塊狀卡箍在飛機液壓系統中的選用

項瑞樂

【摘 要】塊狀卡箍在飛機液壓系統的布置中被廣泛使用。本文介紹了塊狀卡箍選用的一般準則，重點介紹了塊狀卡箍與P形卡箍、馬鞍形卡箍相較的選用條件，并介紹了塊狀卡箍不同構型之間的選用準則。

【關鍵詞】塊狀卡箍；飛機；液壓系統；選用

1 背景

飛機上絕大多數飛控作動器由液壓油為工作介質執行驅動，因此液壓系統是飛機最重要的系統之一[1]。飛機液壓系統相比于其他液壓系統需要面臨長周期、高可靠性、高安全性、高振動、高溫差等諸多挑戰[2]。一旦管線的夾持出現失效，將有可能釀成惡劣的后果，因此對于飛機液壓系統管線的夾持也對應提出了更高的要求。

2 什么情況下選擇塊狀卡箍

目前飛機液壓系統管線的夾持主要采取P形卡箍、馬鞍形卡箍、塊狀卡箍三種夾緊形式。P形卡箍是由金屬環片配合橡膠墊制成的卡箍，如圖1（a）所示。這種卡箍結構簡單，安裝通常只需要一根螺栓，它具有體型小巧、安裝靈活、箍緊力強等優點。馬鞍形卡箍是一種由一片馬鞍形金屬片中間配合橡膠墊制成的卡箍，如圖1（b）所示，它的安裝需要在馬鞍形金屬片的兩側分別安裝螺栓，其可靠性要略高于P形卡箍。P形卡箍和馬鞍形卡箍通常只能固定一根管路[3]。塊狀卡箍是由一組橡膠塊配合金屬緣條、防壓管組成的裝配件，如圖1（c）所示。其中橡膠塊是用于夾持的主要零件；金屬緣條主要用來支撐橡膠結構，可以起到對管線的保護作用；防壓管則主要用來控制夾緊力，防止橡膠塊的過度壓縮[4]。

在什么時候選用P形卡箍或馬鞍形卡箍，什么時候選用塊狀卡箍并不是絕對的。通?？梢詮恼駝迎h境、使用壽命、載荷情況、管路數量、布置空間、維修工藝性、單件重量、單件成本這八個方面來考量。對于這三種卡箍的特性總結見表1。

為了更直觀的反映三種卡箍適用的情境，根據表1繪制三種卡箍特性的雷達圖，如圖2所示。從圖中我們能直觀的看出，如果從振動環境、使用壽命、承受載荷能力、需要夾緊管路數量的角度考量，應優先選擇塊狀卡箍；而當這四個因素不是限制卡箍選擇的主要因素時，擇可優先考量成本、重量、維修工藝性、布置空間這四個因素，而當重點考量這四種因素時，則應優先選擇P形卡箍和馬鞍形卡箍。

3 選擇哪種構型的塊狀卡箍

在選定使用塊狀卡箍作為夾持形式后，還需要選用塊狀卡箍的具體構型。這里用“選用”而不是“設計”，是因為塊狀卡箍正在逐漸從“設計件”向“準標準件”進行過渡。由于塊狀卡箍在飛機設計中使用數量較大，且很多構型都是重復使用、互相調用，因此為了保持設計的一致性，減少構型冗余。絕大多數民機設計中會將常用的塊狀卡箍建立成“庫”，用于給各個區域的管路布置設計師調用。

在塊狀卡箍的液壓系統設計的選用中通常需要考量的因素有：塊狀卡箍使用的環境、塊狀卡箍選用的材料、塊狀卡箍與其他系統專業的共用需求、塊狀卡箍夾緊孔布置形式的確定四個方面。

（1）塊狀卡箍的使用環境。

塊狀卡箍的使用環境是選擇塊狀卡箍構型的首要考慮因素，需要考察塊狀卡箍使用環境的振動情況、溫濕情況、油液環境、電磁環境、干涉包絡、操作空間的等種種工況信息，以評估塊狀卡箍在全生命周期內可能遇到的各種失效模式。

（2）塊狀卡箍選用材料

通常塊狀卡箍的材料選擇主要指的是橡膠塊的材料以及金屬緣條的材料。在燃油箱區域內由于塊狀卡箍需要長時間浸泡在燃油內，因此需要選用耐燃油腐蝕的橡膠材料，例如丁腈橡膠。在非燃油箱區域，可以選用成本相對較低的乙丙橡膠。金屬緣條的選擇通常可以采用鋁合金，在振動特別劇烈的區域也可采用不銹鋼。不管選用何種材料，都還須根據所處的環境選擇合適的表面處理方式，以保證金屬表面的防腐要求。

（3）與其他系統專業的共用需求

在空間狹小區域，有可能出現液壓系統管線與其他系統專業管線并排布置的情況。最常見的是與電纜并排走線，個別情況也可能出現與燃油、空調等其他專業并排走線。這種情況下可以考慮選用與其他專業共同走線的塊狀卡箍。在選用這種塊狀卡箍的時候要特別注意其他專業對于管線布置的輸入要求，例如溫度、間距、防火、防靜電等方面的要求。只有在滿足液壓和其他專業的布線要求才可采用共用塊狀卡箍。

（4）塊狀卡箍夾緊孔布置形式

在確定需要夾持的管線直徑組合后，如何布置這些管線有較多的選擇。常見的選擇可以是單排布置或者雙排布置。單排布置可靠性較高、尺寸高度較低；雙排布置可以減輕重量、總體包絡空間更小。兩者各有利弊，可以根據實際需要進行布置。

4 結語

本文對塊狀卡箍在飛機液壓系統中的選用做了簡單的闡述。對民用飛機液壓系統管線布置支撐能有一定的啟示作用。

【參考文獻】

[1]王俊暉.民用飛機液壓系統可靠性分析[J].浙江大學，2015（3）.

[2]楊龍.機翼液壓管路模型簡化及振動分析[J].西安電子科技大學，2014.

[3]高鋒.飛機液壓系統泵—管路振動特性研究[J].浙江大學，2013，（4）.

[4]盛世偉.管路支撐參數對液壓管路系統振動特性影響研究[J].燕山大學，2015.

[責任編輯：朱麗娜]