親歷A300飛機(jī)副翼作動(dòng)筒聯(lián)接軸拆卸過(guò)程doc

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1、親歷A300飛機(jī)副翼作動(dòng)筒聯(lián)接軸拆卸過(guò)程 文/劉樹(shù)振（南航大連飛機(jī)維修廠） 飛機(jī)持續(xù)適航說(shuō)到底就是在不斷的發(fā)現(xiàn)故障， 排除故障，使飛機(jī)始終處于正常運(yùn)行狀態(tài)， 以保證飛行的安全。我們機(jī)務(wù)維修人員每日的航前 、航后、R檢、A檢、C檢等，都是圍 繞飛機(jī)能持續(xù)適航在努力工作。多年來(lái)工作實(shí)踐，使我體會(huì)到：故障不怕多，不怕難，只要 認(rèn)真對(duì)待，細(xì)心研究都能找到徹底排除故障的好辦法。比如，空客A300B — 2327飛機(jī)副翼 作動(dòng)筒的聯(lián)接軸的拆卸過(guò)程就是一個(gè)很好例子。 2006年11月28日，我公司空客A300 B — 2327飛機(jī)右副翼藍(lán)系統(tǒng)作動(dòng)筒卡阻，ECAM 顯示：藍(lán)系統(tǒng)工作不正常，采用黃系統(tǒng)

2、在工作。說(shuō)明主系統(tǒng)有故障了。為了排除這個(gè)故障先 后用了一個(gè)多月的時(shí)間，主要是圍繞有故障的作動(dòng)筒 如何拆下在工作。一時(shí)拆下固定作動(dòng)筒 下端的聯(lián)接軸 成了難題。經(jīng)過(guò)多次努力，終于在2006年12月31日排除了，使這個(gè)故障沒(méi) 能跨進(jìn)2007年的門坎。 在飛機(jī)維修 中，拆拆卸卸 本是平常的事，但在這簡(jiǎn)單的操作中卻蘊(yùn)含著無(wú)限 的科學(xué)知識(shí)， 也包涵著很深 的基礎(chǔ)理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，拆卸這個(gè)軸就說(shuō)明了這一點(diǎn)。副翼作動(dòng)筒裝配示意如 （圖1）,它的下端是球形軸承接頭，用一個(gè)直徑34毫米的聯(lián)接軸把它連接在副翼的 支座上。 本來(lái)，拆這個(gè)作動(dòng)筒是 有一套常規(guī)的辦法的，空客公司也 提供了一套正常的拆卸工 具如（圖 2）

3、。首先，機(jī)務(wù)人員 按照維修手冊(cè)的規(guī)定和拆裝程序進(jìn)行，也對(duì)拆卸的部位噴涂了松動(dòng)劑， 當(dāng)把拆卸工具裝上后，開(kāi)始用力，感覺(jué)很吃力，以為是施力不夠，再加力，結(jié)果直徑M8mm, 長(zhǎng)130mm的拉桿被拉 斷了，開(kāi)始我們以為拉桿強(qiáng)度 不夠，于是又加工了兩根45號(hào)鋼的， 還是被拉斷，再加工兩根材料是40CrNiMoA的，經(jīng)過(guò)熱處理，結(jié)果還是被拉斷了。用其他 常規(guī)辦法拆卸，都因操作空間狹小，不能施使。這先后五次進(jìn)機(jī)庫(kù)，拆了五次，用了一周的 時(shí)間，故障沒(méi)有排除，還是用黃系統(tǒng)工作，參加應(yīng)急飛行。那如何拆下這個(gè)聯(lián)接軸呢，成了 個(gè)大難題。 Page 1 of 4 PDF 文件使用"pdfFactory Pro" 試

4、用版本創(chuàng)建 Page # of 4 PDF 文件使用"pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建 拆下聯(lián)接軸 M8拉桿 Page # of 4 PDF 文件使用"pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建 Page # of 4 PDF 文件使用"pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建 圖2拆卸工具 2327飛機(jī)執(zhí)行了幾個(gè)航班后，公司決定停場(chǎng)，專門解決這個(gè)問(wèn)題。廠里匯集了維修廠有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)研究，也請(qǐng)來(lái)加工廠的工程 師協(xié)作，決定制作了一套專用夾具如

5、（圖3）。該個(gè)夾具是用一根40毫米的軸加工成正反扣螺紋，調(diào)節(jié)兩臂的間距，卡在副翼支 座上，再用一根M30 X 3.5的螺桿作頂桿，試想用頂?shù)姆椒ㄊ孤?lián)接軸 退出球形軸承。當(dāng)夾具 做好，拿到飛機(jī)上用時(shí)，給M30的螺桿施頂力，按理這個(gè)軸應(yīng)該松動(dòng)，但它還是紋絲不動(dòng)， 再加力，再加力，這時(shí)力臂在500 mm處，外力已達(dá)到50 kg o可聯(lián)接軸不但沒(méi)動(dòng)，夾具的兩 臂卻變形了，M30的螺桿是前進(jìn)不了，也退不回來(lái)。結(jié)果，聯(lián)接軸沒(méi)拆下，夾具卻卡在副 翼作動(dòng)筒 上下不來(lái)了，只好宣布第六次拆卸失敗了。我們又花了兩天的時(shí)間把這個(gè)夾具從飛 機(jī)上拆下來(lái)，不然怎么飛行呢。為了應(yīng)急航班，這架飛機(jī)又帶著藍(lán)系統(tǒng) 的故障再次上天。

6、 在這期間，我們認(rèn)真分析了幾次失敗的原因：為什么沒(méi)能拆下這個(gè)聯(lián)接軸。難 道就是 很難嗎？我們帶著這個(gè)問(wèn)題，查看了圖紙和飛機(jī)上的位置，仔細(xì)研究了這個(gè) 軸與副翼作動(dòng)筒 球形軸承的裝配關(guān)系，認(rèn)真分析了幾次拆卸失敗的原因，并對(duì)這個(gè)軸所承受的軸向力進(jìn)行了 初步計(jì)算和判斷，從受力分析看，我們認(rèn)為有三個(gè)問(wèn)題：一是空客提供的正常工具中的拉桿 拉力不夠。二是特別制作的夾具給聯(lián)接軸的軸 向力Fy，是想讓它作有用的功，結(jié)果M30螺 栓所產(chǎn)生 的軸向力Fy不夠，端面圓周徑向力Fx增大了，螺栓的端面產(chǎn)生的干摩擦力卻消 耗一大部分功率，不但沒(méi)頂動(dòng)聯(lián)接軸，反而使頂桿端面與被拆的聯(lián)接軸的 端面產(chǎn)生摩擦和擠 壓，造成端面翻邊

7、，頂桿的三角螺紋也變形。被拆的聯(lián)接軸的 頭部螺紋也被擠壓變形。當(dāng)再 加力時(shí)，在反作用力下，斷面為38 X 32 mm2的兩支臂開(kāi)始彎曲變形。聯(lián)接兩臂的直徑40毫 米的桿也彎曲變形了。三是這個(gè)工具的橫桿是雙向螺紋，兩臂的同心度不好保證。針對(duì)這三 個(gè)問(wèn)題，我們用反推的辦法對(duì)這些工具的受力情況進(jìn)行判斷，認(rèn)為： 第一能將M8的拉桿拉斷的力是： F x w M30 X 3.5 材料 40CrNiMoA, 熱處理HRC48 , 抗拉強(qiáng)度 取6 b=60 kk /mm2 拉斷力 Q^6b X d2/4 n =2050 第二能使M30螺桿鍴面產(chǎn)生擠壓變 形的力是 材料 30 號(hào)鋼 6 s=20 k

8、k / m2 , W 也 8000 kk 圖3 第三能使用38 mm厚鋼板做的兩臂產(chǎn) 生變形，它的反作用力一定很 大，材料10號(hào)熱軋鋼板，屈服 極限是6 s=10 kk / m2變形 的力距約在M也15000 kk . m 受力分析如（圖3） 由以上分析我們判斷，副翼作動(dòng) 筒的聯(lián)接軸與球形軸承的結(jié)合力約在 8000 kg以上。想要拆聯(lián)接軸， 給予的軸向力應(yīng)在10000 kg以上，力矩不少于15000 kg .m才 行。 因此，要拆卸這個(gè)聯(lián)接軸，必須設(shè)計(jì)新的專用工具。具體的設(shè)想是：給予大螺栓的軸 向力要足夠大，徑向力要減小，支臂本體強(qiáng)度要大，不能變形，外形與副翼支座及周邊結(jié)構(gòu) 不要發(fā)生干涉

9、，防止損壞 飛機(jī)其他結(jié)構(gòu)件，專用工具的工藝性要好，便于加工，焊接不能變 形，還要保證同軸度。我們對(duì)主要件一一頂桿進(jìn)行了受力分析和強(qiáng)度計(jì)算（圖4）。 因?yàn)椴疠S需要頂桿的軸向力Fy要達(dá)到10000 kg以上，采用方形螺紋最好，方形螺紋承 受軸向的推力較大，沒(méi)有自鎖，初步設(shè)計(jì)選用28 X 4的方形螺紋，其螺紋升角3.37 0。主要 Page 3 of 4 PDF 文件使用"pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建 是對(duì)絲桿的推力（頂力）進(jìn)行計(jì)算，把這些參數(shù)代入公式，進(jìn)行校核驗(yàn)證，所求得的軸向力 是否達(dá)到預(yù)想的參數(shù)。如圖所示，根據(jù)平 衡條件，頂桿中心線的力矩為零，故軸向 力Fy為：

10、 QL do /2 tg( a + 3 )+r tg ① 式中Fy — -軸向力（頂力）（kk） Q - 原始作用力（kk） L — ——力臂（伽） d o - 方形螺紋中經(jīng)（伽） a 螺紋升角 3 螺紋處摩擦角 0 -螺桿端部與工件的摩擦角 r 螺桿端部與工件的當(dāng)量摩 擦半徑（mr）i 3= 0 0也0 （采用止推軸承滾 當(dāng) Q = 25 kg L = 350 伽 d 。= 24 伽 a= 3.5 動(dòng)摩擦）r =26伽（止推軸承中徑）時(shí)， 25 X 350 Fy = ? 13257 kg 24 - 2 X tg （3.5 + 0） +26

11、tg0 為了減小工具中的頂桿端部對(duì)工件摩擦部位的圓周力（徑向力）Fx ,我們?cè)诙嗣婕由掀矫? 止推球軸承，使平面的干摩擦變 成滾動(dòng)摩擦，而滾動(dòng)摩擦系數(shù)是f=0.003 ,端面的摩擦力比 干摩擦力降低100倍。因此在計(jì)算時(shí)，對(duì)Fx的徑向力的摩擦角暫可以忽略不計(jì)，摩擦角e 設(shè)想為零。而方形螺桿所傳遞的力的效率可以到達(dá)n = 70 %。根據(jù)這些計(jì)算，給聯(lián)接軸的 軸向推力（頂力）至少在Fy - 10000 k g以上，這個(gè)參數(shù)是比較理想的。頂桿的材料選用 40CrNiMoA,熱處理HRC4& 52 ,強(qiáng)度可以大大提高。根據(jù)反復(fù)計(jì)算，我們?cè)O(shè)計(jì)制作了新 工具。照片圖5。 Page 4 of 4

12、 Page # of 4 Page # of 4 圖5 2006年12月30日，加工廠按圖紙的要求，把工具基本做好。我們拿到飛機(jī)上配合，修 整，使它與飛機(jī)其他結(jié)構(gòu)部位不發(fā)生干涉，運(yùn)行自如。另外考慮在拆卸過(guò)程 中是否會(huì)損傷作 動(dòng)筒接耳和其他部位，我們又做了一些輔助工作，噴涂了松動(dòng)劑等。由于一切都準(zhǔn)備比較好， 想的比較周全，便開(kāi)始拆卸。我們 把工具與副翼作動(dòng)筒聯(lián)接軸的 支架部位結(jié)合好,開(kāi)始施力 拆卸。當(dāng)在力臂處用了大約25 kg的力時(shí)，沒(méi)有感覺(jué)螺栓有松動(dòng)的現(xiàn)象；再加到40kg力時(shí), 頂桿的六角頭卻滑脫

13、了，這個(gè)頂桿頭部沒(méi)有進(jìn)行熱處理，無(wú)法工作?？梢?jiàn)這個(gè)聯(lián)接軸與球形 軸承的結(jié)合力太大了。于是我們 又連夜加工了兩根頂桿,材料是40CrNiMoA,熱處理硬度為 HRC48第二天，我們用新的頂絲桿，使用了大約40Kg左右力的時(shí)候，就聽(tīng)到“咔”的聲音， 感覺(jué)固定作動(dòng)筒的大 螺栓開(kāi)始有些松動(dòng)了，說(shuō)明這個(gè)工具好用，經(jīng)過(guò)大約50多分鐘分步工 作,終于在12月31日下午5點(diǎn)鐘將這個(gè)大螺栓拆下來(lái)了（緊張的心一下子放松下來(lái)了,高興 自然不必說(shuō)了）。 我們隨后換上新的作動(dòng)筒。使飛機(jī)的副翼的 籃系統(tǒng)恢復(fù)了正常工作.2327飛機(jī)又可以安 全飛行了。就此歷時(shí)一個(gè)月，困擾我廠維修人員的故障終于 徹底的排除了。 圖6

14、 當(dāng)拆下這個(gè)聯(lián)接軸（圖6） 一看,與作動(dòng)筒球形軸承結(jié)合的部位銹蝕相當(dāng)嚴(yán)重,銹蝕面 積達(dá)到75%以上，腐蝕深度最深的達(dá)0.2 mm。結(jié)合部的阻力增大了，就給拆卸增大難度，難 怪用正常的工具無(wú)法拆下來(lái)?？湛虯300B- 2327飛機(jī)自1994年12月7日投入運(yùn)營(yíng)，已飛行 26600小時(shí)，做過(guò)8C檢，屬于老齡化的飛機(jī)，從查閱資料看，右副翼籃系統(tǒng)沒(méi)有更換過(guò)作 動(dòng)筒，這個(gè)軸很可能自飛行以來(lái)沒(méi)有被拆卸過(guò)。它的材料是美標(biāo)SA3120合金鋼熱處理后的 抗拉強(qiáng)度d b=130 kg / mm2以上.與球形軸承連接的部分表面鍍硬鉻。是過(guò)渡配合，聯(lián)接著副 翼和作動(dòng)筒，受力是很大的。由于這個(gè)軸長(zhǎng)時(shí)期在作用力

15、與反作用力下工作，它的表面鉻層 受到擠壓，而產(chǎn)生脫鉻現(xiàn)象，露出本體，便產(chǎn)生電偶腐蝕，開(kāi)始生銹。本來(lái)軸間的摩擦系數(shù) f - 0.02左右，但生銹后摩擦系數(shù)可以高達(dá)f = 0.6?0.7。因此不采用強(qiáng)大的軸向推力（頂 力）是克服不了這個(gè)摩擦力的。難 怪使M 8的拉桿被拉 斷，M 30的螺桿的端面擠壓變形， 聯(lián)接軸拆不下來(lái)。 這個(gè)故障的排除，雖然時(shí)間很長(zhǎng)，費(fèi)勁周折，但還是被我們解決了，保證了飛機(jī)的安全， 提高了飛機(jī)的可靠性?？湛虯300飛機(jī)類似的部位很多，這樣的問(wèn)題可能還會(huì)發(fā)生，是值得 我們認(rèn)真對(duì)待的。這個(gè)事實(shí)再次告訴我們：認(rèn)真分析是徹底排除故障的前 提，機(jī)務(wù)維修人員 的知識(shí)和才干是在不斷排故中積累的。只有不斷的學(xué)習(xí)，不斷的總結(jié)，才能提高技術(shù)水平, 為民航的安全作貢獻(xiàn). Page 5 of 4 PDF 文件使用"pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建