一种有活动轮缘的组合式航空机轮的制作方法

本发明涉及航空机轮，具体是一种组合式航空机轮。

背景技术：

航空机轮是飞机起落架重要承力件，也是旋转件，配装有航空轮胎和刹车装置，安装在起落架支柱底端轮轴上，供飞机起飞、着陆滑跑，刹车和支撑飞机用。前起落架机轮通常不带刹车装置，称为无刹车机轮；主起落架机轮带刹车装置，称为刹车机轮。

这里作为知识性也作为对本发明理解，有必要稍微说明一下有关“轮”的概念和“轮”的发展。很久很久以前遥远古代，我们先人就知道轮和轴，这种最简单、最基本的机械元件或零件，并因此发明和打造出车和轮的木器载具；轮包括：毂(轮毂)，辐(轮辐)，辋(轮辋)这三要素或结构部分，这三个零组件主要用榫卯连接在一起。轮毂中心用来穿插轮轴，将轴支撑在毂上，或者说轮毂支撑在轮轴上；轮辐(辐条或辐板，腹板)用来将轮辋连接支撑在轮毂上。随着冶炼技术发达，铸造出、锻造出三件一体的铜轮，铁轮，钢轮。橡皮的应用，给轮辋安装橡胶轮胎，成就了现代意义上的车轮，工程机械轮等各种负重行走轮；轮辋也叫轮圈，轮缘，轮辋两端侧有凸起的轮缘，用来固定安装的轮胎。此外，与轮相关的还有辖(轮辖)，就是轮键，限制轮子在轴上移动。

航空机轮主要由机轮轮毂组成。机轮在起落架轮轴上的位置由轮轴上的凸台和轮轴螺母限制固定，没有用轮键。所述航空机轮轮毂包括毂(轮毂)，辐(轮辐)，辋(轮辋)，通常是连体件，或单件体整体式结构。由于航空轮胎刚性硬，轮辋两端轮缘必须有一个设计成可卸轮缘或活动轮缘，以便装卸轮胎。过去，航空机轮主要用铸件制造，技术性能较低；现在，航空机轮主要用轻合金锻件制造，技术性能较高。随着大型、重载飞机和高速飞机的发展，需要负荷能力更强、尺寸更大的航空机轮，这对航空机轮的设计、制造带来新挑战。为了配置更大的刹车热库，希望机轮内腔大，内腔深。现有锻件机轮结构大体分单辐板(腹板)或碗形式和对开式，单辐板结构纵剖面基本是“e”形，包含了轮毂、轮辐和轮辋。对开式为二个单辐板结构，二个半轮毂纵剖面也基本是“e”形。单辐板结构机轮内腔深大，是刹车机轮首选的型式，但结构复杂，不利于生产制造。对开式结构便于制造和维修，但一般机轮内腔浅小，不便布置大的刹车热库，应用受限。轮毂、轮辐和轮辋一体化单件整体式结构确实有优点：简洁，便于装配，结构完整性好，但也在发展中遇到问题。机轮轮毂是航空机轮的大件。现有机轮结构设计存在的不足是整体式机轮轮毂缺乏维修性，使用出现裂纹就要拆卸报废，基本不可修理；加工制造工艺性差，大尺寸(机轮结合径一般在450mm以上)轮毂锻件机械性能不高，散差大；此外，锻件尺寸大，结构复杂，现有锻压设备难以适应，对锻压设备吨位提出更高要求；这二者都加大了生产制造周期和生产成本。在改善生产工艺的同时，优化和改进航空机轮结构设计是生产实际和飞机发展的迫切需要。

技术实现要素：

为克服现有技术中存在的整体式机轮轮毂缺乏维修性，加工制造工艺性差的不足，本发明提出了一种有活动轮缘的组合式航空机轮。

本发明包括轮缘和毂辐板，其特征在于，所述的轮缘分为内半轮缘、外半轮缘，并将该内半轮缘、外半轮缘和毂辐板固连；固连时，将所述内半轮缘的内端与外半轮缘的内端分别卡在所述毂辐板的外圆周上并固连，使所述内半轮缘内端的端面与外半轮缘内端的端面对接；所述内半轮缘与外半轮缘对接面的气密性通过安放在所述对接面上的密封圈保证；所述内半轮缘的外圆周表面上套装有活动轮缘，并通过卡环将所述活动轮缘固定在内半轮上，以阻挡航空轮胎充气和负载后活动轮缘轴向移动脱离。航空轮胎安装在活动轮缘和外半轮缘之间，并通过所述的活动轮缘和外半轮缘的外轮缘限制航空轮胎充气和负载后的轴向移动。

所述的活动轮缘的内径与所述内半轮外端的外径相同，并且在该活动轮缘外端的内表面有向内收敛的斜面。所述斜面的角度与安装在所述内半轮的外圆周表面上的卡环的角度一致，并使该活动轮缘安装在内半轮上后，该斜面与卡环的外表面贴合。所述活动轮缘的外径与外半轮缘的外径相同。

所述的内半轮内端的内圆周表面有径向凸出的内法兰，法兰上均匀布置有螺栓孔；所述内半轮外端的外径与所述活动轮缘的内径相同，并且在该内半轮外端的外圆周表面有嵌装卡环的环形卡槽，该卡槽与该内半轮的外圆周表面之间有35°度的夹角；所述内半轮内端的外径与外半轮缘的外径相同。

在所述内半轮外端的外圆周表面，由外向内依次开有卡环槽和密封圈槽。

在内半轮内端端面处的外圆周表面开有环形的外台阶；在外半轮缘内端端面处的内圆周表面开有环形的内台阶，并在该内台阶的下表面加工有斜面。当所述内半轮的内端端面与外半轮缘的内端端面对接后，该外台阶与内台阶嵌合为一个安放密封圈的环形容腔，形成了对内半轮缘和外半轮缘的对接面密封，保持航空轮胎充气压力不由对接面泄漏。在密封对接面时，所述内台阶下表面的斜面与该密封圈表面接触，对该密封圈同时产生径向和轴向的压力。

本发明按照删繁就简，化整为零、简化零件、便于制造的思路，将一体化单件整体式结构机轮轮毂，分解或分割为轮毂，轮辐，轮缘，取单辐板和对开式的优点，取消纵剖面呈“e”形的轮毂结构，将现有非独立的轮缘作为一个独立的大圆筒形件，轮缘、毂芯和辐板作为一个独立件，再用紧固件将该二件连接为一个整体件。这样，有利于锻件机械性能保证和提高，现有锻压设备仍可使用，满足大尺寸、深腔机轮制品技术要求；改善了航空机轮维修性，使基本不可修的机轮轮毂能够维修，方便外场航材备件订货，提高航空产品制造和使用综合效益。

本发明中将内半轮缘分割为内半轮和活动轮缘，通过内半轮实现内半轮缘的基本功能，用活动轮缘代替轮缘。内半轮的外端套装有径向外伸的活动轮缘，内端有径向内伸的法兰内法兰，法兰上均匀布置有一圈螺栓孔；活动轮缘通过内半轮外端锁紧装置固定在内半轮上，以阻挡航空轮胎充气和负载后活动轮缘轴向移动脱离；活动轮缘通过内半轮外端与活动轮缘配合面之间的密封装置提供密封。

本发明采用化整为零，简化零件，便于制造、维护的思路设计制造航空机轮，将一体化单件整体式结构机轮轮毂，分解为简单件加工制造，没有复杂的“e”形整体式轮毂结构，再用紧固件将简单件连接为一个整体件，继承了单辐板和对开式机轮的优点。这样，有利于锻件机械性能保证和提高，现有锻压设备仍可使用，满足大尺寸、深腔机轮制品技术要求；改善了航空机轮维修性，使基本不可修的机轮轮毂能够维修，方便外场航材备件订货，提高航空产品制造和使用综合效益；本发明适应大型、重载飞机和高速飞机对负荷能力更强、尺寸更大的大容腔航空机轮设计制造的发展需求。本发明具有明显的设计制造和技术使用综合经济效益。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图；

附图2是内半轮与外半轮缘的密封示意图。

图中：1.密封圈槽；2.外半轮缘；3.毂辐板；4.连接螺栓；5.卡环槽；6.内法兰；7.螺栓孔；8.外凸缘；9.外法兰；10.密封圈；11.卡环；12.活动轮缘；13.内半轮；14.导轨；15.轴承孔座；16.轴承；17.气门嘴；18.外台阶；19.内台阶。

具体实施方式

参见附图1。本实施例是一种组合式航空机轮，包括内半轮13、外半轮缘2和毂辐板3。以毂辐板3作为基板，将所述内半轮13的内端与外半轮缘2的内端分别卡在所述毂辐板3的外圆周上并固连，使所述内半轮内端的端面与外半轮缘内端的端面对接；所述内半轮13是大圆筒形件，在筒形件外端，即内半轮13的外端，套装有径向外伸的活动轮缘12，内端有径向内伸的法兰内法兰6，法兰上均匀布置有一圈螺栓孔7；在内半轮13的外端外圆周上，设有固定和密封槽：卡环槽和密封圈槽，卡环槽和密封圈槽按现有技术设置；所述内半轮13与外半轮缘2对接面的气密性通过安放在所述对接面上的密封圈10保证。所述外半轮缘2外端端头处的外圆周表面上有径向凸出的外凸缘8。在所述内半轮13外端的外圆周表面上套装有活动轮缘12。卡环11嵌装在所述内半轮13与活动轮缘12的结合面上，并位于所述内半轮13的外端，通过该卡环11将所述活动轮缘12固定在内半轮13上，以阻挡航空轮胎充气和负载后活动轮缘12轴向移动脱离。活动轮缘12的外型面同现有技术。

航空轮胎安装在活动轮缘12和外半轮缘2之间，并通过所述的活动轮缘12和外半轮缘2的外凸缘8限制航空轮胎充气和负载后的轴向移动。

在外半轮缘2上开有充气孔13，通过气门嘴17给机轮充气；充气孔13位于外半轮缘的外法兰9处。

内半轮的内腔可容纳刹车装置；在该内半轮腔壁设置有多个导轨14，用以于啮合刹车装置动盘驱动键。

所述毂辐板3在毂芯的外圆周表面中部径向凸出的圆形盘；在该毂辐板盘面的外缘均布有多个螺栓孔7；该螺栓孔与所述内法兰6和外法兰9上的螺栓孔7同心贯通，用于安装连接螺栓4，将内半轮缘1、外半轮缘2和毂辐板3连接。所述的毂芯为圆筒形件。所述毂芯、毂辐板、内半轮缘和外半轮缘同轴。

所述毂芯两端的内表面均有轴承孔座15，用与安装机轮轴承16，将组合航空机轮支撑在轮轴上。

所述的内半轮13是圆筒形件。该内半轮外端的外圆周表面套装有径向外伸的活动轮缘12，该内半轮内端的内圆周表面有径向凸出的内法兰6，法兰上均匀布置有螺栓孔7；本实施例中，所述内法兰的外端面与该内半轮13的内端面之间的距离为1/2毂辐板3的轴向长度。

所述内半轮外端的外径与所述活动轮缘12的内径相同，并且在该内半轮外端的外圆周表面有嵌装卡环11的环形卡槽，该卡槽与该内半轮的外圆周表面之间有35°度的夹角；所述内半轮内端的外径与外半轮缘2的外径相同。

所述的活动轮缘12的内径与所述内半轮外端的外径相同，并且在该活动轮缘12外端的内表面有内敛的斜面。所述斜面的角度与安装在所述内半轮的外圆周表面上的卡环的角度一致，并使该活动轮缘安装在内半轮13上后，该斜面与卡环的外表面贴合。所述活动轮缘的外径与外半轮缘2的外径相同。在该活动轮缘上表面的端头有径向凸出的凸缘。

活动轮缘12通过内半轮13外端与活动轮缘12配合面之间的密封圈提供密封，防止航空机轮从活动轮缘12处漏气泄压；活动轮缘12的结构和安装固定、密封采用现有技术，本实施例中，通过卡环11对活动轮缘进行定位固紧，并通过密封圈10密封实现活动轮缘与内半轮之间的密封。

在内半轮13外端的外圆周表面，由外向内依次开有卡环槽5、密封圈槽1，分别嵌装作为锁紧件的卡环11和密封圈10；卡环11贴住活动轮缘12外端斜口面，限制活动轮缘12外移松脱。

所述外半轮缘2与内半轮13连接一端为内端，内端的内圆周表面有径向凸出的外法兰9；该外法兰9上亦均匀布置有一圈螺栓孔7。本实施例中，所述外法兰的内端面与该外半轮缘2的内端面之间的距离为1/2毂辐板3的轴向长度。

在内半轮13内端端面处的外圆周表面开有环形的外台阶11；在外半轮缘2内端端面处的内圆周表面开有环形的内台阶12，并在该内台阶的下表面加工有斜面。当所述内半轮的内端端面与外半轮缘的内端端面对接后，该外台阶与内台阶嵌合为一个安放密封圈10的环形容腔，形成了对内半轮缘和外半轮缘的对接面密封，保持航空轮胎充气压力不由对接面泄漏。在密封对接面时，所述内台阶下表面的斜面与该密封圈表面接触，对该密封圈同时产生径向和轴向的压力。