某型直升機(jī)整流罩合頁磨損故障分析及工藝改進(jìn)方法研究

董寶君 陳海牛 陳卓

摘要：某型直升機(jī)在修理過程中，發(fā)現(xiàn)尾梁、尾斜梁、尾梁整流罩及尾斜梁整流罩上的合頁出現(xiàn)不同程度的磨損，特別是尾斜梁上的合頁磨損尤為嚴(yán)重。為此，對(duì)合葉磨損原因進(jìn)行分析，并研究落實(shí)了工藝改進(jìn)方法。

關(guān)鍵詞：直升機(jī)；合頁；改進(jìn)

Keywords：helicopter；hinge；improvement

1 問題的提出

某型直升機(jī)整流罩通過左右兩側(cè)合頁和通條固定在尾梁、尾斜梁上，通條的一端通過通條自帶的口形卡固定在整流罩的通條扣上，并通過不銹鋼絲與通條扣上的孔進(jìn)行連接保險(xiǎn)，配對(duì)的合頁通過鉚釘分別鉚接在尾梁、尾斜梁及整流罩上。為防止使用中通條脫落，同時(shí)便于通條的安裝、拆卸，左側(cè)尾斜梁整流罩的中間部分合頁及與之配對(duì)的尾斜梁合頁中部位置被銑去，分段安裝了兩根通條及兩件通條扣，一根通條向上穿，另一根通條向下穿。右側(cè)則在整流罩下部位置安裝了一件通條扣，通條從下向上穿。

該型直升機(jī)在修理過程中發(fā)現(xiàn)合頁部分磨損嚴(yán)重，因此對(duì)磨損原因進(jìn)行分析，以研究工藝改進(jìn)方法。

2 問題定位

對(duì)該型直升機(jī)整流罩合頁進(jìn)行了檢查，按照檢查、梳理情況列出故障樹，如圖1所示。

2.1 磨損原因分析

該型直升機(jī)整流罩合頁使用中的主要故障形式為合頁、通條磨損以及通條脫落，主要原因如下。

1）直升機(jī)振動(dòng)及尾槳葉交變載荷作用

直升機(jī)在飛行及地面開車狀態(tài)下存在較大的振動(dòng)，斜梁在尾槳葉交變載荷的作用下產(chǎn)生左右彎曲變形。由于通條與合頁間存在間隙，使通條與合頁間出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，出現(xiàn)磨損，隨著間隙的增大，磨損逐漸加劇。

2）制造時(shí)通條與合頁間間隙過大

由于通條采用直徑為3mm的彈簧鋼絲制造，剛度較小，同時(shí)左側(cè)通條長(zhǎng)度較長(zhǎng)（超過1.2m），合頁鉚接后還存在變形，導(dǎo)致通條安裝過程中摩擦力較大，安裝較為困難。為保證通條便于安裝、拆卸，不得已將孔擴(kuò)大，造成間隙過大，使磨損加劇。

3）尾斜梁右側(cè)通條安裝方式存在問題

尾斜梁右側(cè)只安裝了1根通條，通條采取由下向上穿的方式進(jìn)行安裝，并卡在下部的通條扣上，通條扣為鋁合金材料，容易磨損。使用中隨著通條與合頁間隙的增大，造成整流罩抖動(dòng)加劇，容易造成通條的保險(xiǎn)及通條扣失效，一旦保險(xiǎn)和通條扣失效，通條會(huì)很容易地從合頁中向下滑落，從而造成斜梁整流罩打開。

2.2 技術(shù)分析結(jié)論

綜上分析認(rèn)為，合頁與通條硬度相差大，安裝時(shí)兩者之間存在間隙，直升機(jī)飛行和開車時(shí)，在直升機(jī)振動(dòng)及尾槳葉交變載荷的影響下，通條與合頁間出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，繼而出現(xiàn)磨損，隨著間隙的增大，磨損逐漸加劇，最終導(dǎo)致合頁磨穿，通條脫落。

3 工藝改進(jìn)研究及措施制定

為防止該型直升機(jī)使用中整流罩因合頁磨損、通條脫落造成整流罩自動(dòng)打開、損傷整流罩及槳葉，同時(shí)為了提高維護(hù)操作性能，決定采取下列措施。

1）縮短合頁、通條長(zhǎng)度

該型直升機(jī)尾斜梁整流罩右側(cè)用一根通條與尾斜梁的合頁連接在一起，長(zhǎng)度較長(zhǎng)，摩擦阻力較大，使通條拆卸及安裝較為困難。通過縮短單根通條的長(zhǎng)度，減小通條安裝、拆卸過程中的摩擦阻力，便于使用維護(hù)中通條的安裝、拆卸，同時(shí)還可保證通條與合頁間合理的間隙，避免人為擴(kuò)大孔徑。

合頁長(zhǎng)度較長(zhǎng)、厚度較薄，使合頁整體剛度較低，在安裝鉚接過程中，由于安裝力大小不同，可能導(dǎo)致合頁各部位出現(xiàn)不同心的情況，而且合頁長(zhǎng)度較長(zhǎng)，增大了通條一次性通過合頁各扣的難度。

故針對(duì)尾斜梁左側(cè)合頁過長(zhǎng)的情況，參照其他型號(hào)直升機(jī)尾斜梁整流罩合頁安裝方法，將整根合頁分為兩段或多段，將分段后的整流罩上鉚接的各段合頁與對(duì)應(yīng)尾梁、尾斜梁各段合頁通過各自的通條進(jìn)行連接。

安裝時(shí)采用分段鉚接方式進(jìn)行鉚接安裝。一段合頁預(yù)裝合格鉚接后，再進(jìn)行下一段合頁的試裝工作，解決了因合頁長(zhǎng)度過長(zhǎng)，各段合頁孔不同心，通條難以通過合頁的問題。且由于是分段安裝，也能減少合頁磨損的程度。

2）控制合頁鉚接過程中尾梁、尾斜梁整流罩變形

在正常修理過程中，曾發(fā)生由于整流罩變形導(dǎo)致尾梁、尾斜梁外形不匹配的情況。

尾梁、尾斜梁整流罩外形類似“U”型結(jié)構(gòu)，鉚接整流罩合頁時(shí)，如造成整流罩變形，將導(dǎo)致整流罩左右兩側(cè)鉚接合頁部位之間的距離改變，從而與尾梁、尾斜梁平臺(tái)合頁間距離不匹配，造成通條難以通過合頁。

針對(duì)整流罩鉚接過程變形問題，制作鉚接定位工裝。通過調(diào)整工裝，能保證尾梁、尾斜梁整流罩各段合頁鉚接部位在鉚接過程中距離固定（即與尾梁、尾斜梁平臺(tái)合頁孔間距離相同），從而保證鉚接過程中的同軸度，減少因同軸度造成的合頁磨損。

3）制作通條的安裝、拆卸工裝

日常維護(hù)中需要打開整流罩，拆裝通條對(duì)整流罩內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查。

維護(hù)人員拆裝通條時(shí)，通常并不是沿著合頁方向的力取出通條，可能存在向下的附加力，而該附加力的存在使得通條與合頁孔間摩擦力增大，導(dǎo)致通條不易穿入、取出，加劇了合頁孔的磨損。

安裝通條時(shí)，維護(hù)人員只能采用手推的方式穿入通條，通條較長(zhǎng)，在穿入過程中無法保證力沿著合頁的方向，如遇通條穿入不順暢，可能導(dǎo)致通條彎曲變形，而通條彎曲變形后與合頁孔的摩擦將加劇，使通條難以通過合頁。

同時(shí)，新更換的合頁與通條可能存在過渡配合情況，可能導(dǎo)致新更換的合頁本身在滿足同軸度的情況下通條穿入時(shí)仍存在緊澀現(xiàn)象。

為了解決該問題，制作通條安裝、拆卸專用工裝。該工裝在配合安裝通條時(shí)，采用將通條“拉入”合頁的形式，更容易保證力沿著合頁方向傳遞，又能降低穿合頁過程中因彎曲變形而造成通條難以穿過的問題。使用該工裝，能將維護(hù)人員的力水平作用于通條，從而減小甚至消除因水平方向附加力產(chǎn)生的摩擦力，進(jìn)而減小通條通過合頁的難度，降低合頁磨損概率。同時(shí)，摩擦力的減小也能降低通條穿過合頁的難度。

4）采取防止通條脫落措施

為防止直升機(jī)使用中尾斜梁整流罩右側(cè)通條脫落，將右側(cè)中段合頁中間部分去除，安裝通條扣和通條（各二件）。一根通條向下穿，另一根通條向上穿，并在通條扣上采用保險(xiǎn)別針進(jìn)行保險(xiǎn)（見圖2），同時(shí)給左側(cè)的兩根通條扣也裝上保險(xiǎn)別針。

5）更改通條扣材料

為提高通條扣的耐磨性，將原來使用的2A12鋁合金材料更改為耐磨性更好的1Cr17Ni3A不銹鋼。

4 結(jié)論

針對(duì)某型直升機(jī)整流罩合頁磨損故障，通過分析，查明故障原因?yàn)楹享撆c通條硬度相差大，安裝時(shí)兩者之間存在間隙，在直升機(jī)振動(dòng)及尾槳葉交變載荷的影響下，通條與合頁間相對(duì)運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)磨損，隨著間隙的增大磨損逐漸加劇，最終導(dǎo)致合頁磨穿、通條脫落。對(duì)此制定了針對(duì)性的工藝改進(jìn)措施，經(jīng)試驗(yàn)和用戶使用驗(yàn)證，改進(jìn)措施合理有效，能夠降低合頁的磨損程度，進(jìn)一步保證了直升機(jī)的飛行安全與可靠。