CN218935096U - 一种飞机碳刹车盘动盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种飞机碳刹车盘动盘，包括碳盘和钢夹，钢夹按照浮动块‑U形夹‑浮动块‑U形夹的次序沿周向安装至最后一个浮动块后，装入终止夹与连接件固定。本实用新型实现了浮动块的无铆钉连接结构，大大简化装配构件数量，减少工序，同时保证碳盘结构的完整，消除铆钉等连接件造成的应力集中。

Description

一种飞机碳刹车盘动盘

技术领域

本实用新型涉及航空机械技术领域，具体是一种飞机碳刹车盘动盘的结构设计，尤其适用于高温、重载的非维修盘。

背景技术

飞机碳刹车盘的钢夹材料及结构是影响碳刹车盘寿命的最重要因素之一。刹车盘组件分为动盘和静盘，静盘受冲击、振动等额外载荷较小，一般不会产生磨损及破坏；动盘随轮毂转动，由于装配间隙的存在，动盘键槽在刹车时大量承受轮毂带来的冲击载荷，同时，磨损会增大配合间隙，冲击载荷进一步增加。因此，动盘键槽是飞机刹车盘结构中受力条件最为严苛的部位。

由于冲击力大，磨损严重，一般在动盘键槽两侧会添加钢夹部件，对结构进行加固，同时减少磨损。传统的钢夹一般采用铆钉结构铆接在动盘键槽两侧，但由于加工与装配精度限制，钢夹与动盘键很难紧密贴合，进而导致铆钉受力而非配合面受力，在动盘键槽受到冲击时，力会传递到单个钢夹的铆钉上，会使得动盘的铆钉孔和单个钢夹的铆钉孔形成裂纹或断裂现象，从而损坏刹车盘；同时，铆钉本身的存在就会对动盘造成削弱与应力集中，同时动盘本体碳材料强度及延伸率在中低温时远低于金属，因此动盘本体产生破坏的几率大大提高。

CN200961652Y《飞机炭刹车盘钢夹》介绍了一种U形钢夹，其连接结构为双钉型结构，刹车过程中钢夹承受冲击力，然后将力传给炭键齿，避免冲击力直接作用于炭键齿，从而起到保护炭键齿、减小键齿被打坏的几率。这种设计方式无法避免销钉受力产生的应力集中，钢夹产生的断裂问题仍多发生在铆钉或钢夹铆孔附近。

CN108691932A《一种飞机碳刹车盘用钢夹的设计方法》介绍了一种飞机碳刹车盘用钢夹的设计方法，通过分析和工艺调整增加钢夹强度，同时减少钢夹上的铆钉装配数量并开减轻孔。该专利并未解决钢夹受力问题，其减轻方式仅可用于轻载状态，为减轻质量，可靠性进一步降低。

现有国内文献专利中的结构并没有在实质上改变铆钉的受力状态。国外采用的结构形式中，浮动块+止动片的形式较好的保证了炭刹车盘键槽的稳定受压，铆钉的受力状态也得到缓和，但铆钉对碳盘产生削弱的现象依然存在，碳盘与铆钉连接处仍为结构薄弱点之一(US20170130791A1、US9897153B2)。另外，由于刹车盘材料与钢夹、铆钉材料的热膨胀系数不匹配，高温下两者之间的紧配合更进一步增加了连接部位破坏的可能性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种耐高温、承载能力大、构件少、装配简单的飞机碳刹车盘结构设计。

为了达成上述目的，本实用新型提供一种飞机碳刹车盘动盘，包括钢夹与碳盘，所述碳盘为圆环形柱状结构，其外侧均匀设有键槽，每两个所述键槽之间为键齿；所述钢夹包括安装于键槽的浮动块，以及安装在键齿上的U形夹，其中碳盘的键齿上沿着圆周方向设有滑槽，所述U形夹沿滑槽卡合入碳盘；并且U形夹的第一端头与第二端头形状与所述浮动块的结构形状相配合，安装到位后限制所述浮动块的径向移动。钢夹还包括终止夹，用于实现所述钢夹的固定。

进一步，所述U形夹卡合安装在键齿上，其内侧与所述键齿的端部相贴合，侧部与所述键齿的侧面相贴合。

进一步，所述U形夹的第一端头与第二端头呈“L”型。

优选的，所述U形夹与所述浮动块二者间的第一周向间隙与第二周向间隙范围0.5mm～1mm，径向间隙范围0.3mm～0.8mm。

优选的，键齿上所述滑槽的长度为跨键齿通槽，其宽度与深度皆为1～3mm。优选的，滑槽是矩形或燕尾槽形。

进一步，终止夹由第一夹块与第二夹块组成。终止夹上设有通孔，与连接件配合实现终止夹的固定。连接件可以是铆钉或螺钉或卡扣其中一种。

采用上述方案后，本实用新型具有以下特点：

（1）本申请设计的钢夹按照浮动块-U形夹-浮动块-U形夹的沿周向安装至最后一个浮动块后，装入终止夹与连接件。U形夹与碳盘之间采用卡槽方式连接，取消铆钉，减少了构件数量。连接件与碳盘不直接接触，避免受力产生的应力集中，从而提升动盘的使用寿命。

（2）增加钢夹与刹车盘间的接触面积，降低应力，减少破坏风险，提高使用寿命。

（3）装配简单，手工即可安装到位，避免在装配过程中对碳盘造成损伤。

（4）动盘整体结构中除终止夹之外不采用额外连接部件，结构简洁，装配方便。U形夹与碳盘之间通过键齿连接，接触面积大，结合浮动块设计，使碳盘键槽可以承受较大的冲击载荷，避免了传统铆钉孔在使用中的变形问题，刹车盘使用寿命也得到提升。

附图说明

图1为本实用新型装配外观图；

图2为本实用新型浮动块及U形夹安装示意图；

图3 为本实用新型在U形夹处的局部截面图；

图4 为终止夹结构示意图；

图5 为终止夹安装示意图；

标号说明：碳盘10，键槽12，键齿13，滑槽14，钢夹20，浮动块22，U形夹23，连接件24，第一夹块 25，第二夹块 26，通孔27，终止夹28，槽口131，第一周向间隙8，第二周向间隙10，径向间隙9，第一端头231，第二端头232，第一配合卡片221，第二配合卡片222。

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。

如图1至图4所示，本实用新型揭示了一种飞机碳刹车盘动盘结构设计，包括碳盘10与钢夹20，碳盘10为圆环形柱状结构，碳盘10的外侧均匀设有键槽12，每两个键槽12之间为键齿13结构。钢夹20包括浮动块22，U形夹23与终止夹28。

浮动块22卡合安装在碳盘10的键槽12内，其底部与键槽12的端部相贴合，侧部与键槽12的侧面相贴合。浮动块22还有第一配合卡片221与第二配合卡片222，呈“L”型，有助于浮动块22安装在键槽12上。

U形夹23的第一端头231与第二端头232呈“L”型，与浮动块22的结构形状相配合，安装到位后限制浮动块22的径向移动，使浮动块22可以在一定范围内运动但不会脱出；同时U形夹本身沿滑槽方向的运动也被两侧浮动块22限制。浮动块22与U形夹23非严格固定，但在安装完成后也不会直接脱落。二者均可在一定范围内活动，使其在应对冲击载荷时不会应为过定位而提前破坏。

进一步，碳盘10的每一个键齿13上沿着圆周方向设有滑槽14。如图2所示，U形夹23从键齿13的一侧沿着滑槽14装入碳盘10，其内侧与键齿13的侧面相贴合，将键齿13保护在其中，如图3是安装一个U形夹23后的局部剖面图，其中U形夹23采用卡槽方式连接于键齿13处。

具体的，滑槽14的长度为跨键齿通槽，其宽度与深度为1～3mm。应保证滑槽14的左右延长线高于左右两侧键齿13的端部，以保证安装时不发生干涉。U形夹23的长度由键齿13的宽度及装配间隙要求确定。滑槽14的形状可选矩形、燕尾槽等，不影响装配。

图1中所示的键槽12的个数是10个。对于不同型号的动盘，键槽12个数不同，键齿13宽度也有差别。

按照浮动块22-U形夹23-浮动块22-U形夹23的沿周向安装至最后一个浮动块22后，装入终止夹28与连接件24。终止夹28结构形状与U形夹23类似，但由第一夹块25与第二夹块26左右两半构成，终止夹28上设有通孔，通过通孔27与连接件24的配合实现终止夹28两侧的固定。这样就完成安装。连接件24包括但不限于卡扣、螺纹、铆钉等，图5中所示为铆钉连接。

如图5所示，由于空间限制，终止夹28的第一夹块25与第二夹块26并不是从键齿13的滑槽14装入，而是从碳盘10的外侧与内侧分别装入，再使用连接件24将两片终止夹可靠连接在一起。此时，键齿13上设有可容纳连接件24的槽口131，使连接件24不与碳盘10接触，仅用于第一夹块25与第二夹块26的互相固定，这样就不直接承受碳刹车盘工作时产生的冲击载荷。

碳刹车盘动盘工作时，主要承受来自碳盘10表面的摩擦力矩以及来自键槽12的切向力。浮动块22受到切向力后，外侧与碳盘10的键齿侧面靠紧，将力传递给碳盘10的键齿；若存在方向向外的径向载荷或位移、振动，浮动块22则将载荷传递给U形夹23，U形夹23通过键齿13再传递给动盘的键齿13。通过间隙尺寸的严格控制，保证浮动块22与U形夹23的活动范围适当，太大或太小均可能导致工作失效。如图4所示，第一周向间隙8与第二周向间隙10应有0.5mm～1mm，径向间隙9应有0.3mm～0.8mm。

材料方面，浮动块22选用耐高温、耐磨、耐冲击的合金材料；U形夹23、第一夹块25、第二夹块26及连接件24选用耐高温、耐冲击的合金材料。材料均需要在约500℃下保证使用强度。

在刹车盘使用过程中，浮动块22受到外界切向的冲击载荷，由于其有一定的自由活动空间，其外侧与碳盘10贴紧，将冲击载荷均匀传递至键齿上，避免应力集中带来的键齿破坏；同时，浮动块22在径向上的位移被U形夹23限制，径向力传递至U形夹23，进而通过键齿13传递至碳盘10上，通过键齿13长度和深度增加U形夹23与键齿13的接触面积，进而降低应力，防止结构破坏。

整体结构中除终止夹之外不采用额外连接部件，结构简洁，装配方便。U形夹23与碳盘10之间通过键齿13连接，接触面积大，结合浮动块22设计，使碳盘的键槽12可以承受较大的冲击载荷，避免了传统铆钉孔在使用中的变形问题，刹车盘使用寿命也得到提升。

上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。

Claims (9)

1.一种飞机碳刹车盘动盘，包括钢夹与碳盘，所述碳盘为圆环形柱状结构，所述碳盘的外侧均匀设有键槽，每两个所述键槽之间为键齿；所述钢夹包括安装于所述键槽的浮动块，其特征在于：所述钢夹还包括U形夹，所述碳盘的键齿上沿着圆周方向设有滑槽，所述U形夹沿所述滑槽卡合所述碳盘；所述U形夹的第一端头与第二端头形状与所述浮动块的结构形状相配合，安装到位后限制所述浮动块的径向移动；所述钢夹还包括终止夹，用于实现所述钢夹的固定。

2.如权利要求1所述的飞机碳刹车盘动盘，其特征在于：所述U形夹卡合安装在键齿上，其内侧与所述键齿的端部相贴合，侧部与所述键齿的侧面相贴合。

3.如权利要求1所述的飞机碳刹车盘动盘，其特征在于：所述U形夹的第一端头与第二端头呈“L”型。

4.如权利要求3所述的飞机碳刹车盘动盘，其特征在于：所述U形夹与所述浮动块二者间的第一周向间隙与第二周向间隙范围0.5mm～1mm，径向间隙范围0.3mm～0.8mm。

5.如权利要求1所述的飞机碳刹车盘动盘，其特征在于：所述滑槽的长度为跨键齿通槽，其宽度与深度是1～3mm。

6.如权利要求5所述的飞机碳刹车盘动盘，其特征在于：所述滑槽是矩形或燕尾槽形。

7.如权利要求1所述的飞机碳刹车盘动盘，其特征在于：所述终止夹由第一夹块与第二夹块组成。

8.如权利要求7所述的飞机碳刹车盘动盘，其特征在于：所述终止夹上设有通孔，与连接件配合实现终止夹的固定。

9.如权利要求8所述的飞机碳刹车盘动盘，其特征在于：所述连接件是铆钉或螺钉或卡扣。

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