趙繼超
摘要:飛機(jī)減速板對(duì)飛機(jī)降落起到關(guān)鍵的減速作用,而作動(dòng)筒又是控制減速板系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。本文介紹了一起賽斯納525型飛機(jī)減速板作動(dòng)筒斷裂故障的排故過(guò)程,其中對(duì)減速板系統(tǒng)整體以及關(guān)鍵部位的檢查思路可為類似故障的排除提供參考。
關(guān)鍵詞:減速板;作動(dòng)筒;螺桿;斷裂
1 故障情況
一架賽斯納525(CE525)型飛機(jī)的左機(jī)翼出現(xiàn)液壓油滲漏情況。檢查后發(fā)現(xiàn)左減速板液壓作動(dòng)筒上用于固定作動(dòng)筒端蓋(安裝底座)的兩顆螺桿斷裂,作動(dòng)筒殼體與端蓋部分分離,密封圈部分外露,液壓油從作動(dòng)筒殼體與端蓋的結(jié)合面處滲出,飛機(jī)液壓油箱的油平面在“ADD”(添加)線下約2cm處(見圖1)。
進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn):飛機(jī)左側(cè)減速板區(qū)域有殘留的液壓油,作動(dòng)筒端蓋靠機(jī)身前部方向的兩根固定螺桿從螺桿頭根部斷裂,且斷裂的螺桿還殘留在安裝底座螺栓孔中;在作動(dòng)筒安裝區(qū)域附近有明顯的飛機(jī)液壓油滲漏痕跡。
2 減速板系統(tǒng)工作原理
CE525飛機(jī)在雙發(fā)N2低于85%情況下,減速板選擇電門選擇“伸出”位,減速板伸出;當(dāng)任意一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)N2大于85%時(shí),減速板自動(dòng)收回。在地面時(shí),襟翼手柄放在60?地面位且放下超過(guò)38?時(shí),減速板會(huì)自動(dòng)伸出;當(dāng)襟翼收回至38?時(shí),減速板自動(dòng)收回。
該型飛機(jī)減速板系統(tǒng)由作動(dòng)筒、減速板、搖臂、拉桿組成(見圖2),受減速板收放極限電門控制。當(dāng)減速板進(jìn)行伸出/收回操縱時(shí),1500psi的液壓油驅(qū)動(dòng)作動(dòng)筒帶動(dòng)搖臂轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)搖臂接觸到伸出/收回極限電門時(shí),液壓油斷開,作動(dòng)筒停止工作,減速板伸出/收回到位。
3 減速板作動(dòng)筒分解檢查
故障發(fā)生后,對(duì)減速板搖臂間隙、收放極限電門的間隙與導(dǎo)通性進(jìn)行檢查,均未發(fā)現(xiàn)異常。為了找到故障原因,對(duì)故障作動(dòng)筒進(jìn)行分解,并與正常作動(dòng)筒進(jìn)行對(duì)比。CE525型飛機(jī)的作動(dòng)筒控制飛機(jī)減速板系統(tǒng)的展開與收回,為雙向單桿式,由作動(dòng)筒殼體、活塞桿、彈簧桿、安裝底座、魚眼軸承及兩個(gè)金屬鎖擋塊組成,如圖3所示。其中活塞拉桿上的節(jié)流頂針作為緩沖裝置,金屬鎖塊作為鎖定裝置,在作動(dòng)筒收回時(shí)起到上鎖的作用。
在與正常作動(dòng)筒對(duì)比后發(fā)現(xiàn):
1) 安裝座底面與活塞桿頂部結(jié)合面之間有明顯撞擊痕跡。
2) 安裝底座上減速板展開油路進(jìn)口圓孔處,出現(xiàn)偏心撞擊凹坑。
3) 安裝底座內(nèi)壁靠機(jī)頭方向出現(xiàn)撞擊凹槽。
4) 活塞桿頂部節(jié)流頂針彎曲。
4 作動(dòng)筒端蓋固定螺桿檢查及探傷情況
取出安裝底座殘留的螺桿,與正常螺桿對(duì)比后發(fā)現(xiàn),殘留螺桿長(zhǎng)度與完整的凈螺桿長(zhǎng)度基本一致(見圖4)。
檢查發(fā)現(xiàn),殘留螺桿頂部左側(cè)斷面(約占整個(gè)斷面面積的四分之一,見圖5較為平滑,應(yīng)為早期疲勞裂紋形成的初始斷面;右側(cè)斷面(約占整個(gè)斷面面積的四分之三,見圖5)較為粗糙,應(yīng)為螺桿初始裂紋擴(kuò)展的最終斷裂面。
在黑光燈照射下,對(duì)左側(cè)受損作動(dòng)筒剩余兩顆完整的螺桿進(jìn)行磁粉探傷后發(fā)現(xiàn),兩根螺桿的第一扣螺紋處都出現(xiàn)分布不均勻的磁粉,有裂紋跡象;右側(cè)正常的作動(dòng)筒螺桿磁粉分布均勻,螺桿正常。
結(jié)合上述對(duì)螺桿斷面及磁粉探傷的結(jié)論分析,斷裂是從螺紋底部起始,向螺桿中心區(qū)域擴(kuò)展,符合疲勞斷裂的特征。
5 故障原因分析與預(yù)防措施
減速板作動(dòng)筒長(zhǎng)期暴露在機(jī)外,易受到濕氣及雜質(zhì)的腐蝕,固定螺桿還受到減速板作動(dòng)筒伸出展開行程中長(zhǎng)期交變的周期應(yīng)力作用,容易出現(xiàn)斷裂。
根據(jù)對(duì)固定螺桿的探傷結(jié)論及與廠家的溝通情況判斷,由于受到長(zhǎng)期腐蝕,減速板作動(dòng)筒螺桿裂紋起始于螺紋底部,以疲勞方式向螺桿中部區(qū)域擴(kuò)展。在減速板展開過(guò)程中,固定的螺桿斷裂后,減速板作動(dòng)筒筒體與固定端蓋處松開,導(dǎo)致作動(dòng)筒筒體發(fā)生歪斜,使節(jié)流頂針彎曲,產(chǎn)生塑性變形后偏心撞擊固定端蓋底座,使之出現(xiàn)凹槽,最終導(dǎo)致液壓油滲漏。
針對(duì)該減速板作動(dòng)筒固定螺桿容易受到腐蝕的情況,建議對(duì)作動(dòng)筒結(jié)合面及固定螺桿端部涂抹密封膠,以防止故障再次發(fā)生,如圖6所示。?
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