飛機地面液壓油泵源管路液壓沖擊分析研究

胡振磊

（新鄉(xiāng)平原航空液壓設(shè)備有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453000）

在飛機地面保障工作中，離不開飛機地面液壓油泵源這種關(guān)鍵的設(shè)備。在液壓系統(tǒng)中的全部元器件主要是通過液壓導(dǎo)管同管接頭相連，能夠發(fā)現(xiàn)液壓導(dǎo)管同管接頭在整個地面液壓系統(tǒng)中的地位也比較重要，屬于系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。下文以在研究過程中將液壓導(dǎo)管以及管接頭作為分析的主體，進而探討對液壓沖擊的作用。

1 管路液壓沖擊分析

地面液壓油泵源能夠為飛機提供高壓力，我國某型號飛機具備的最大工作壓力值為28MPa。在系統(tǒng)中存在最普遍的問題是液壓泄露，泄漏產(chǎn)生的影響極大。通過對經(jīng)驗的總結(jié)能夠發(fā)現(xiàn)，設(shè)備泄漏這種情況占存在故障總數(shù)的47%，而管路泄露占總故障比例的45.9%，如表1 所示，這對外場服務(wù)工作有著比較大的干擾。

表1 設(shè)備外場油路滲漏統(tǒng)計表

液壓系統(tǒng)內(nèi)，由于閥或執(zhí)行機構(gòu)關(guān)閉或者開啟狀態(tài)緩沖時間比較短，這樣就會導(dǎo)致流速的速度發(fā)生不正常改變，從而使壓強產(chǎn)生高頻率的波動，并伴隨劇烈的變化，使得管壁同接頭銜位置出現(xiàn)一定幅度的振動，這種情況在液壓管路內(nèi)屬于液壓沖擊。這樣的情況屬于液壓系統(tǒng)中的波動性比較大的流動現(xiàn)象。液壓沖擊具備比較大的壓力峰值，通常與常規(guī)的壓力峰值相比，是常規(guī)情況的數(shù)倍，并存在著噪聲以及狀態(tài)的改變，致使管件以及密封件存在無法正常預(yù)料的破壞。這意味著開展地面液壓油泵源設(shè)計的同時，需要運用必要的手段計算最大壓力值。計算過程中主要依循動量定理，并按照流體質(zhì)量守恒基本定律，能夠計算導(dǎo)管液壓沖擊值dp：

式中，p 代表的是液壓油密度，δ 為導(dǎo)管壁厚，v0為液體流速，E 為管材法向彈性模量，Ey為液體體積彈性模量，D 為導(dǎo)管直徑。當處于一致的環(huán)境中，探討液壓沖擊關(guān)于導(dǎo)管內(nèi)徑作用，通過以下案例具體分析。按照飛機地面液壓油泵源具體標準要求，液體流量具體規(guī)范需要不小于150L/min。如果工況為20℃環(huán)境之中，這時的液壓油密度則處于833.3kg/m3，而體積彈性模量則為16×108Pa，在這種環(huán)境下的導(dǎo)管內(nèi)徑為13mm，壁厚為1mm。選擇的材料是普通的不銹鋼(SUS321)。同時，管材彈性模量為20.6×1010Pa。依循設(shè)備數(shù)據(jù)，能夠發(fā)現(xiàn)液壓流量是180L/min，并帶入公式（2）中：

能夠發(fā)現(xiàn)v0≈22.6(m/s)，并把這個結(jié)果帶入公式(1)，計算得到dp=24.88MPa，這個設(shè)備的系統(tǒng)工作壓力是p0=21.5MPa，能夠得出液壓沖擊最大值p1是：

通過計算能夠發(fā)現(xiàn)p1=46.38MPa

將導(dǎo)管安全程度值當作n=5，這種情況的導(dǎo)管屈服強度極限σ0.2為205MPa，通過進一步計算：

因為導(dǎo)管結(jié)構(gòu)強度無法使真正的需要得到全面滿足，進行二次選擇，基于系列放大一級對內(nèi)徑選擇，這時的導(dǎo)管內(nèi)徑具體規(guī)格是18mm，通過計算能夠得到以下結(jié)果：

v0≈11.8m/s p1=12.76+21.5=34.26MPa

dp=12.76MPa σ=171.3＜σ0.2

根據(jù)上述的具體案例能夠發(fā)現(xiàn)，管路受到液壓沖擊非常大的影響，選擇合適的內(nèi)徑的導(dǎo)管，能夠使液壓沖擊對系統(tǒng)的作用弱化。基于實際總結(jié)選擇管徑能夠根據(jù)表2 開展。

表2 SUS321 導(dǎo)管規(guī)格選擇

2 管路連接

（1）擴口式管接頭。當考慮到擴口式管接頭時，應(yīng)該明確其構(gòu)成，關(guān)鍵是囊括的結(jié)構(gòu)元器件為外套螺母、平管嘴帶喇叭口端導(dǎo)管以及接頭。其工作的基本原則基礎(chǔ)為擴成喇叭口導(dǎo)管在外套螺母基礎(chǔ)上，將平管嘴與導(dǎo)管壓緊在接頭，并最終實現(xiàn)密封效果。

（2）無擴口管接頭。在對無擴口管接頭進行研究時，應(yīng)該明確其主要涵蓋的結(jié)構(gòu)部件為外套螺母、導(dǎo)管、街頭以及襯套。工作基本原則基礎(chǔ)為使外套螺母得到壓緊作用，最終需要形成接頭同襯套間的封閉，也要保住襯套同導(dǎo)管間的密封。而襯套會通過操作實現(xiàn)弓形體，實現(xiàn)的抗振效果。因為無擴口管接頭標準比較高，受到外場維修方面的干擾，現(xiàn)階段，擴口式管接頭是液壓油泵源管路制成過程中涉及的主要類型元器件。

（3）管路加工。密封面接合質(zhì)量需要考慮導(dǎo)管端部擴口質(zhì)量，這對于泄漏有著重要影響，應(yīng)該對此特別重視，在擴口過程中，需要保證擴口直徑與74°角滿足規(guī)范，在導(dǎo)管擴口過程中應(yīng)運用固定的工裝以及設(shè)備，需要注意是在加工時應(yīng)注意以下內(nèi)容：

①需要確定導(dǎo)管長度的下料，由于擴口時的細小毛刺會對配合面表面粗糙度造成破壞，這需要在下料后去干凈導(dǎo)管端口的毛刺。②在對直徑小于10mm、壁厚為1mm 導(dǎo)管加工的過程中，需要將機床轉(zhuǎn)速控制為120～150r/min，而且需要注意進給量應(yīng)該小于4.1mm。在加工直徑大于10mm、壁厚1mm 的導(dǎo)管過程中，需要保證車床轉(zhuǎn)速為160～200r/min 間，需要注意進給量應(yīng)該小于3.5mm。③因為進給量超過一定值，在這種情況下將導(dǎo)致74°角超過基本值，這樣會存在滲漏。這時需要注意喇叭角最好處于73°±0.5°。④倘若D1 滿足標準，需要繼續(xù)旋轉(zhuǎn)擴口錐處于2～3s，這時需要注意擴口錐面光潔度能夠?qū)崿F(xiàn)一點高度。⑤在開展裝配前，有必要進行清洗，然后方可打壓。應(yīng)該使管端喇叭口同接頭錐面保持相同軸線，目的是使歪斜情況得到規(guī)避。⑥需要對外套螺母預(yù)緊力進行控制，使其不受到破壞。而預(yù)緊力在表3 中得到體現(xiàn)。

在對加工方式進行創(chuàng)新，能夠使導(dǎo)管加工成品的程度更加進步，這樣能夠保證相關(guān)設(shè)備裝配的質(zhì)量得到保證，而且產(chǎn)品的可靠性也到了有效的提升。

表3 SUS321 導(dǎo)管外套螺母預(yù)緊力選擇

3 結(jié)語

總而言之，液壓沖擊對于系統(tǒng)泄漏影響重大，利用對液壓沖擊值的計算，選擇最為合適尺寸的導(dǎo)管與材料能夠使設(shè)備液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性得到提升。通過對液壓管路的加工工藝的革新，為飛機飛行安全進行了可靠保障。