HB

3、3-51-3×28×24-Ⅱ，其最大使用载荷为233N，最大使用载荷下的单圈变形量f＝4.48，弹簧节距t＝8.5。作动筒的开锁行程为2.7mm，弹簧的预紧压缩量为5mm，活塞直径为φ38mm，活塞杆直径为φ22mm，　　即受力面积为　　，　　则可计算出作用于活塞上的力，计算如下：　　弹簧工作圈数　　弹簧压缩行程为2.75＝7.7mm　　弹簧作用于活塞上的载荷　　活塞承受的压强为，　　即开锁压力在不考虑摩擦力的情况下约为0.27MPa。　　飞机在飞行过程中，由于各系统使用液压情况不同，则对下舱门作动筒的回

4、油压力有时会超过0.2MPa。当作动筒收上锁住后若放下腔内出现回油压力大于0.27MPa时，作动筒则有可能开锁，在气动力的作用下舱门甚至会打开，影响飞机的飞行性能，也会导致舱门变形。　　3．改进后双锁作动筒　　为完善设计，提高下舱门上锁可靠性，将作动筒内锁进行改进设计。将原单锁改为双锁作动筒，将原滚珠锁改为卡环锁，另增加一套滚珠锁。简图如图2所示：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图2　　当舱门需要放下时，作动筒放下腔作用液压时，压力推动活塞运动并挤压滚珠，并使弹簧压缩使滚珠锁得以打开，

5、活塞挤压滚珠继续运动直至脱离上卡环，卡环在作动筒内壁斜面的挤压作用下压缩至开锁，液压继续推动活塞杆伸出。当活塞杆运动至极限位置时活塞继续运动并将下卡环推至外筒的槽内，卡环恢复自由状态，而同时活塞又被滚珠再次锁住，活塞杆被锁住，作动筒处于放下上锁状态。　　当下舱门需要收上时，液压通过外筒的接管嘴向作动筒收上腔供压，推动活塞挤压滚珠开锁，卡环压缩而开锁，推动活塞杆缩进，活塞杆继续缩进直至活塞将上卡环胀开并锁住活塞杆，此时活塞又被滚珠锁住。　　4双锁作动筒设计　　如上所述，无论作动筒活塞杆是处于缩进上锁或伸出上

6、锁状态，均被两重锁(卡环及滚珠)锁住，卡环锁被打开之前要求先将弹子锁打开。故作动筒的开锁力由卡环与外筒挤压收缩产生的力及弹簧力共同组成。　　4.1卡环的设计　　卡环上锁时要胀开，开锁时要收缩，这就要求卡环的材料和结构要满足一定的弹性要求。卡环的材料选择为弹簧钢50CrVA，是一种合金弹簧钢，具有高的强度极限、疲劳极限、弹性极限和屈服极限，有良好的塑性和冲击韧性，有良好的抗回火稳定性，钢的切削性能尚好，冷变形塑性低。　　卡环的弹性是通过制一缺口而得以变形的，靠卡环外圈斜面与外筒相应斜面挤压而锁住，而卡环内圈

7、斜面引导活塞进入卡环里而将卡环胀开。外圈斜面与外筒斜面相配合，内圈斜面与活塞斜面相配合。当舱门需要放下或收上时，滚珠锁被打开后活塞脱离卡环，卡环在液压作用下受外筒挤压跟随活塞杆在外筒腔内运动，由于卡环在运动过程中一直受到挤压，为此，对内外圈斜面的工艺要求比较高，一般要通过严格的精加工来保证一定的光洁度、跳动度要求。此外，为了延长卡环使用寿命，精加工后卡环的外表面要通过对应尺寸的工艺工具检查，保持圆周均匀接触，接触面的大小也要严格控制，且在卡环开口处，要周边倒圆，经精加工后，变薄量，变薄范围需严格要求，有效

8、精加工时间需严格控制。　　4.2活塞的设计　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图3　　当活塞杆组件处于收上上锁位置时，卡环卡在活塞柱面3上，滚珠被活塞斜面2锁住，使活塞不能运动。当放下腔系统压力作用于活塞时，活塞斜面2挤压滚珠运动至柱面4，此时液压推动卡环斜面紧贴活塞斜面作向下运动，当卡环脱离外筒斜面开始受内筒挤压，卡环锁完全打开，活塞杆组件在系统压力下一起运动。此时滚珠应继续被活塞柱面4挤压，跟随