親歷A300飛機副翼作動筒聯(lián)接軸拆卸過程doc

親歷A300飛機副翼作動筒聯(lián)接軸拆卸過程文/劉樹振（南航大連飛機維修廠）飛機持續(xù)適航說到底就是在不斷的發(fā)現(xiàn)故障，排除故障，使飛機始終處于正常運行狀態(tài)，以保證飛行的安全。我們機務(wù)維修人員每日的航前、航后、R檢、A檢、C檢等，都是圍繞飛機能持續(xù)適航在努力工作。多年來工作實踐，使我體會到：故障不怕多，不怕難，只要 認(rèn)真對待，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飛機副翼 作動筒的聯(lián)接軸的拆卸過程就是一個很好例子。2006年11月28日，我公司空客A300 B 2327飛機右副翼藍(lán)系統(tǒng)作動筒卡阻，ECAM 顯示：藍(lán)系統(tǒng)工作不正常，采用黃系統(tǒng)在工作。說明主系統(tǒng)有故障了。為了排除這個故障先 后用了一個多月的時間，主要是圍繞有故障的作動筒 如何拆下在工作。一時拆下固定作動筒 下端的聯(lián)接軸 成了難題。經(jīng)過多次努力，終于在2006年12月31日排除了，使這個故障沒 能跨進(jìn)2007年的門坎。在飛機維修 中，拆拆卸卸 本是平常的事，但在這簡單的操作中卻蘊含著無限 的科學(xué)知識， 也包涵著很深 的基礎(chǔ)理論和實踐經(jīng)驗，拆卸這個軸就說明了這一點。副翼作動筒裝配示意如（圖1）,它的下端是球形軸承接頭，用一個直徑34毫米的聯(lián)接軸把它連接在副翼的 支座上。 本來，拆這個作動筒是 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）。首先，機務(wù)人員 按照維修手冊的規(guī)定和拆裝程序進(jìn)行，也對拆卸的部位噴涂了松動劑， 當(dāng)把拆卸工具裝上后，開始用力，感覺很吃力，以為是施力不夠，再加力，結(jié)果直徑M8mm, 長130mm的拉桿被拉 斷了，開始我們以為拉桿強度 不夠，于是又加工了兩根45號鋼的， 還是被拉斷，再加工兩根材料是40CrNiMoA的，經(jīng)過熱處理，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)機庫，拆了五次，用了一周的 時間，故障沒有排除，還是用黃系統(tǒng)工作，參加應(yīng)急飛行。那如何拆下這個聯(lián)接軸呢，成了 個大難題。Page 1 of 4PDF 文件使用"pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建 Page # of 4PDF 文件使用"pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建 拆下聯(lián)接軸M8拉桿Page # of 4PDF 文件使用"pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建 Page # of 4PDF 文件使用"pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建 圖2拆卸工具2327飛機執(zhí)行了幾個航班后，公司決定停場，專門解決這個問題。廠里匯集了維修廠有經(jīng)驗的技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場研究，也請來加工廠的工程 師協(xié)作，決定制作了一套專用夾具如 （圖3）。該個夾具是用一根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，拿到飛機上用時，給M30的螺桿施頂力，按理這個軸應(yīng)該松動，但它還是紋絲不動， 再加力，再加力，這時力臂在500 mm處，外力已達(dá)到50 kg o可聯(lián)接軸不但沒動，夾具的兩 臂卻變形了，M30的螺桿是前進(jìn)不了，也退不回來。結(jié)果，聯(lián)接軸沒拆下，夾具卻卡在副 翼作動筒 上下不來了，只好宣布第六次拆卸失敗了。我們又花了兩天的時間把這個夾具從飛 機上拆下來，不然怎么飛行呢。為了應(yīng)急航班，這架飛機又帶著藍(lán)系統(tǒng) 的故障再次上天。在這期間，我們認(rèn)真分析了幾次失敗的原因：為什么沒能拆下這個聯(lián)接軸。難 道就是 很難嗎？我們帶著這個問題，查看了圖紙和飛機上的位置，仔細(xì)研究了這個 軸與副翼作動筒 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，并對這個軸所承受的軸向力進(jìn)行了 初步計算和判斷，從受力分析看，我們認(rèn)為有三個問題：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，不但沒頂動聯(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，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，在反作用力下，斷面為38 X 32 mm2的兩支臂開始彎曲變形。聯(lián)接兩臂的直徑40毫 米的桿也彎曲變形了。三是這個工具的橫桿是雙向螺紋，兩臂的同心度不好保證。針對這三 個問題，我們用反推的辦法對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 wM30 X 3.5材料 40CrNiMoA, 熱處理HRC48 , 抗拉強度 取6 b=60 kk /mm2 拉斷力 Q6b 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 號鋼 6 s=20 kk / 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 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，要拆卸這個聯(lián)接軸，必須設(shè)計新的專用工具。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，防止損壞 飛機其他結(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。我們對主要件一一頂桿進(jìn)行了受力分析和強度計算（圖4）。因為拆軸需要頂桿的軸向力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，沒有自鎖，初步設(shè)計選用28 X 4的方形螺紋，其螺紋升角3.37 0。主要 Page 3 of 4PDF 文件使用"pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建 是對絲桿的推力（頂力）進(jìn)行計算，把這些參數(shù)代入公式，進(jìn)行校核驗證，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：QLdo /2 tg( a + 3 )+r tg 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）i3= 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 動摩擦）r =26伽（止推軸承中徑）時，25X 350Fy =13257 kg24- 2 X tg （3.5 + 0） +26tg0為了減小工具中的頂桿端部對工件摩擦部位的圓周力（徑向力）Fx ,我們在端面加上平面止推球軸承，使平面的干摩擦變 成滾動摩擦，而滾動摩擦系數(shù)是f=0.003 ,端面的摩擦力比 干摩擦力降低100倍。因此在計算時，對Fx的徑向力的摩擦角暫可以忽略不計，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)這些計算，給聯(lián)接軸的 軸向推力（頂力）至少在Fy - 10000 k g以上，這個參數(shù)是比較理想的。頂桿的材料選用 40CrNiMoA,熱處理HRC4& 52 ,強度可以大大提高。根據(jù)反復(fù)計算，我們設(shè)計制作了新工具。照片圖5。Page 4 of 4Page # of 4Page # of 4圖52006年12月30日，加工廠按圖紙的要求，把工具基本做好。我們拿到飛機上配合，修 整，使它與飛機其他結(jié)構(gòu)部位不發(fā)生干涉，運行自如。另外考慮在拆卸過程 中是否會損傷作 動筒接耳和其他部位，我們又做了一些輔助工作，噴涂了松動劑等。由于一切都準(zhǔn)備比較好， 想的比較周全，便開始拆卸。我們 把工具與副翼作動筒聯(lián)接軸的 支架部位結(jié)合好,開始施力 拆卸。當(dāng)在力臂處用了大約25 kg的力時，沒有感覺螺栓有松動的現(xiàn)象；再加到40kg力時, 頂桿的六角頭卻滑脫了，這個頂桿頭部沒有進(jìn)行熱處理，無法工作?？梢娺@個聯(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左右力的時候，就聽到“咔”的聲音， 感覺固定作動筒的大 螺栓開始有些松動了，說明這個工具好用，經(jīng)過大約50多分鐘分步工 作,終于在12月31日下午5點鐘將這個大螺栓拆下來了（緊張的心一下子放松下來了,高興 自然不必說了）。我們隨后換上新的作動筒。使飛機的副翼的 籃系統(tǒng)恢復(fù)了正常工作.2327飛機又可以安 全飛行了。就此歷時一個月，困擾我廠維修人員的故障終于 徹底的排除了。圖6當(dāng)拆下這個聯(lián)接軸（圖6） 一看,與作動筒球形軸承結(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法拆下來。空客A300B- 2327飛機自1994年12月7日投入運營，已飛行 26600小時，做過8C檢，屬于老齡化的飛機，從查閱資料看，右副翼籃系統(tǒng)沒有更換過作 動筒，這個軸很可能自飛行以來沒有被拆卸過。它的材料是美標(biāo)SA3120合金鋼熱處理后的 抗拉強度d b=130 kg / mm2以上.與球形軸承連接的部分表面鍍硬鉻。是過渡配合，聯(lián)接著副 翼和作動筒，受力是很大的。由于這個軸長時期在作用力與反作用力下工作，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，開始生銹。本來軸間的摩擦系數(shù) f - 0.02左右，但生銹后摩擦系數(shù)可以高達(dá)f = 0.60.7。因此不采用強大的軸向推力（頂 力）是克服不了這個摩擦力的。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。這個故障的排除，雖然時間很長，費勁周折，但還是被我們解決了，保證了飛機的安全， 提高了飛機的可靠性?？湛虯300飛機類似的部位很多，這樣的問題可能還會發(fā)生，是值得 我們認(rèn)真對待的。這個事實再次告訴我們：認(rèn)真分析是徹底排除故障的前 提，機務(wù)維修人員 的知識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 4PDF 文件使用"pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建