毕业设计（论文）-飞机起落架收放作动筒的常见故障及其排除

飞机起落架收放作动筒的常见故障及其排除飞机起落架收放作动筒的常见故障及其排除 摘要 起落架是飞机的重要部件 在起落架的结构中作动筒起到至关重要的作用 在现代飞机起落架系统的各个工作部件中 收放机构在使用中发生失效的概率 较高 为此 本文通过某飞机起落架收放作动筒的实际故障分析 来对收放作 动筒的常见故障及其排除进行分析说明 关键词 飞机 起落架 收放作动筒故障 收放作动筒故障排除 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 1 目目 录录 1 1 作动筒的功用及特点作动筒的功用及特点 2 2 1 1 作动筒的功用 2 1 2 作动筒的特点 2 2 2 收放作动筒的几个典型故障分析收放作动筒的几个典型故障分析 3 3 2 1 收放作动筒耳环螺栓断裂故障分析 3 2 1 1 断口理化分析及故障件检查 3 2 1 2 耳环螺栓强度校核 4 2 1 3 特殊情况受力分析 5 2 1 4 结论 6 2 2 飞机起落架收放作动筒断裂分析 6 2 2 1试验过程与分析 6 2 2 2分析 9 2 2 3结论 9 2 3 飞机起落架作动筒密封圈失效分析 10 2 3 1试验过程与结果 10 2 3 2分析与讨论 11 2 3 3结论 13 3 3 作动筒的修理 以带锁作动筒为例 作动筒的修理 以带锁作动筒为例 1414 3 1 作动筒常遇故障及原因分析 14 3 2 作动筒的分解 14 3 3 作动筒检查和修理 15 3 4 作动筒装配 16 3 5 作动筒试验 16 4 4 作动筒其它常见故障排除方法作动筒其它常见故障排除方法 1919 结结 束束 语语 2121 谢谢 辞辞 2222 文文 献献 2323 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 2 1 作动筒的功用及特点作动筒的功用及特点 1 11 1 作动筒的功用作动筒的功用 作动筒是将输入的液压能转变为机械能的能量转换装置 是液压系统的执 行元件 对外作功和转换能量 在起落架收放中 它通过液压油的液压能转化 为机械能使起落架灵活收放 图 1 为某飞机的作动筒示意图 图图 1 1 某飞机作动筒连接示意图某飞机作动筒连接示意图 1 21 2 作动筒的特点作动筒的特点 1 作动筒可以很方便地获得直线往复运动 或具有某种规律地往复摆动 2 可以很方便地获得很大的推力 克服外部负载 3 结构简单 工作可靠 与其他元件配合可以方便地获得各种速度 4 由于橡胶密封元件的出现 改善了作动筒的加工工艺 使其易制造 提高了劳动生产效率 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 3 2 收放作动筒的几个典型故障分析收放作动筒的几个典型故障分析 收放作动筒的主要故障有 收放作动筒耳环螺栓断裂 收放作动筒的断裂 收放作动筒密封圈失效 爬行 冲击 外泄漏等 现在就某飞机收放作动 筒耳环螺栓的断裂 收放作动筒的断裂及收放作动筒密封圈失效来进行分析 2 12 1 收放作动筒耳环螺栓断裂故障分析收放作动筒耳环螺栓断裂故障分析 2 1 1 断口理化分析及故障件检查断口理化分析及故障件检查 1 断口理化分析 如果收放作动筒耳环螺栓发生断裂 一般情况下需要对耳环螺栓故障件 进行硬度检查 化学成分分析 金相组织检查 以此来证明断口不是由于材 料本身的问题所造成 某飞机收放作动筒的耳环螺栓发生断裂后 从分析结 果来看 就说明该耳环螺栓故障件不是由材料及零件设计原因造成 其次 对其宏观和微观断口进行综合分析 某飞机收放作动筒的耳环螺 栓断口起始于耳环第七个螺纹处 起始处 明显存在疲劳条带 且疲劳裂纹起 始于螺纹根部和止动槽的相交点 长度为螺纹的四分之一圆周 既裂纹长度为 mm 深度为 0 2mm 检查其宏观变形特征 发现耳环螺栓存9 74 103 10 在明显的塑性变形 说明耳环螺栓 是在很大的弯曲载荷作用下 由于弯曲应 力超过材料的强度而发生断裂 2 收放作动筒故障的试验验证分析 对发生耳环螺栓断裂的收放作动筒进行了 必要的检查和力学试验 结果 如下 收放作动筒外观无碰伤 活塞杆前端螺母未冲点保险 出厂状态均冲点 保险 未冲点保险属使用方拆动 按技术要求用 1942N 压力检查上锁的牢固性 均能满足要求 分解前 端螺母 将套筒从外筒内移出 作动筒在全伸展状态下 上锁情况良好 将作动筒进行分解 分解过程中无卡滞现象 所有的零件外观均无擦伤 外筒内腔完好 对作动筒重新装配复原 换上外场普查裂纹较严重的耳环螺栓 作动筒 全伸展上锁后 在压力机上方施加轴向载荷 当加载到 5 4 吨载荷时 耳环 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 4 螺栓断裂 断口形状与故障件类似 耳环螺栓有永久塑性变形 该试验验证分析说明了前边的分析是正确的 2 1 2 耳环螺栓强度校核耳环螺栓强度校核 1 静强度分析 如图 2 为某型飞机起落架的耳环螺栓 其液压系统压力为 21 收上 a MP 状态作动筒的活塞面积为 790mm 放下状态作动筒的活塞面积为 1017 88mm 故收放作动筒在液压压力作用下能发出的使用载荷为 图图 2 2 耳耳环环螺螺栓栓结结构构图图 收上状态 21 790 916609 shou PN 放下状态 21 1017 8821375 fang PN 静强度校核安全系数 f 取 1 5 a 螺栓本体强度校核 拉应力 a shou MP P 6 294 188 5 5 1 2 压应力 a fang MP P 2 379 188 5 5 1 2 b 螺纹强度校核 螺纹剪切 a MP250 375 105 4875 0 213755 1 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 5 弯曲 awq MP557 5 13375 10 375 2 5 155 2 挤压 ajy MP306 5 13375 10 213755 14 1 c 耳孔强度校核 挤压 ajy MP445 98 213755 1 边距剪切 ajq MP198 103 62 16609213755 1 耳环螺栓的材料为 30CrMnSiA 从上边的计算可以看出 ab MP1175 各个应力的计算结果不大 其合成应力远小于极限强度 故 强度可满足要求 2 1 3 特殊情况受力分析特殊情况受力分析 计算表明 在正常使用情况下 耳环螺栓是不会发生断裂的 通过分析 下面特殊情况下有可能引起耳环螺栓断裂 叉形螺栓转动产生摩擦力 从而对耳环螺栓产生附加弯矩 叉形螺栓转 动为滑动摩擦 钢与钢的滑动摩擦系数 正常润滑为 0 04 轻微润滑为 0 09 干燥表面为 0 18 至 0 5 收放作动筒载荷取放下状态使用载荷 P 21375N 叉形螺栓转动光杆部分直 径为 20mm cos10 21375cos1021050pPN 2 47 550 3 Pp 29996PN 叉形螺栓转动摩擦引起的力矩为 20Mp 传至耳环螺栓分解成弯矩和扭矩 cos10 W MM sin10 m MM 可以计算出耳环螺栓螺纹处截面系数为 4 375mmJ 3 5 18872 3 w WJmm 3 144 n Wmm 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 6 22 5 1882 3 1 6974 4Fmm 则耳环螺栓螺纹处截面应力水平为 w w MP WF n n M W 22 3 he 根据上述公式 可以求得当摩擦系数 取干燥表面最小值 0 18 时 当摩擦系数 取正常润滑值 0 04 时 当摩擦1205 hea MP 63 6 hea MP 系数 取轻微润滑值 0 09 时 462 hea MP 从三种摩擦系数的应力计算可看出 当叉形螺栓 为正常润滑 转动灵活 情况时 叉形螺栓转动摩擦力对耳环螺栓产生的应力为 远低于材料63 6 a MP 强度极限 当叉形螺栓转动为轻微润滑时 耳环螺栓应力为1175 ba MP 没有超过材料值 但由于应力水平很高 会在应力集中严重的螺462 a MP b 纹根部产生疲劳裂纹 当叉形螺栓转动面缺少润滑油 干燥表面 转动不灵 活 即使摩擦系数取最低值 0 18 最高值为 0 5 耳环螺栓的应力为 超过材料值 耳环螺栓断裂 1205 a MP b 1175 a MP 2 1 4 结论结论 通过以上分析 证明了该 飞机收放作动筒的耳环螺栓 从设计上来看 是 没有问题的 造成耳环螺栓弯曲断裂的主要原因是 当叉形螺栓转动面润滑 不好 转动不灵活时 在收放作动筒处于放下状态时 耳环螺栓承受附加弯矩 产生很大的应力导致破坏 2 22 2 飞机起落架收放作动筒断裂分析飞机起落架收放作动筒断裂分析 2 2 1 试验过程与分析试验过程与分析 1 断口分析 宏观观察 作动筒的直径约为 57mm 壁厚约为 5 0mm 端口垂直于作动筒轴线 无 明显变形 断口有一棕褐色弧形断裂区 这弧形断裂区由外表面起始 平坦 细腻 面积不大 约占整个断口面积的 5 但穿透了作动筒壁厚 为断口的 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 7 主裂纹源区 在主裂纹源弧形扩展区两侧 还可见到很多次生裂纹源 由外 表面起始并扩展的细小弧形断裂区 断口在主 次裂纹源以外的外壁一侧和整 个内壁一侧各有一斜断口 既剪切断裂区 斜口区宽度约为厚度的 20 其 余断面为平断口区 平断口区具有人字纹花样的快速断裂特征 人字纹的顶尖 指向棕褐色主裂纹源弧形扩展区 在作动筒主裂纹源区附近的外壁表面上 存 在大量肉眼可见的表面裂纹 微观观察 1 体视显微镜观察 体视显微镜下观察 作动筒断口主裂纹源弧形扩展区的形貌特征可见 主 裂纹源弧形扩展区中有一台阶 表明有两个主裂纹源 弧形扩展区内有数条疲 劳弧线 可以确定裂纹是以疲劳形式扩展的 裂纹源区的附近外表侧有一带状 断口区域 裂纹扩展棱线起始于断口带状区内侧 整个疲劳源均具有线状源的 特点 主疲劳源两侧有多个起始于外表面的次生裂纹源 这些次生断裂也起源 于断口带状区内侧 扩展区平坦细腻 主裂纹源表层的带状区域宽度较大 约 为 0 4mm 次生裂纹源的带状区域宽度约为 0 12mm 对作动筒外壁的表面裂纹进行观察 在断口主源区的附近的外壁表面上 有很多与断口平行的表面裂纹 裂纹最长近 30mm 平行裂纹附近有很多网状分 布的裂纹 只是横向裂纹比较轴向裂纹长 更加明显 作动筒其他区域的表面 裂纹中选取较长的一条打开 其断口形貌示于图 3 可见 3 个深浅不一的棕褐 色区域 一部分基本保持带状形貌 尚未扩展 其余部分裂纹已有了明显的扩 展 形成深浅不同的两个弧形扩展区 图图 3 3 外壁与断口平行表面裂纹打开后的断口形貌外壁与断口平行表面裂纹打开后的断口形貌 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 8 图图 4 4 作动筒断口主裂纹源区形貌作动筒断口主裂纹源区形貌 2 扫描电镜观察 图 4 为主裂纹源区域附近扫描电镜观察形貌 图中清楚地显示了裂纹扩展 棱线从基体表层带状断口区域内侧边缘起始的特征 由于断口覆有较厚的腐蚀 产物 源区未观察到典型断裂形貌特征 断裂扩展区未观察到明显的疲劳条带 在断口源区和扩展区均观察到典型的腐蚀特征 泥纹花样 人字纹快速断裂区 微观断裂特征为细小韧窝 2 金相检验 在有网状表面裂纹的部位截取试块 沿作动筒轴向磨制金相试样 体视镜 下观察 在试样外壁一侧 有大量垂直壁厚的表面裂纹 裂纹深 0 14 0 90mm 在金相显微镜下观察 镀层厚度约为 1 2mm 有不少裂纹位于 镀层下 既基体表面存在裂纹 而镀层却保持完好 侵蚀后 镀层下有的基体 裂纹开口处两侧均有镀层金属 这表明裂纹在电镀前已存在 在有网状表面裂纹的部位截取试块 沿作动筒横向磨制金相试样 抛光状 态下同样可以看到大量的基体表面裂纹 有的已经扩展到镀层表面 但裂纹深 度较浅 在 0 12 0 40mm 之间 基体材料显微组织为回火马氏体组织 组织未见异常 3 能谱成分分析 在裂纹金相试验上对镀层和基体材料进行能谱成分测试 镀层为铬 基体 材料成分 质量分数 为 Cr1 18 Mn0 85 Ni2 07 Si1 42 和 Fe95 48 为含 铬 镍 锰和硅的合金钢 断口主裂纹源及次裂纹源的表层带状区域能谱成分分析结果表明 带状区 域除基体材料成分外 还含有硫 铜 氯和磷等外来元素 而扩展区则未检测 出硫 铜 氯等元素 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 9 对完好镀层下近基体表面处的裂纹腐蚀产物进行能谱成分分析 结果也检 测出硫和铜等外来元素 2 2 2 分析分析 作动筒断口有多个裂纹源 这些裂纹均起源于外壁表面 裂纹扩展区平坦 细腻 主裂纹源扩展区可见数条弧线 属疲劳扩展 裂纹扩展区有腐蚀产物 泥纹花样 这些特征表明作动筒断口起始裂纹具有腐蚀疲劳的性质 起始裂纹 以外 95 的断口区为快速断裂区 断口无明显塑性变形 剪切断裂区窄小 综 上所述 断口断裂性质为腐蚀疲劳加冲击脆性断裂 断裂起始于基体表层的原始带状断口区域 能谱成分分析结果表明 原始 带状断口区域含有硫 铜和氯等外来元素 金相检验结果表明 作动筒外壁镀层 下的基体表面存在较多裂纹 而镀层却保持完好 有的镀层下裂纹开口处的裂 纹表面 裂纹开口处的裂纹缝隙腐蚀产物中也含有硫和铜等外来元素 这些说 明作动筒外壁表面裂纹在电镀前已经产生 腐蚀疲劳裂纹起始于作动筒外壁表 面裂纹 断口源区表层带状区域的宽度既对应于作动筒外壁表面裂纹的起始深 度 网状表面裂纹只在作动筒个别区域存在 而且在网状表面裂纹区域截取的 金相试块 其轴向和横向抛光面均观察到已扩展到镀层表面的基体表面裂纹 在使用过程中 部分横向裂纹发生扩展 而轴向裂纹基本未扩展 导致横向裂 纹较轴向裂纹要求更深和更长 从裂纹的网状形态和带状区域的深度来看 这 种表面裂纹符合磨削裂纹的特点 但由于不清楚其维修历史 无法对裂纹产生 原因作进一步分析 可见 该作动筒本身存在严重的原始加工缺陷 表面网状裂纹 在使用过 程中表面裂纹发生了腐蚀疲劳扩散 腐蚀疲劳裂纹扩展区面积不是很大 但已 穿透作动筒壁厚 在飞机无前起落架着陆的不正常受力状态下发生了瞬时失稳 断裂 2 2 3 结论结论 1 作动筒断裂属多源腐蚀疲劳断裂 其中腐蚀疲劳区穿透作动筒壁厚 腐蚀疲劳区面积不大 约占断口总面积的 5 瞬断区占绝大部分面积 断口无 明显塑性变形 剪切唇窄小 端口断裂性质为腐蚀疲劳 冲击脆性断裂 2 腐蚀疲劳裂纹起源于作动筒外壁表面裂纹 这种表面裂纹大量存在于 断裂区附近的外表面 在作动筒镀铬之前已经产生 为原始加工缺陷 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 10 3 作动筒外壁表面裂纹呈网状 横向裂纹在使用中发生了腐蚀疲劳扩展 纵向裂纹基本未扩展 作动筒表面裂纹的网状形态和初始深度符合磨削裂纹的 特点 2 32 3 飞机起落架作动筒密封圈失效分析飞机起落架作动筒密封圈失效分析 2 3 1 试验过程与结果试验过程与结果 1 失效件的外观检查 分解后的起落架作动筒及活塞连杆组件如图 5 所示 图中 A 处是安装密封 圈的活塞 检查作动筒内壁 发现与密封圈断裂处相对应位置的作动筒内壁沿 纵向有一条宽约 1 5mm 的明显擦伤痕迹 与活塞运动方向一致 相应的活塞凸 台上也存在严重地磨损 密封圈仍在槽内 自然平放两个密封圈 1 密封圈可 以在一个平面内 而 2 密封圈的断裂两端向同一方向翘起 翘起的角度基本相 同 且断裂的两端头相互向相反方向发生严重永久性扭转变形 图图 5 5 作动筒及活塞连杆组件作动筒及活塞连杆组件 2 材质检查 制作该密封圈的材料牌号为试 5171 对两个断裂密封胶圈和另一炉批制作 的新密封圈进行材质分析 结果证实两个断裂密封圈的材料均属于丁腈与丁苯 并用橡胶 符合技术条件要求 对两个断裂密封圈和新密封圈进行硬度检查 硬度符合标准要求 抽查 2005 年以来 34 批密封圈的报告 安 GB T1960 92 进行体积变化试验 密封圈体积变化在 0 8 4 0 之间的有 16 个批次 在 4 6 6 2 之间的有 16 个批次 7 5 8 3 之间的有 2 个批次 GJB250A 96 规定的体积变化为 0 10 可见 工艺间的控制试验结果符合技术条件要求 3 溶胀后的物理特性试验 根据图纸要求 将密封圈装入活塞前必须进行耐油试验 而耐介质为 YH 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 11 10 液压油 室温下浸泡五天 为了观察该橡胶密封圈耐油后的尺寸和重量变化 选取生产线上的密封圈三个 第一组 新制造的密封圈九个 第二组 按照 图纸要求进行耐油试验 其结果见表 1 和表 2 表表 1 1 第一组密封圈溶胀后的物理特性试验第一组密封圈溶胀后的物理特性试验 Time h024487296120144168 Inside diameter mm 113 00114 00114 91115 02115 09114 69113 98113 98 Weight g9 0168 9678 9578 9368 9178 9028 9078 907 表表 2 2 第二组密封圈溶胀后的物理特性试验结果第二组密封圈溶胀后的物理特性试验结果 Time h024487296120144168 Inside diameter mm 113 68113 65113 66113 64113 67113 69113 68113 76 Weight g8 8788 8558 8528 8508 8528 8408 8348 836 Diameter mm4 934 934 944 944 954 954 964 99 表 1 中的数据是三个试样的算术平均值 从表中可以看出 随着浸泡时间 的延长 密封圈的内径尺寸逐渐变大 96h 达到最大 然后又逐渐缩小 其重 量随着浸泡时间的延长减轻 表 2 中的数据是九个试样的算术平均值 从表中可以看出 随着浸泡时间 的延长 密封圈的尺寸略有增加 其重量随着浸泡时间的延长减轻 但减轻的 幅度比第一组试样要小 其直径随着浸泡时间的延长略有增加 在条件相同的情况下 分别对第二组密封圈中未经过耐油试验和经过 264h 耐油试验的密封圈进行拉断试验 未经耐油试验时的拉伸破断力为 387N 经过 264h 耐油试验后的拉伸破断力为 347N 破断力下降 10 3 2 3 2 分析与讨论分析与讨论 根据图 3 分析起落架作动筒的结构 活塞杆的一端与活塞相连 而另一端 通过一个球面轴承与施加力系统连接 当活塞在作动筒内运动时 由于球面轴 承的自调节作用 即使装配时有一些偏差 也不可能在刚装配投入使用就使活 塞的外沿与作动筒内壁在运动中夹掉密封圈的外层橡胶 另外 查图纸发现 活塞的直径与作动筒内径仅相差约 0 06mm 若密封圈的橡胶能进入这么小的间 隙 在活塞的运动中必然会剪断所进入的橡胶 几个密封圈均符合标准要求 其化学成分分析结果符合技术文件的规定 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 12 工序间样品的体积变化试验虽然结果比较分散 但符合标准要求 证明原材料 符合技术要求 该密封圈的用材属硫化丁腈橡胶 硫化橡胶是一种弹性显著的高弹性材料 能在外力的作用下改变自己的尺寸 发生很大的可逆变形 橡胶的这一性能使 其成为显著的密封结构材料之一 在液体密封机理中 其特殊作用是液体对固 体产生的湿润过程 对任何密封机构 都可以看成是彼此贴合的两个 固体 如果被密封液体对两接触面润湿良好 则它们之间会形成一层很薄的液膜 起 一种胶粘层的作用 通常 O 型密封圈是在直径上按一定的过盈量 装入槽内 工作 对于动密封结构 一般取过盈量 在 10 25 之间 若超过这一 范围 轻者密封圈的使用寿命减少 严重时就会导致密封圈早期失效 因为 随着密封圈对活塞筒内壁的压力上升 当超过时 摩擦条件便会接近 a P 6 1010 半干 甚至全干摩擦状态 此时 与接触面微观不平度平均高度具有直接关系 的因变形引起的摩擦力会迅猛增大 根据失效的 2 密封圈变性特征 断裂两端 向同一方向翘起 翘起的角度基本相同 并且相互向相反方向发生严重永久性 扭转变形 说明在其失效的初期 曾因密封圈的某一部分与活塞筒内壁间的摩 擦力显著增加 从而发生过干摩擦现象 致使该部分密封圈的分模线或其附近 首先出现微裂纹 随着微裂纹的进一步扩展 密封圈碎片上可以看到明显的疲 劳条带 证明这些碎片是经过多次反复载荷而脱落的 脱落的一部分密封圈碎 片进入液压油箱内 另一部分很可能落在 1 密封圈上 进而制约 1 密封圈的自 由运动 使该部分的摩擦阻力上升 在多次往复运动中破坏了表面的完整性 形成微裂纹 并使表面橡胶因疲劳而脱落 两个密封圈的破坏位置基本相同 在 1 密封圈表面的橡胶脱落以后 由于 密封圈其它地方的弹力作用 活塞杆向密封圈橡胶脱落一边偏离 进一步加剧 两个密封圈破坏 当达到一定量时 两个密封圈都发生断裂 两个油箱体间出 现了串油现象 起落架的作动筒失效 活塞外沿与作动筒内壁直接摩擦 通过以上分析 2 密封圈是首先失效件 在密封圈几何尺寸和工作环境相 同情况下 2 密封圈先失效 说明其物理性能发生了变化 根据有关资料介绍 在丁腈橡胶密封圈的耐油试验中 随着时间的延长 其内径由小变大 然后由 大变小 主要原因是橡胶由一种部分交联的三维网状结构的大分子构成 在橡 胶制品 如橡胶密封圈 加工过程中还加入了其它配合剂 如硫化剂 硫化促 进剂 软化剂 防老剂和填充剂等 当橡胶浸泡在介质中 特别是在比较高的 温度下 橡胶分子的链段运动加快 使这些低分子的介质渐渐渗入到橡胶的网 状结构 加快了网状结构的胀大 但由于橡胶分子间化学键的作用 仅发生高 弹性形变 这种变形产生的应力又阻止了介质分子的继续进入 当介质的渗透 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 13 压力与高弹变形产生的应力达到平衡时 橡胶不再胀大 也就是说它仅仅发生 了有限溶胀 随着橡胶本身的分子结构 分子量的大小 极性 链的柔顺型 结晶度 对称性 支链程度与交联密度的不同 在不同介质中的溶胀程度也不 同 溶胀后 期内径尺寸就会发生变化 另外 在橡胶被介质溶胀的过程中 还伴随着一些低分子的有机配合剂 尤其是防老剂 软化剂的提取 致使力学 性能降低 从表 1 和表 2 中密封圈的重量变化可以看出 随着耐油时间的延长 其重量逐渐减轻 说明在溶剂渗入的同时 密封圈中的添加剂被析出 耐油后 的拉力下降 作动筒的内壁与活塞的外径尺寸最大相差约 0 06mm 若密封圈在装入活塞 后发生溶胀 由于其空间的限制 密封圈对作动筒内壁的压力就会增加 二者 之间的摩擦力增加 密封圈上的摩擦部位发生偏转 当压力达到一定程度时 发生干摩擦现象 在密封圈的分模线或其附近的拉应力最大 会成为密封圈多 次反复移动时发生局部破损的根源 再加上溶胀后密封圈的抗拉力下降 表面 产生疲劳微裂纹 在以后的使用中 密封圈表面的微裂纹扩展 使密封圈因表 面橡胶掉碎块而断裂失效 2 3 3 结结论论 1 2 密封圈首先发生断裂 1 密封圈是受到 2 密封圈的碎片影响后才发 生断裂的 2 2 密封圈的主要失效形式是扭转后的磨损疲劳 1 密封圈主要是磨损 和少量的疲劳 3 密封圈经过油浸泡后的过量溶胀是导致失效的根本原因 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 14 3 3 作动筒的修理 以带锁作动筒为例 作动筒的修理 以带锁作动筒为例 3 13 1 作动筒常遇故障及原因分析作动筒常遇故障及原因分析 使用中 作动筒的主要故障有 活塞杆运动过于迟缓速度不均匀或有间断 现象 钢珠锁和卡环销开锁 上锁不灵活 使开 上锁压力超过规定 上锁不 牢靠 甚至不能上锁 1 活动杆运动迟缓 活动杆运动迟缓的原因 一是作动筒的密封装置损坏漏油 使进入作动筒 推动活塞运动的油液量减小 如活塞上的胶圈损坏 工作腔的高压油液会泄漏 到非工作腔去 使工作压力减小 反压力增大 活塞杆运动迟缓 二是外筒内 壁 锥形活塞和活塞锈蚀 或活动迟缓 如果外筒内壁局部划伤或作动筒局部 摩擦力增大 则会使活塞杆运动速度不均匀或有间断现象 如果装配不当 也 会引起活塞杆运动迟缓 2 开锁 上锁不灵活 钢珠锁开锁 上锁不灵活 主要是由于作动筒密封不良或活塞摩擦力过大 还可能由于钢珠在钢珠孔运动不灵活 或锥形活塞等零件运动不灵活 甚至不 能上锁 3 上锁不牢靠 钢珠锁上锁不牢靠 一般的原因是 钢珠孔和锁槽磨损 撞伤 使钢珠锁 的活动间隙过大 因为间隙过大 活塞杆受外力作用时 钢珠锁承受很大的撞 击载荷 容易自动脱锁 甚至将锁顶坏 此外 钢珠锁上弹簧疲乏或固定弹簧 的螺帽松动 使弹簧张力减小 也会造成上锁不牢靠 3 23 2 作动筒的分解作动筒的分解 作动筒活塞杆伸出长度直接影响各传动部分的正常工作 因此 分解前应 对长度等可调节部分做好标记 分为左 右的零件 更应该做好标记 不得串 件 将作动筒用相应夹具固定 然后依照修理技术标准依次分解各个零件 图 6 为作动筒活塞杆组件装配图 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 15 图图 6 6 作动筒活塞杆组件装配图作动筒活塞杆组件装配图 3 33 3 作动筒检查和修理作动筒检查和修理 作动筒工作不良 主要是由于密封装置及外筒 活塞 或锥形活塞 的损 坏 而带钢珠锁的作动筒工作不良 主要是由于钢珠 钢珠孔 锁槽 或锁圈 等受到损伤 因此 作动筒分解后应着重检查这些零件 1 外筒和活塞 外筒内壁如有轻微的磨损 划伤 锈蚀时 可用细砂纸打磨抛光处理 如 损伤严重则可用珩磨的方法修复 但珩磨后应保持外筒内径和最小壁厚符合规 定 以保证外筒有足够的强度 其表面粗糙度值应达到 Ra0 2 m 活塞或锥形活塞表面有轻微损伤 允许用细砂纸打磨或抛光排除 如损伤 严重 则可用磨削加工排除 活塞杆表面铬层划伤或局部脱落 允许用磨削加 工排除 但磨削后杆的最小直径应符合规定 然后镀铬 恢复尺寸 在对各零件进行修理时 须特别注意各零件之间的配合精度 这样才能保 证作动筒装配后的性能达到要求 例如 主起落架作动筒的外筒经珩磨后 内 径增大 影响到外筒锥形活塞的配合间隙 因此 必须相应加大活塞和锥形活 塞的尺寸 保持它们与外筒的配合间隙在规定的范围内 以保证胶圈的密封性 和使用寿命 活塞与活塞杆的不同心度不大于 0 03mm 以保障活塞杆运动灵活 2 钢珠锁的修理 为了保证开锁 上锁灵活 锁圈和锥形圈不允许有锈蚀 压伤 如有损伤 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 16 应予更换 外筒内的锁槽如有超过 0 1mm 的压痕 允许在保证钢珠锁间隙正常 的情况下 车修有压伤的侧面 但不得加深锁槽 在检修中 如发现钢珠锁间隙过大 可在规定钢珠直径公差范围内 选配 较大的钢珠 装配钢珠时 应注意除去钢珠孔边缘及锁槽的毛刺 以保证钢珠 运动灵活 而且同一活塞上各个钢珠的直径差值不得超过 0 005mm 这样才能 使所有钢珠受力较均匀 3 43 4 作动筒装配作动筒装配 装配作动筒前首先检查与之有关的小附件 如液压锁导管等 确保他 们是修理合格品 然后依照修理技术标准要求依次装配 装配时注意 筒 体内壁 活动部位和密封胶圈应涂 YH 10 液压油 严禁强行装配 装配活塞杆组件时要求当螺套与锥形活塞的间距为 0 5mm 时 测量活 塞的行程为 4 0 5mm 整个做动筒装配完毕后 机械锁的活动间隙应为 0 2 0 5mm 若不符合要求 可选配厚度为 1 3mm 的垫圈进行调整 作动筒 的各转动连接处应能自由转动 3 53 5 作动筒试验作动筒试验 为了保证作动筒运动灵活 各种作动筒经检修后 装机前应按大小要 求进行密封性和活塞运动摩擦力等实验 如果外筒经 行磨或焊修 装配 前应单独进行强度试验 对于带锁的作动筒 还要检验钢珠锁开锁 上锁 的灵活性和上锁的可靠性 下面以主起落架收放作动筒为例 说明它们的 实验内容 要求和方法 1 密封性试验 试验目的是检查作动筒的密封情况 要求在规定的工作油压作用下 保持一定时间 各接合处不许漏油 试验压力亦不许下降 分别向 收上 放下 接头加 250 0 0981MPa 的液压 各保持 3min 各密封处不得漏油 当向 放下 接嘴加压 压力由零增加到 250 0 0981MPa 然后将压力调 整至零 在加压 250 0 0981MPa 循环 5 次 整个过程中气压接头泄漏量 不 大于 20cm 分别向 收上 放下 管嘴加 3 0 5 0 0981MPa 的 液压 将万向接头和上转轴往复转动 10 次 转动角度大约为 45 各密封 处不得漏油 2 活塞运动摩擦力试验 在活塞杆上加载荷的条件下 分别从收上腔输入油压 测量活塞不上 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 17 锁的情况下开始运动的最低压力值 不得超过规定 这项试验实际上是检 查活塞与外筒及活塞杆与密封螺盖处的摩擦力是否超过规定 对主起落架 作动筒 分别向接管嘴加入 7 0 0981MPa 的液压 同时检查活塞杆应能平 稳的运动 不许有跳动 划纹或挂油现象 如果活塞杆运动有跳动现象 说明外筒 活塞与活塞杆上有毛刺或变形 须分解检查 3 开锁上锁灵活性试验 机械锁开锁 上锁的灵活性 也是通过开上琐时的最低压力值来判断 具 体方法是 在用 20 30 0 0981MPa 的液压上锁后 向 收上 管嘴加入液 压 机械锁的打开压力应不大于 20 0 0981MPa 在用 210 0 0981MPa 的液压 上锁后 机械锁的打开压力为 50 5 0 0981MPa 重复试验 3 次 工作性能 均应正常 对主起落架作动筒 要求开锁压力不超过 20 0 0981MPa 上锁压力 为 50 5 0 0981MPa 在油压进入作动筒的收上腔进行开锁时 由于活塞油 压作用的面积比较小 因此 规定开锁的压力略高于上锁的压力 4 钢珠锁上锁牢靠性试验 要保证机械锁上锁牢靠 应做到 第一 活塞的行程必须符合规定 使活 塞杆在伸出后 卡环能准确的处于上锁的位置 第二 卡环进入锁槽后的活动 间隙不得超过规定 以免在工作中卡环与锁槽的撞击力过大而脱锁 第三 卡 环和锁槽必须有足够的强度 因此 在进行试验时 应分别检验活塞的行程 钢珠锁的活动间隙及外载荷作用下钢珠锁的强度 钢珠锁活动间隙的测量 机械锁活动间隙用百分表进行测量 方法是 待活塞杆伸出并上锁后 把 百分表固定在活塞杆上 使百分表测量杆顶在外筒固定螺帽端面 并保持一定 的压紧值 然后 沿活塞杆轴向加 1000 1500kgf 外力 P 先推入再拉出活 塞杆 通过百分表测出活塞杆这一活动范围的数值就是机械锁的活动间隙 主 起落架作动筒的该间隙应为 0 2 0 5mm 为了保证间隙测量准确 加入活塞杆的轴向力 P 应符合规定 为此 待 作动筒活塞杆放下并上锁后 应卸开膨胀阀的进油接头 因为活塞杆受外力作 用后 放下腔的油压要升高 这样 油压作用力会抵消一部分外力 P 从而 影响测量的准确性 钢珠锁的活动间隙过大 可能是由于钢珠 钢珠孔和锁槽 或锁圈 配合不当 须分解检查 活塞行程的测量 向作动筒内输入一定的油压进行收放 分别测量出活塞杆收入时的外露长 度和伸出时的外露长度 活塞的行程应等于活塞杆伸出时的外露长度减去收入 时的外露长度和机械锁的实际间隙 对于主起落架作动筒 该行程应为 435 0 2mm 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 18 钢珠锁的强度试验 当作动筒活塞伸出并上锁后 沿活塞杆轴线加 7000kgf 的推力 保持 1min 机械锁不得开锁 由于试验机械锁的强度后还应检验液压锁上锁的牢靠 性 试验的方法是 将活塞杆往复运动 使作动筒充满油液 打开机械锁 往 活塞杆上沿收上方向施加 7000kgf 的推力 保持 1min 活塞杆不得回缩 活塞 杆压缩量过大 通常是由于液压锁不密封 放下腔的油液泄漏所致 冷气应急上锁和密封性试验 以上各项都是用油压试验的 为了判断用冷气应急放起落架或襟翼时作动 筒的密封性和上锁情况 往往规定还用气压进行试验 从应急放起落架的冷气 接头加入 20 30 0 0981MPa 的气压 机械锁应能上锁 当压力升高到 50 0 0981MPa 时 保持 3min 检查作动筒放下部分个接合处和液压放下来油 接头处均不应漏气 试验后放出作动筒中的气压 5 外筒的强度试验 外筒经珩磨或焊修后 应单独进行强度试验 要求在 1 5 倍的工作油压下 外筒各处不允许变形或漏油 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 19 4 4 作动筒其它常见故障排除方法作动筒其它常见故障排除方法 故障现象产生原因排除方法 爬行 1 外界空气进入内 2 密封压得太紧 3 活塞与活塞杆同轴 油塞杆不直 4 筒内壁拉毛 局部磨 损严重或腐蚀 5 安装位置有偏差 6 双活塞杆两端螺母拧 得太紧 1 设排气装置或开动系统强气 2 调整密封 但不得泄露 3 校正或更换 使同轴度小于 0 04mm 4 适当修理 严重者重新磨缸内孔 按要求重配活塞 5 校正 6 调整 冲击 1 用间隙密封的活塞 与缸体间隙过大 节流 阀失去作用 2 端头缓冲的单向阀失 灵 不起作用 3 换向阀的节流阻尼未 调好 4 作动筒走完全行程停 止时的冲击 是作动筒 的缓冲不好 5 阀的选择不合适 6 回路不良 7 活塞杆有伤痕 1 更换活塞 使间隙达到规定要求 检查节流阀 2 修正 研配单向阀与阀座或更换 3 调整阀的节流阻尼 4 检查使用条件 采用冲击小的阀 5 调整作动筒的缓冲装置 6 研究防止冲击回路问题 采用换 向阀和调速阀来防止换向时的冲击 对采用变量原来防止冲击的方法进 行调查 7 检查防尘圈的情况 调查污物混 入的可能情况 外泄漏 1 活塞杆表面损伤或 密封圈损坏 造成 杆处密封不严 2 管接头密封不严 3 筒顶处密封不良 4 完整螺钉不良 5 放气孔处的密封不 好 1 检查并修复活塞杆和密封圈 2 检修密封圈及接触面 3 检查并修