一种快卸作动筒的制作方法

本发明涉及一种快卸作动筒，尤其涉及一种抗疲劳液压快卸作动筒。

背景技术

随着先进的军用和民用飞机的性能不断提高，飞机的复杂性和成本也迅速增加，因而对飞机的使用寿命要求也大大提高了，起落架的耐久性问题也被提上日程。据统计，起落架在使用时发生的事故中，有80％以上都是由疲劳破坏引起的。因此，耐久性设计已经成为设计新的先进飞机用零部件的最基本和最重要的要求之一。快卸液压作动筒作为飞机起落架常用零部件，其耐久性同样倍受关注。

快卸液压作动筒动密封相关的设计是耐久性设计的短板，一般作动筒会在功能、缓冲、密封、快卸、材料和制造工艺等单方面或几方面来考虑快卸作动筒端头组件的设计，致使一些大型作动筒，承载大的作动筒或使用环境恶劣作动筒的耐久性经常达不到设计目标的要求。

因此，有必要发明一种抗疲劳液压快卸作动筒端头组件，以适应先进的军用和民用飞机对液压快卸作动筒耐久性的要求。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种快卸作动筒，从结构总体布局和细节设计上考虑提高各零部件性能和使用寿命，避免严酷载荷作用在密封件等易损件上，避免大应力出现在主承力零件上，降低滑动摩擦面磨损机率，提高快卸液压作动筒使用寿命期内功能可靠性和维修经的济性。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种快卸作动筒，包括外筒和活塞杆，所述外筒的一端可拆卸地固定有止动卡套，所述活塞杆的一段穿过止动卡套伸入外筒内，活塞杆伸入外筒内的一杆端设有与外筒匹配的突台；所述止动卡套内侧设有套设于活塞杆上的导向套；所述导向套远离止动卡套的一侧设有与活塞杆间隙配合且与外筒一体连接的缓冲机构。

本发明中，缓冲机构设置于导向套靠近突台的一侧，活塞杆向外伸出运动时，突台运动至缓冲机构所在位置，与缓冲机构接触，在缓冲机构作用下，冲击载荷得到降低，而缓冲机构与外筒一体连接，故缓冲机构可将突台施加的轴向应力直接传递给外筒，这样导向套和止动卡套等部件因无需受活塞杆传递的轴向力，得到有效保护，有利于使用寿命的提升。

进一步地，所述缓冲机构包括隔框，该隔框包括与外筒内壁一体连接的端面环，端面环上设有沿轴向且远离止动卡套的方向延伸的安装框，所述端面环、安装框、外筒内壁围成环形缓冲槽，所述缓冲槽内设有弹性缓冲件；所述安装框上设有可做轴向运动的浮动活塞。

进一步地，所述弹性缓冲件为弹簧。

进一步地，所述浮动活塞包括伸入缓冲槽中的外环和伸入安装框与活塞杆之间间隙内的内环，所述内环与活塞杆间隙配合，所述外环位于缓冲槽外的一端与内环位于缓冲槽外的一端一体连接。

进一步地，所述导向套与端面环接触的端面上设有过油凹槽，外筒上设有与过油凹槽连通的油嘴，所述内环、活塞杆之间的间隙与过油凹槽连通；所述端面环上开设有与缓冲槽、过油凹槽连通的过油孔。

进一步地，所述止动卡套与外筒通过螺栓连接。

进一步地，所述止动卡套伸入外筒内，止动卡套伸入外筒内的部分为二级阶梯轴状，导向套外端面上设有与该阶梯轴状部分的内侧阶梯配合的限位槽，阶梯轴状部分的外侧阶梯所对应的外筒内壁上设有环形卡槽，所述阶梯轴状部分的外侧阶梯、环形卡槽和导向套外端面所围成的空间内设有卡圈。这样，导向套所受的轴向力可通过卡圈直接传递给外筒，止动卡套不承受轴向力，从而有效保护了止动卡套形。当止动卡套通过轴向分布的止动螺栓固定于外筒上时，止动螺栓无需承受轴向力，无需担心螺纹损伤，导致外筒寿命降低。

进一步地，所述止动卡套的内壁上设有环形止动卡套防尘圈槽，该环形止动卡套防尘圈槽内安装有防尘圈。

进一步地，所述导向套的外壁上设有与过油凹槽连通的导油凹槽，所述油嘴设置于与该导油凹槽相对应的位置；所述导向套的外壁上还设有导向套固定密封槽，该导向套固定密封槽内安装有导向套固定密封件，所述导向套固定密封槽设置于导油凹槽与止动卡套之间。

进一步地，所述导向套的内壁上设有环形导向套耐磨圈槽和位于导向套耐磨圈槽内侧的导向套内壁密封槽，所述导向套耐磨圈槽和导向套内壁密封槽内分别安装有导向套非金属耐磨圈和导向套活动密封件。优选地，所述导向套内壁密封槽的数量为2个。

进一步地，所述导向套外端面上设有若干导向套止动立筋，所述止动卡套的内侧面上设有与所述若干导向套止动立筋咬合的止动卡套卡槽。

进一步地，所述外环的外壁上设有环形浮动活塞外侧密封槽，该浮动活塞外侧密封槽内安装有浮动活塞外侧密封件；所述外环的内壁上设有环形浮动活塞内侧密封槽，该浮动活塞内侧密封槽内安装有浮动活塞内侧密封件。

进一步地，所述安装框的内壁上设有多条沿周向均匀分布的浮动活塞安装槽，所述浮动活塞安装槽沿安装框长度方向延伸且与安装框右端面贯通，相邻浮动活塞安装槽之间设有浮动活塞限位槽，浮动活塞限位槽位于安装框内壁上端面环所对应的一端；所述内环的外壁上设有可在浮动活塞安装槽和浮动活塞限位槽内做轴向运动的浮动活塞止动键；安装框左端的内壁上设有将浮动活塞安装槽和浮动活塞限位槽连通的环槽，所述浮动活塞止动键可沿环槽做周向运动。

进一步地，所述活塞杆突台的外壁上设有突台密封槽和突台耐磨圈槽，突台密封槽和突台耐磨圈槽内分别安装有活塞杆密封件和活塞杆非金属耐磨圈。

本发明中，所述隔框的缓冲槽内放置弹性缓冲件，浮动活塞的止动键通过隔框安装槽压到底后旋转，浮动活塞止动键进入隔框的限位槽，受弹性缓冲件支撑，被限制在隔框的限位槽内，从而使得浮动活塞处于一定的行程范围内，弹性缓冲件同时被封在缓冲槽内。隔框的过油孔连通缓冲槽内、外，浮动活塞与缓冲槽滑动接触面间设有密封件，浮动活塞受活塞杆挤压，缓冲槽憋压，阻碍活塞杆推进，起到缓冲效果。活塞杆缩进外筒内时，浮动活塞在弹性缓冲件的作用下复位。

所述导向套的一端与隔框靠近端头的一面接触，油液经油嘴，通过导向套端面的过油凹槽，经活塞杆外壁与浮动活塞内壁之间的间隙进入有杆腔内；导向套轴向位移由安装在外筒内部的卡圈限制，另外，卡圈的设置，可将导向套所受的轴向力传递给外筒，降低止动卡套所受的轴向力，使得止动卡套处于良好的受力状态，提升使用寿命。

进一步地，为了方便安装，所述卡圈分为数段，优选地，所述卡圈外缘为圆面或弧面，能与外筒内壁上的环形卡槽贴合。

所述止动卡套，通过外筒端头内壁与活塞杆外壁的间隙安装在导向套的端面止动槽内，另一端用止动螺栓固定在外筒上，对卡圈限位的同时，实现导向套的防转。

本发明中，油嘴与导油凹槽连通，导向套与隔框接触面设有过油凹槽，有杆腔通过浮动活塞内壁与活塞杆的间隙，经过油凹槽，与导油凹槽连通。油液经该油路可实现迅速回油，从而提高活塞杆收缩效率。

本发明中，非金属耐磨圈、防尘圈的设计，可有效增强滑动接触面耐磨性能。

本发明中，通过浮动活塞、弹性缓冲件、隔框的配合作用，降低活塞杆对外筒的冲击载荷。活塞杆带来的冲击载荷经过浮动活塞、弹性缓冲件的缓冲作用后，通过与外筒一体连接的隔框，直接传递给外筒，从而大大降低外筒、活塞杆导向套与止动卡套的最高应力，实现了提高传力零件寿命的目的，避免了导向套相关密封件承受冲击载荷，卡圈、导向套及其密封件只承受系统压力（液压），提高了这些易损件的性能以及使用寿命。另外，本发明各零部件间连接，仅固定制动卡套采用了螺纹连接，避免连接零件间用螺纹连接传递作动筒工作载荷，提高了连接零件的使用寿命。在活动密封面多采用非金属耐磨圈，在止动卡套上设计防尘圈，可有效提高滑动表面的密封效果和使用寿命。

本发明降低了液压快卸作动筒易损零件载荷、主承力零件应力以及活动密封面的磨损划伤机率，避免了零件间使用螺纹连接形式传递工作载荷，在结构总体布局和细节设计上充分考虑提高各零部件性能和使用寿命，同时避免主承力零件出现大应力，提高了作动筒耐久性和快卸性能，避免严酷载荷作用在密封件等易损件上，避免主承力零件出现大应力，进而提高液压快卸作动筒使用寿命期内功能可靠和维修的经济，使其经常处于良好的备用状态。

本发明中，无杆腔供压原理为：活塞杆受外部载荷和无杆腔供压压力高速向外伸出（向左伸出），突台有杆腔端面与浮动活塞端面先接触，浮动活塞压缩缓冲槽内油液从缓冲槽过油孔流出，缓冲槽内憋压反作用于活塞杆，降低活塞杆与外筒相对运动速度，减速后的突台有杆腔端面与隔框撞击后止动，浮动活塞端面与活塞杆突台端面平齐，受弹性缓冲件支撑，弹性缓冲件不会被压到底（即压到当初安装的位置），依然被限制在浮动活塞限位槽内，最终外部载荷通过突台，由隔框传递给外筒。

本发明中，有杆腔供压原理为：导向套受系统供压压力，经卡圈传递给外筒，活塞杆受系统压力向内收缩（向右运动），浮动活塞受弹性缓冲件推动，并由隔框上浮动活塞限位槽限位，实现复位。

突台外壁与导向套内壁分别布置一个非金属耐磨圈，防止活塞杆突台外壁与外筒内壁之间以及导向套内壁与活塞杆内壁之间金属面与金属面摩擦。止动卡套内壁设置防尘圈，防止作动筒外部杂质进入内部，降低滑动摩擦面磨损机率，提高活动密封件使用寿命。

本发明通过对作动筒结构的优化设计，降低了作动筒主承力零件承受的冲击载荷和应力，提高了其结构寿命；避免作动筒导向套及相关密零件承受冲击载荷和外部载荷，提高了其使用寿命；卡圈连接替代使用螺纹连接传递工作载荷，实现了作动筒可快卸功能的同时，提高了连接零件使用寿命；使用非金属耐磨圈和防尘圈提高了作动筒滑动摩擦面耐磨性能。从上述结构总体布局和细节设计上考虑，在保证作动筒各项性能指标的同时，提高了快卸液压作动筒使用寿命期内功能可靠性和经济的维修性，使其经常处于良好的备用状态。

附图说明

图1是本发明的一种快卸作动筒的剖视结构示意图。

图2是本发明的一种活塞杆结构示意图。

图3是本发明的一种止动卡套结构示意图。

图4是本发明的一种卡圈结构示意图。

图5是本发明的一种导向套结构示意图。

图6是本发明的一种外筒的剖视结构示意图。

图7是本发明的一种弹性缓冲件结构示意图。

图8是本发明的一种浮动活塞结构示意图。

图9是沿图8中a-a线的剖视图。

图10是本发明的一种活塞杆非金属耐磨圈的结构示意图。

图中：1.活塞杆，1-1.活塞杆杆部外壁，1-2.活塞杆突台端面，1-3.活塞杆突台密封槽，1-4.突台耐磨圈槽，1-5.突台，2.止动螺栓，3.止动卡套，3-1.止动卡套螺栓孔，3-2.止动卡套阶梯限位面，3-3.止动卡套卡槽，3-4.止动卡套防尘圈槽，4.卡圈，4-1.卡圈外沿弧面，4-2.卡圈内壁，4-3.卡圈分隔间隙，5.导向套，5-1.导向套限位槽，5-2.导向套耐磨圈槽，5-3.导向套固定密封槽，5-4.导油凹槽，5-5.过油凹槽，5-6.导向套内端面，5-7.导向套内壁密封槽，5-8.导向套外端面，5-9.导向套止动立筋，6.外筒，6-1.环形卡槽，6-2.油嘴，6-3.缓冲槽，6-4.活塞杆止动端面，6-5.隔框与浮动活塞轴向配合端面，6-6.浮动活塞安装槽，6-7.浮动活塞限位槽，6-8.过油孔，6-9.外筒止动螺栓孔，6-10.外筒端头内壁，6-11.环槽，6-12.端面环，6-13.安装框，7.导向套固定密封件，8.弹性缓冲件，9.浮动活塞外侧密封件，10.浮动活塞，10-1.浮动活塞止动键，10-2.浮动活塞外侧密封槽，10-3.浮动活塞端面，10-4.浮动活塞底面，10-5.浮动活塞内侧密封槽，10-6.内环，10-7外环，11.活塞杆密封件，12.活塞杆非金属耐磨圈，12-1.非金属耐磨圈分隔间隙，13.浮动活塞内侧密封件，14.导向套活动密封件，15.导向套非金属耐磨圈，16.防尘圈。

具体实施方式

以下将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

如图1至图10所示，一种快卸作动筒，包括外筒6和活塞杆1，所述外筒6的一端可拆卸地固定有止动卡套3，所述活塞杆1穿过止动卡套3伸入外筒6内，活塞杆1伸入外筒内的一端设有与外筒匹配的突台；所述止动卡套3内侧设有套设于活塞杆上的导向套5；所述导向套5的内侧设有与活塞杆间隙配合的隔框；

所述隔框包括与外筒内壁一体连接的端面环6-12，端面环6-12上设有沿轴向且远离止动卡套的方向延伸的安装框6-13，所述端面环6-12、安装框6-13、外筒内壁围成环形缓冲槽6-3，所述缓冲槽6-3内设有弹性缓冲件8；所述安装框6-13上安装有浮动活塞10，该浮动活塞10包括伸入缓冲槽6-3中的外环10-7和伸入安装框6-13与活塞杆1之间间隙内的内环10-6，所述外环10-7位于缓冲槽6-3内的端面与弹性缓冲件接触，所述内环10-6与活塞杆1间隙配合，所述外环10-7露置于缓冲槽外的一端与内环10-6露置于缓冲槽外的一端一体连接；

所述导向套5与端面环6-12接触的端面上设有过油凹槽5-5，外筒6上设有与过油凹槽5-5连通的油嘴6-2，所述内环10-6、活塞杆1之间的间隙与过油凹槽5-5连通；所述端面环6-12上开设有与缓冲槽6-3、过油凹槽5-5连通的过油孔6-8。

所述止动卡套3与外筒6通过螺栓连接。

所述止动卡套3伸入外筒内，止动卡套3伸入外筒内的部分为二级阶梯轴状（即止动卡套阶梯限位面3-2所对应部分），导向套外端面5-8上设有与该阶梯轴状部分的内侧阶梯配合的限位槽5-1，阶梯轴状部分的外侧阶梯所对应的外筒内壁上设有环形卡槽6-1，所述阶梯轴状部分的外侧阶梯、环形卡槽6-1和导向套外端面5-8所围成的空间内设有卡圈4。

所述止动卡套3的内壁上设有环形止动卡套防尘圈槽3-4，该环形止动卡套防尘圈槽3-4内安装有防尘圈16。

所述导向套5的外壁上设有与过油凹槽5-5连通的导油凹槽5-4，所述油嘴6-2设置于与该导油凹槽5-4相对应的位置；所述导向套5的外壁上还设有导向套固定密封槽5-3，该导向套固定密封槽5-3内安装有导向套固定密封件7，所述导向套固定密封槽5-3设置于导油凹槽5-4与止动卡套3之间。

所述导向套5的内壁上设有环形导向套耐磨圈槽5-2和位于导向套耐磨圈槽5-2内侧的导向套内壁密封槽5-7，所述导向套耐磨圈槽5-2和导向套内壁密封槽5-7内分别安装有导向套非金属耐磨圈15和导向套活动密封件14。优选地，所述导向套内壁密封槽5-7的数量为2个。

所述导向套外端面5-8上设有若干导向套止动立筋5-9，所述止动卡套3的内侧面上设有与所述若干导向套止动立筋5-9咬合的止动卡套卡槽3-3。

所述外环10-7的外壁上设有环形浮动活塞外侧密封槽10-2，该浮动活塞外侧密封槽10-2内安装有浮动活塞外侧密封件9；所述外环10-7的内壁上设有环形浮动活塞内侧密封槽10-5，该浮动活塞内侧密封槽10-5内安装有浮动活塞内侧密封件13。

所述安装框6-13的内壁上设有多条沿周向均匀分布的浮动活塞安装槽6-6，所述浮动活塞安装槽6-6沿安装框长度方向延伸且与安装框右端面贯通，相邻浮动活塞安装槽6-6之间设有浮动活塞限位槽6-7，浮动活塞限位槽6-7位于安装框6-13内壁上端面环6-12所对应的一端；所述内环10-6的外壁上设有可在浮动活塞安装槽6-6和浮动活塞限位槽6-7内做轴向运动的浮动活塞止动键10-1；安装框6-13左端的内壁上设有将浮动活塞安装槽6-6和浮动活塞限位槽6-7连通的环槽6-11，所述浮动活塞止动键10-1可沿做周向运动。

所述突台1-5的外壁上设有突台密封槽1-3和突台耐磨圈槽1-4，突台密封槽1-3和突台耐磨圈槽1-4内分别安装有活塞杆密封件11和活塞杆非金属耐磨圈12。

本发明设计了一种抗疲劳液压快卸作动筒，在隔框上设计缓冲机构（使用弹性缓冲件限位卡滞连接），降低组件载荷和应力，在外筒端头设置导向套及相关密封组件（使用卡圈结构连接），在滑动面之间设置非金属耐磨圈，防止滑动面之间金属摩擦，其构造和装配位置如图1所示。

1)弹性缓冲件8安放在缓冲槽6-3内（见图6），浮动活塞外侧密封槽10-2（见图8）安装浮动活塞外侧密封件9，浮动活塞内侧密封槽10-5（见图9）安装浮动活塞内侧密封件13，浮动活塞止动键10-1（见图8）通过浮动活塞安装槽6-6（见图6），外环按压弹性缓冲件8直到隔框与浮动活塞轴向配合端面6-5（见图6）与浮动活塞底面10-4（见图9）接触，旋转一定角度，弹性缓冲件8推动浮动活塞10向右运动，浮动活塞止动键10-1（见图8）运动至在浮动活塞限位槽6-7（见图6）内，并最终止动浮动活塞10，浮动活塞可实现一定行程内的轴向运动。

2）突台密封槽1-3（见图2）安装活塞杆密封件11，突台耐磨圈槽1-4（见图2）安装活塞杆非金属耐磨圈12，活塞杆1安装在外筒5内部。活塞杆1运动到外筒末端时，活塞杆突台端面1-2（见图2）先与浮动活塞端面10-3（见图8）接触，减速后再由设置于外筒内壁上的活塞杆止动端面6-4（见图6）止动。

3）导向套耐磨圈槽5-2（见图5）安装导向套非金属耐磨圈15，导向套内壁密封槽5-7（见图5）安装导向套活动密封件14，导向套固定密封槽5-3（见图5）安装导向套固定密封件7，导向套内端面5-6（见图5）与隔框端面贴合，用止动卡套3校准导向套位置（止动卡套螺栓孔3-1（见图3）与外筒止动螺栓孔6-9（见图6）对准，止动卡套卡槽3-3（见图3）与导向套止动立筋5-9（见图5）咬合，将止动螺栓2拧入，实现固定。

4）卡圈4通过活塞杆杆部外壁1-1（见图2）与外筒端头内壁6-10（见图6）之间间隙安装在外筒卡圈卡槽6-1（见图6）内（弧面接触面贴合），挤压导向套外端面5-8（见图5），导向套5被限位在外筒隔框与卡圈之间。

5）止动卡套防尘圈槽3-4（见图3）安装防尘圈16，止动卡套3通过活塞杆杆部外壁1-1（见图2）与外筒端头内壁6-10（见图6）之间间隙安装，止动卡套阶梯限位面3-2（见图3）挤压卡圈内壁4-2（见图4），实现卡圈4限位，止动卡套卡槽3-3（见图3）与导向套止动立筋5-9（见图5）咬合，止动螺栓2通过止动卡套螺栓孔3-1（见图3）与外筒止动螺栓孔6-9（见图6）固定止动卡套3，同时实现导向套防转。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。