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航空液压系统无扩口管路件研究现状研究

袁姣 王忠健

中航飞机股份有限公司,陕西省西安市,710089

摘要: 管路件是一种广泛的应用在飞机液压、燃油以及环控等系统当中的主要构件,因此对飞机上的飞行产生着重要的影响。而对于无扩口的管路件使用上,由于具备着较高的性能优势,例如可靠性高、密封性强以及减重的效果,成为了当下取代扩口连接管路件的重要结构部件。本文就基于航空液压系统无扩口管路件进行详细的研究。
关键词: 航空液压系统;无扩口管路件;导管变形;密封性能
DOI:10.12721/ccn.2022.157099
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引言:在当下的航空管路件的设计中,由于应用在飞机的燃油、液压以及滑油等重要的领域当中,同时起到传送介质与传输动力的效果,成为研究的重要环节。一般情况下,在同等功率条件下,工作压力越高的情况下,就会使得作动筒以及油泵活塞底面积越小,以此让管路流量较小。

1 管路件设计的要求

为了能够保障飞机的稳定飞行,在当下众多的研究人员,针对高压力下的液压系统进行了全面的研究与分析。在较高的工作压力下,就会使得飞机的性能不断的提升,同时重量优化也会受到直接的影响。但是对于管路件而言,在进行设计以及试验的过程中,往往提出了更高的要求。在过去管路件设计中,扩口式连接是主要的连接方式,但是由于飞机在实际的飞行过程中,有着较高的重量与使用寿命的需求,以此就使得无扩口的连接方式,成为当下主流的使用方式。在设计的使用过程中,导管所发生的形变程度较小,因此整体稳定性与疲劳寿命都较高。同时密封的形式方面采用的是线密封的方式,使得形成了较强的密封效果。另外,在连接中也并不需要使用保险丝,就可以形成良好的自锁性,充分的降低了整体连接的重量与维护的成本。另外,在设计中所使用的钛合金导管的连接方式下,可以发挥出良好的减重效果。

2 无扩口管路件

长期的发展中,无扩口的管路件已经推出了各种类型的型号,其中很大一部分材料的应用范围较小。

2.1 卡套式无扩口连接

对于这种卡套式的无扩口连接方式,就是一种基于接头、卡套以及外胎螺母的方式,构成一种稳定的连接。在卡套式无扩口连接的过程中,主要是在预装的过程中,对其锥套进行挤压,以此造成卡套的弯曲,让卡套的刃口卡进入到导管的材料当中。并且,在这个过程中,卡套在外表面会形成一个曲面。对于这种形式的连接方式,主要是在应用在一些飞机外场的紧急维修工作当中。

但是,在实际的预装过程中,会对导管进行环切处理,就会使得在处理完之后出现导管外壁凹进去的现象,以此缺乏防护限制。另外,在对螺母进行拧紧之后,使得管套与导管之间会形成一定的形变,以此让整个结构出现一定程度的损坏、同时,在卡套式无扩口的管路件之间所形成的密封性,一般情况下较为的自由,以此就使得最终的密封点,经常在轴向的位置上无法固定下来。因此,对于这种类型的连接方式,已经不再适用。

2.2 液压式无扩口连接

这种连接类型,就是一种由接头、管套、外套螺母组成。在实际的操作中,主要是利用滚压式无扩口的管路件的预装,之后利用芯棒的转动,让滚针滚压导管的内壁。在这样的操作下,就会使得导管的塑性出现一定程度的变形,同时形成以此密封。另外,在外套螺母的拧紧过程中,会形成二次密封。另外,在处理铝合金导管的过程中,经常采用的是胶套挤压的方式,以此对于这种预装方式而言,往往采用的是通过对胶套压缩的膨胀力,对导管的内壁进行挤压,进而保障这种类型的密封有着良好的效果。

这样的连接方式下,有着良好的连接密封性,同时连接的效果极佳。是一种充分解决传统卡套式预装缺陷的连接方式,并广泛的应用到了各种压力级别的液压系统当中。

2.3 梁式密封连接

在当下梁式密封的连接中,主要是由管套、接头、外套螺母等构成。因此,在阴接头的过程中,其密封面就去除了原材料,因此形成了一定的弹性的梁式的结构类型。在高压流体进入之后,就可以在内压的作用下,形成一定的形变,因此就可以与阳接头形成二次的密封。其次,在两次不同的密封过程中,都是与梁式的密封结构相关联,特别是对于第二次的密封而言,工作的压力越大,就会导致结构的形变程度越大。对于这种组合型的导管密封性,可以发挥出良好的密封效果,并利用科学合理的梁氏设计方式,承载更高的压力。

2.4 钎焊接头连接

对于钎焊接头而言,就是一种无扩口类型的永久性连接方式,同时在这种连接头上,配备一个锥形的管套。并在加热之后,就可以基于毛细的作用,使得将钎料扩散到管套当中。在毛细的作用下,可以很好的在导管与管套之间形成一定的间隙。但是,对于这种间隙而言,会直接导致提升了装配的难度系数。另外,在间隙过大之后,使得对导管与接头进行了相应的影响,因此在间隙过大的时候,会导致导管与接头之间的钎料不均匀。

2.5 外挤压连接接头

在当下所形成的外挤压连接接头,就是一种永久性的连接方式,以此基于材料的弹塑性变形方式,形成一种相互连接的方式,并且密封的技术也相对较高。另外,在导管外部施加一定的在荷载力,基本上可以分为径向挤压与轴向挤压这种不同的类型。其中在径向挤压的过程中,会在压接工具的四周,对接头产生一定的荷载力。因此,在操作的过程中,就会让接头与导管发生一定的塑性变形,以此可以完成一定的连接,同时,在接头与导管的接触中,就需要管接头的连接非金属密封件,需要对导管表面进行一定的补偿处理,以此提升密封的整体效果。

相比较上述的滚压式的无扩口连接方式而言,这种外挤压下的连接方式,在连接效果与密封效果上,都有着良好的效果。并在连接之后,可以最大程度上降低管路件的自身重量,极大的满足当下管路的铺设需求。在构成的过程中,由于并没有使用一些可拆卸的零部件,以此就使得这样的结构类型,可以形成一个良好的结构合理性。在外挤压连接的情况下,也相应的在安装位置上,控制了轴向的位移程度,最大程度上保障间隙的合理与灵活性。

2.6 记忆合金接头

在采用记忆合金接头的时候,就是一种利用某些材料,将其升高到特定的温度,以此有效的将其构件恢复到制定的特性当中,最大程度上满足连接与密封的接头效果。而在加工记忆合金管接头设计中,可以很好的将其存储到液氮当中。另外在具体的安装过程中,首先需要从液氮当中取出管套,并将其安装在指定的位置上。在管道温度不断的提升之后,就会使得管套收缩之后,可以将其管套的收缩过程中所产生的恢复力进行连接,充分的实现良好的连接与密封处理,整体结构也有着较高的连接强度。

在航空管路件的使用上,是影响飞机飞行的重要安全部件,以此需要进一步的对其部件进行连接方式的研究与分析。本文所提出的众多无扩口的连接方式,可以很好的应对各种情况下的连接操作。相比较传统的扩口类型的连接方式,以及无法满足当下飞机设计的需求,另外也要重视起设计的合理性。

总结:综上所述,在本文所提出的诸多无扩口连接类型技术,往往在实际的应用过程中,还要结合起实际的飞机结构情况,并基于连接的需求出发,实现针对性的技术连接,让其连接强度与密封强度有着较高的提升,保障飞机可以稳定的飞行下去。

参考文献:

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[3]刘涛,丁旭,郭海东,段小维.航空发动机液压负载系统设计及应用[J].机床与液压,2020,48(07):93-97.

作者简介:

1.袁姣,(1987.07—),女,汉族,陕西省商洛人,本科,工程师;

2.王忠健,(1990.10-),男,蒙古族,黑龙江人,本科,工程师。