一种用于航空刹车机轮的整体式隔热屏的制作方法

1.本发明属于航空刹车机轮技术领域，尤其涉及一种用于航空刹车机轮的整体式隔热屏。

背景技术：

2.航空刹车机轮安装在飞机起落架上，由机轮组件和刹车装置组成。机轮组件外部套有轮胎，随着飞机滚动；刹车时，刹车装置将飞机的动能转化为热能，通过热辐射或热传递散发出去。机轮和轮胎在刹车装置外部，吸收部分热量，机轮和轮胎内气体的温度会升高，根据克拉伯龙方程，轮胎内压会升高，为了防止轮胎内压太高而产生爆破，机轮组件上大多设计有热敏装置，当机轮温度过高时，释放轮胎压力。
3.随着现代飞机设计要求的提升，刹车机轮所转化的飞机动能越来越大，刹车装置的温度越来越高，导致机轮温度越来越高。刹车机轮使用时更换热敏装置的频次大幅增加，同时机轮温度升高，会降低金属基体的疲劳强度，降低使用寿命。
4.常用的降低机轮温度的方法是在机轮组件的毂壁上增加隔热屏设计，降低刹车装置向机轮组件的热辐射和热传递。目前公开的专利均为单片式隔热屏。单片式隔热屏安装在机轮导轨凸台之间，每片隔热屏之间有缝隙，缝隙的宽度等于导轨凸台的宽度，因此单片式隔热屏的热防护面积最多达到机轮毂壁的85％。

技术实现要素：

5.本发明的目的是：为提升航空刹车机轮组件的热防护能力，本发明公开一种整体式隔热屏，将机轮组件毂壁的热防护面积提高至100％。
6.本发明的技术方案是：
7.一种用于航空刹车机轮的整体式隔热屏，应用于机轮上位梁式导轨的结构，所述整体式隔热屏包括：内隔热屏1、外隔热屏2、隔热层3、多个隔离垫4和多个加强板5；所述内隔热屏1为薄壁不锈钢板冲压成型后绕成直筒形，所述外隔热屏2为薄壁不锈钢板冲压成型后绕成筒形，且筒壁的截面形状近似帽型；
8.所述隔热层3和所述内隔热屏1装入所述外隔热屏2内，所述隔热层3在所述内隔热屏1和所述外隔热屏2之间的空腔中，且被内隔热屏1和外隔热屏2的上的半圆台夹紧，将一个空腔隔成两个空腔；
9.所述隔热层3的方形槽与所述外隔热屏2和所述内隔热屏1的方形孔重叠，将多个所述加强板安装在所述外隔热屏2帽沿较短的一侧，并包覆住所述内隔热屏1的一端，所述外隔热屏2帽沿较宽的一端与所述内隔热屏1焊接在一起，所述外隔热屏2帽沿较短的一端与所述内隔热屏1和加强板5焊接在一起，所述隔离垫4装入所述外隔热屏2的孔中。
10.本发明技术方案的特点和进一步的改进为：
11.(1)所述内隔热屏为薄壁不锈钢板冲压成型后绕成直筒形，焊接而成，连接处均布焊点；筒壁的内径比所述外隔热屏的帽顶内径小，从而与所述外隔热屏形成空腔；筒形的宽
度比机轮组件的腔深短，不与机轮腹腔底转接部位接触；筒的一端靠近边沿均布有多个方形孔，用于固定所述整体式隔热屏；所述方形孔的数量与机轮组件上梁式导轨数量相同，方形孔的尺寸比梁式导轨上的方形凸台大；筒壁上均布有多排半圆台，半圆台方向背离筒中心，用于和所述外隔热屏筒壁上的半圆台共同夹紧所述隔热层，半圆台半径小于所述内隔热屏和所述外隔热屏中间部位筒壁半径差值的1/2。
12.(2)所述外隔热屏为薄壁不锈钢板冲压成型后绕成筒形，焊接而成，连接处均布焊点，筒壁的截面形状近似帽型，薄板厚度与所述内隔热屏的薄板厚度相同；所述外隔热屏的帽沿的内径大于所述内隔热屏的筒壁直径，帽顶的直径比所述内隔热屏的内径大，比轮毂底部直径小，与所述内隔热屏形成空腔；筒形的宽度比机轮组件的腔深短，不与机轮腹腔底转接部位接触，且与所述内隔热屏的筒形的宽度相同；帽沿较宽的一端均布有多个方形孔，所述方形孔的数量与机轮组件上梁式导轨数量相同，方形孔的尺寸与所述内隔热屏上方形孔的尺寸相同，用于固定所述整体式隔热屏组件；筒壁上均布有多排半圆台，半圆台方向朝向筒中心，用于和所述内隔热屏筒壁上的半圆台共同夹紧所述隔热层，半圆台半径小于所述内隔热屏和所述外隔热屏中间部位筒壁半径差值的1/2；筒壁上均布有至少两排孔，用于安装所述隔离垫，孔径比所述隔离垫的腰径大；帽沿较窄的一端用于安装所述加强板。
13.(3)所述隔热层为薄壁不锈钢板弯成直筒形，焊接而成，连接处均布焊点，薄板厚度与所述内隔热屏的薄板厚度相同；筒壁直径等于所述内隔热屏的内径与小凸台直径的和；筒形的宽度比所述内隔热屏的筒形宽度短；筒型一端均布方形槽，方形槽的数量与所述内隔热屏和所述外隔热屏上的方形孔数量相同，方形槽的宽度比所述内隔热屏上方形孔的宽度大；方形槽的深度比所述内隔热屏上方形孔的长度大，以安装在所述内隔热屏和外隔热屏之间的空腔中，避开所述内隔热屏和所述外隔热屏的方形孔。
14.(4)所述隔离垫为耐高温橡胶制成的工字型结构；工字型的腰部直径比所述外隔热屏上安装孔的尺寸小，腰部宽度比所述外隔热屏的板料厚度宽，工字头的直径比腰部直径大，工字头插入所述外隔热屏孔中的部分厚度大于1mm，小于所述内隔热屏和所述外隔热屏筒壁半径差值的1/2。
15.(5)所述加强板为弧形板，截面为薄板对称弯成的u形，薄板厚度与所述内隔热屏的薄板厚度相同，u形的开口宽度等于所述内隔热屏的薄板厚度的2倍。
16.(6)所述整体式隔热屏装在机轮腹腔中，使用梁式导轨固定，除方形孔部位，梁式导轨与所述整体式隔热屏不接触。
17.(7)梁式导轨小端插入轮毂底部的孔中，大端通过螺栓将梁式导轨和轮毂连接，所述整体式隔热屏在梁式导轨与轮毂之间加紧。
18.本发明提供的整体式隔热屏与机轮毂壁之间有隔离垫，防止隔热屏与机轮毂壁直接接触，能够降低隔热屏与机轮组件之间的热传递。所述整体式隔热屏组件的内隔热屏、外隔热屏和隔热层形成了两个空腔，中间充满空气，能够减缓热辐射的速率。所述整体式隔热屏，提升了热防护面积，与传统的单片式隔热屏相比，防护面积提升至少15％，达到了100％，能够减少刹车装置向机轮组件的热辐射，有效降低机轮组件的温度，热防护效果有明显提升。
附图说明
19.图1是内隔热屏的结构示意图一；
20.图2是内隔热屏的结构示意图二；
21.图3是内隔热屏的结构示意图三；
22.图4是内隔热屏的结构示意图四；
23.图5是外隔热屏的结构示意图一；
24.图6是外隔热屏的结构示意图二；
25.图7是外隔热屏的结构示意图三；
26.图8是外隔热屏的结构示意图四；
27.图9是隔热层的结构示意图一；
28.图10是隔热层的结构示意图二；
29.图11是隔离垫的结构示意图一；
30.图12是隔离垫的结构示意图二；
31.图13是隔离垫的结构示意图三；
32.图14是加强板的结构示意图；
33.图15是整体式隔热屏组件的装配示意图一；
34.图16是整体式隔热屏组件的装配示意图二；
35.图17是整体式隔热屏组件的装配示意图三；
36.图中：1.内隔热屏；2.外隔热屏；3.隔热层；4.隔离垫；5.加强板；
37.图18是整体式隔热屏组件在机轮组件上的安装示意图一；
38.图19是整体式隔热屏组件在机轮组件上的安装示意图二；
39.图中：6.整体式隔热屏；7.梁式导轨；
40.图20是某型号刹车机轮应用单片式隔热屏工作时的机轮温度变化曲线；
41.图21是某型号刹车机轮应用整体式隔热屏组件工作时的机轮温度变化曲线。
具体实施方式
42.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
43.本实施例是一种用于某型号刹车机轮的整体式隔热屏组件，包括内隔热屏1、外隔热屏2、隔热层3、18个隔离垫4和4个加强板5。
44.如图1-4所示，所述内隔热屏1为薄壁不锈钢板冲压成型后绕成直筒形，焊接而成，连接处均布焊点。筒壁的内径比所述外隔热屏2的帽顶内径小4mm以上，用于与所述外隔热屏2形成空腔。筒形的宽度比机轮组件的腔深短2mm以上，不能与机轮腹腔底转接部位接触。筒的一端靠近边沿均布有多个方形孔，用于固定所述隔热屏组件6。所述方形孔的数量与机轮组件上梁式导轨7数量相同，方形孔的尺寸比梁式导轨7上的方形凸台略大，以方便安装。筒壁上均布有多排半圆台，半圆台方向背离筒中心，用于和所述外隔热屏2筒壁上的半圆台共同夹紧所述隔热层3，半圆台半径略小于所述内隔热屏1和所述外隔热屏2筒壁半径差值的1/2。
45.本实施例中，所述内隔热屏1所用板料厚度为0.3mm，宽度为255mm，成型后的筒壁直径为490mm，一端均布有9个方孔，距离筒沿23mm，方孔的长边为42mm，短边为34mm。筒壁上
均布3排共54个半圆台r2mm，排距65mm，第一排半圆台圆心与方孔的距离为28mm。焊接区宽度为12mm。
46.如图5-8所示，所述外隔热屏2为薄壁不锈钢板冲压成型后绕成筒形，焊接而成，连接处均布焊点，筒壁的截面形状近似帽型，薄板厚度与所述内隔热屏1的薄板厚度相同。所述外隔热屏2的帽沿的内径略大于所述内隔热屏1的筒壁直径，帽顶的直径比所述内隔热屏1的内径大4mm以上，比轮毂毂部底部直径小2mm以上，与所述内隔热屏1形成空腔。筒形的宽度比机轮组件的腔深短2mm以上，不能与机轮腹腔底转接部位接触，且与所述内隔热屏1的筒形的宽度相同。帽沿较宽的一端均布有多个方形孔，所述方形孔的数量与机轮组件上梁式导轨7数量相同，方形孔的尺寸与所述内隔热屏上方形孔的尺寸相同，以方便安装，用于固定所述隔热屏组件6。筒壁上均布有多排半圆台，半圆台方向朝向筒中心，用于和所述内隔热屏1筒壁上的半圆台共同夹紧所述隔热层3，半圆台半径略小于所述内隔热屏1和所述外隔热屏2中间部位筒壁半径差值的1/2。筒壁上均布有至少2排孔，用于安装所述隔离垫4，孔径比所述隔离垫4的腰径略大。帽沿较窄的一端宽约10mm，用于安装所述加强板5。
47.本实施例中，所述外隔热屏2所用板料厚度为0.3mm，总宽度为255mm，成型后帽沿部位的内径为490mm，长边帽沿的宽度为25mm，短边帽沿的宽度为12mm，帽顶内径为500mm。筒壁一端均布有9个方孔，距离筒沿23mm，孔的长边为42mm，短边为34mm。筒壁上均布3排共54个半圆台r2mm，排距65mm，第一排半圆台圆心与方孔的距离为28mm。筒壁上局部2排共18个孔φ12mm，排距110mm，第一排孔中心与方孔的距离为53mm。焊接区宽度为12mm。
48.如图9-10所示，所述隔热层3为薄壁不锈钢板弯成直筒形，焊接而成，连接处均布焊点，薄板厚度与所述内隔热屏1的薄板厚度相同。筒壁直径等于所述内隔热屏1的内径与半圆台直径的和。筒形的宽度比所述内隔热屏1的筒形宽度短40mm以上。筒型一端均布方形槽，方形槽的数量与所述内隔热屏1和所述外隔热屏2上的方形孔数量相同，方形槽的宽度比所述内隔热屏1上方形孔的宽度大10mm以上，方形槽的深度比所述内隔热屏1上方形孔的长度大5mm以上，以便于安装在所述内隔热屏1和外隔热屏2之间的空腔中，避开所述内隔热屏1和所述外隔热屏2的方形孔。
49.本实施例中，所述隔热层3所用板料厚度为0.3mm，总宽度为213mm，成型后的筒壁直径为494mm，一端均布有9个方形槽，槽宽65.2mm，槽深41mm，焊接区宽度为12mm。
50.如图11-13所示，所述隔离垫4为耐高温橡胶制成的工字型结构。工字型的腰部直径比所述外隔热屏2上安装孔的尺寸略小，腰部宽度比所述外隔热屏2的板料厚度略宽，工字头的直径比腰部直径大5mm以上，工字型整体厚度大于4mm，小于6mm，工字头插入所述外隔热屏孔2中部分的厚度大于1mm，小于所述内隔热屏1和所述外隔热屏2筒壁半径差值的1/2。
51.本实施例中，所述隔离垫4选用的材料为6141硅橡胶，工字头的直径为15.2mm，腰部直径为10.2mm，总厚度为4.3mm，插入所述外隔热屏孔2中部分的厚度为1.5mm，腰部宽度为0.6mm。
52.如图14所示，所述加强板5为88
°
弧形板，截面为薄板对称弯成的u形，薄板厚度与所述内隔热屏1的薄板厚度相同，u形的宽度大于5mm，小于10mm，u形的开口宽度等于所述内隔热屏1的薄板厚度的2倍。
53.本实施例中，装配所述隔热屏组件6所需的加强板5数量为4个，加强板5所用板料
厚度为0.3mm，对称完成宽度为6mm的u形，u型的开口宽度为0.6mm。
54.装配所述整体式隔热屏组件6时，如图15-17所示，依次将所述隔热层3和所述内隔热屏1装入所述外隔热屏2内，所述隔热层3在所述内隔热屏1和所述外隔热屏2之间的空腔中，被内隔热屏1和外隔热屏2的半圆台夹紧，将一个空腔隔成两个空腔，所述隔热层3的方形槽与所述外隔热屏2和所述内隔热屏1的方形孔重叠，将4个所述加强板5安装在所述外隔热屏2帽沿较短的一侧，并包覆住所述内隔热屏1的一端，所述外隔热屏2帽沿较宽的一端与所述内隔热屏1焊接在一起，所述外隔热屏2帽沿较短的一端与所述内隔热屏1和加强板5焊接在一起。将所述隔离垫4装入所述外隔热屏2的孔中。本发明的整体式隔热屏组件6装配完成。
55.使用本发明时，如图18-19所示，将所述整体式隔热屏组件6装入机轮腹腔中，使用梁式导轨7固定住所述隔热屏组件6，除方形孔部位，梁式导轨7与所述隔热屏组件6不接触，有效减少刹车装置向机轮组件的热传递。
56.所述整体式隔热屏组件6与机轮毂壁之间有隔离垫4，防止隔热屏与机轮毂壁直接接触，能够降低隔热屏与机轮组件之间的热传递。
57.所述整体式隔热屏组件6的内隔热屏1、外隔热屏2和隔热层3形成了两个空腔，中间充满空气，能够减缓热辐射的速率。
58.所述整体式隔热屏组件6，提升了热防护面积，与传统的单片式隔热屏相比，防护面积提升至少15％，达到了100％，能够减少刹车装置向机轮组件的热辐射，有效降低机轮组件的温度，热防护效果有明显提升。
59.某型号刹车机轮应用了单片式隔热屏，如附图20所示，试验测得机轮组件毂部位置最高温度为175℃。应用了整体式隔热屏后，如附图21所示，试验测得机轮组件毂部位置最高温度为163℃，热防护效果提升了6.8％。

技术特征：

1.一种用于航空刹车机轮的整体式隔热屏，其特征在于，应用于机轮上位梁式导轨的结构，所述整体式隔热屏包括：内隔热屏(1)、外隔热屏(2)、隔热层(3)、多个隔离垫(4)和多个加强板(5)；所述内隔热屏(1)为薄壁不锈钢板冲压成型后绕成直筒形，所述外隔热屏(2)为薄壁不锈钢板冲压成型后绕成筒形，且筒壁的截面形状近似帽型；所述隔热层(3)和所述内隔热屏(1)装入所述外隔热屏(2)内，所述隔热层(3)在所述内隔热屏(1)和所述外隔热屏(2)之间的空腔中，且被内隔热屏(1)和外隔热屏(2)的上的半圆台夹紧，将一个空腔隔成两个空腔；所述隔热层(3)的方形槽与所述外隔热屏(2)和所述内隔热屏(1)的方形孔重叠，将多个所述加强板安装在所述外隔热屏(2)帽沿较短的一侧，并包覆住所述内隔热屏(1)的一端，所述外隔热屏(2)帽沿较宽的一端与所述内隔热屏(1)焊接在一起，所述外隔热屏(2)帽沿较短的一端与所述内隔热屏(1)和加强板(5)焊接在一起，所述隔离垫(4)装入所述外隔热屏(2)的孔中。2.根据权利要求1所述的一种用于航空刹车机轮的整体式隔热屏，其特征在于，所述内隔热屏为薄壁不锈钢板冲压成型后绕成直筒形，焊接而成，连接处均布焊点；筒壁的内径比所述外隔热屏的帽顶内径小，从而与所述外隔热屏形成空腔；筒形的宽度比机轮组件的腔深短，不与机轮腹腔底转接部位接触；筒的一端靠近边沿均布有多个方形孔，用于固定所述整体式隔热屏；所述方形孔的数量与机轮组件上梁式导轨数量相同，方形孔的尺寸比梁式导轨上的方形凸台大；筒壁上均布有多排半圆台，半圆台方向背离筒中心，用于和所述外隔热屏筒壁上的半圆台共同夹紧所述隔热层，半圆台半径小于所述内隔热屏和所述外隔热屏中间部位筒壁半径差值的1/2。3.根据权利要求2所述的一种用于航空刹车机轮的整体式隔热屏，其特征在于，所述外隔热屏为薄壁不锈钢板冲压成型后绕成筒形，焊接而成，连接处均布焊点，筒壁的截面形状近似帽型，薄板厚度与所述内隔热屏的薄板厚度相同；所述外隔热屏的帽沿的内径大于所述内隔热屏的筒壁直径，帽顶的直径比所述内隔热屏的内径大，比轮毂底部直径小，与所述内隔热屏形成空腔；筒形的宽度比机轮组件的腔深短，不与机轮腹腔底转接部位接触，且与所述内隔热屏的筒形的宽度相同；帽沿较宽的一端均布有多个方形孔，所述方形孔的数量与机轮组件上梁式导轨数量相同，方形孔的尺寸与所述内隔热屏上方形孔的尺寸相同，用于固定所述整体式隔热屏组件；筒壁上均布有多排半圆台，半圆台方向朝向筒中心，用于和所述内隔热屏筒壁上的半圆台共同夹紧所述隔热层，半圆台半径小于所述内隔热屏和所述外隔热屏中间部位筒壁半径差值的1/2；筒壁上均布有至少两排孔，用于安装所述隔离垫，孔径比所述隔离垫的腰径大；帽沿较窄的一端用于安装所述加强板。4.根据权利要求3所述的一种用于航空刹车机轮的整体式隔热屏，其特征在于，所述隔热层为薄壁不锈钢板弯成直筒形，焊接而成，连接处均布焊点，薄板厚度与所述内隔热屏的薄板厚度相同；筒壁直径等于所述内隔热屏的内径与小凸台直径的和；筒形的宽度比所述内隔热屏的筒形宽度短；筒型一端均布方形槽，方形槽的数量与所述内隔热屏和所述外隔热屏上的方形孔数量相同，方形槽的宽度比所述内隔热屏上方形孔的宽度大；方形槽的深度比所述内隔热屏上方形孔的长度大，以安装在所述内隔热屏和外隔热屏之间的空腔中，避开所述内隔热屏和所述外隔热屏的方形孔。5.根据权利要求4所述的一种用于航空刹车机轮的整体式隔热屏，其特征在于，所述隔
离垫为耐高温橡胶制成的工字型结构；工字型的腰部直径比所述外隔热屏上安装孔的尺寸小，腰部宽度比所述外隔热屏的板料厚度宽，工字头的直径比腰部直径大，工字头插入所述外隔热屏孔中的部分厚度大于1mm，小于所述内隔热屏和所述外隔热屏筒壁半径差值的1/2。6.根据权利要求5所述的一种用于航空刹车机轮的整体式隔热屏，其特征在于，所述加强板为弧形板，截面为薄板对称弯成的u形，薄板厚度与所述内隔热屏的薄板厚度相同，u形的开口宽度等于所述内隔热屏的薄板厚度的2倍。7.根据权利要求6所述的一种用于航空刹车机轮的整体式隔热屏，其特征在于，所述整体式隔热屏装在机轮腹腔中，使用梁式导轨固定，除方形孔部位，梁式导轨与所述整体式隔热屏不接触。8.根据权利要求7所述的一种用于航空刹车机轮的整体式隔热屏，其特征在于，梁式导轨小端插入轮毂底部的孔中，大端通过螺栓将梁式导轨和轮毂连接，所述整体式隔热屏在梁式导轨与轮毂之间加紧。

技术总结

本发明属于航空刹车机轮技术领域，尤其涉及一种用于航空刹车机轮的整体式隔热屏。包括：内隔热屏、外隔热屏、隔热层、多个隔离垫和多个加强板；所述隔热层和所述内隔热屏装入所述外隔热屏内，所述隔热层在所述内隔热屏和所述外隔热屏之间的空腔中，且被内隔热屏和外隔热屏的上的半圆台夹紧，将一个空腔隔成两个空腔；将机轮组件毂壁的热防护面积提高至100％。将机轮组件毂壁的热防护面积提高至100％。将机轮组件毂壁的热防护面积提高至100％。