主起落架艙門放下故障分析及解決方案研究

成文曼　吉先武　李偉東

摘要：主起落架艙門的收放過(guò)程主要依靠艙門上位鎖和艙門收放作動(dòng)筒來(lái)完成，上位鎖正常開鎖及收放作動(dòng)筒正常放下，保證了艙門的正常放下動(dòng)作，兩者之間具有重要的先后順序關(guān)系。文章重點(diǎn)就艙門上位鎖可能造成的艙門放下故障進(jìn)行了闡述，并分析了原因，提出了相應(yīng)的解決措施，對(duì)設(shè)計(jì)上位鎖時(shí)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：上位鎖；收放作動(dòng)筒；開鎖作動(dòng)筒；主起落架艙門

中圖分類號(hào)：V267 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）12-0110-02

主起落架艙門左右對(duì)稱，分布在機(jī)身對(duì)稱面兩側(cè)。起落架艙門關(guān)閉時(shí)由艙門上位鎖（以下簡(jiǎn)稱上位鎖）鎖住，經(jīng)上位鎖開鎖后，由收放作動(dòng)筒將其打開。在地面收放起落架時(shí)，艙門可能出現(xiàn)的故障為：上位鎖未開鎖，收放作動(dòng)筒已開始動(dòng)作，將艙門打開。此故障可能造成艙門變形甚至結(jié)構(gòu)損壞，并將影響飛行安全。

1 主起落架艙門收放原理

艙門收放時(shí)工作部件的液壓原理為：在艙門放下過(guò)程中，液壓油先由進(jìn)油管路進(jìn)入上位鎖開鎖作動(dòng)筒（以下簡(jiǎn)稱開鎖作動(dòng)筒）的后腔，推動(dòng)活塞桿作伸出運(yùn)動(dòng)，當(dāng)活塞桿運(yùn)動(dòng)到一定行程之后，進(jìn)油管路和出油管路連通，液壓油再?gòu)某鲇凸苈愤M(jìn)入到收放作動(dòng)筒的放下腔，推動(dòng)活塞桿伸出將艙門放下。

從上述原理可知，艙門放下時(shí)的正常程序應(yīng)是上位鎖先開鎖，然后收放作動(dòng)筒伸出將艙門打開。

2 故障分析及解決方案研究

2.1 上位鎖開鎖行程問(wèn)題

圖1 上位鎖主要部件工作簡(jiǎn)圖

圖1為上位鎖主要部件工作簡(jiǎn)圖。系統(tǒng)壓力從進(jìn)油管嘴進(jìn)入開鎖作動(dòng)筒推動(dòng)活塞桿伸出，頂壓鎖鍵，活塞運(yùn)動(dòng)到一定行程后，進(jìn)油管嘴與出油管嘴連通，之后系統(tǒng)壓力由出油管嘴出去，再進(jìn)入到艙門收放作動(dòng)筒放下腔。若此時(shí)上位鎖未開鎖，開鎖作動(dòng)筒因出油管嘴卸壓而無(wú)法繼續(xù)將上位鎖頂開。

圖1中：

L0——出油管嘴通液壓時(shí)活塞桿的運(yùn)動(dòng)行程

L——活塞桿從初始位置至終點(diǎn)位置時(shí)的運(yùn)動(dòng)行程

L1——活塞桿從初始位置至與鎖鍵接觸時(shí)的運(yùn)動(dòng)行程

L2——活塞桿從與鎖鍵接觸至上位鎖開鎖時(shí)的運(yùn)動(dòng)行程

L3——活塞桿從上位鎖開鎖至終點(diǎn)位置時(shí)的運(yùn)動(dòng)行程

d——活塞桿運(yùn)動(dòng)至終點(diǎn)位置時(shí)鎖鍵與鎖鉤的間隙

h——電門頂桿從上位鎖開鎖至活塞桿終點(diǎn)位置時(shí)的運(yùn)動(dòng)行程

解決措施：為解決上述問(wèn)題，可以從改變活塞桿的總行程L或出油管嘴通液壓時(shí)活塞桿的運(yùn)動(dòng)行程L0兩方面著手分析。

微動(dòng)開關(guān)的超行程（從動(dòng)作位置到全行程位置的位移）≮a。在對(duì)微動(dòng)開關(guān)進(jìn)行裝配和調(diào)試時(shí)，電門頂桿到達(dá)微動(dòng)開關(guān)的動(dòng)作位置后，為保證微動(dòng)開關(guān)工作可靠，還需要在壓電門頂桿的方向上繼續(xù)調(diào)整≮b，則電門頂桿允許的最大剩余行程hmax=a-b。此時(shí)開鎖后，鎖鍵與鎖鉤之間允許的最大間隙為dmax，活塞桿允許的最大剩余行程為L(zhǎng)3max。

為保證上位鎖運(yùn)動(dòng)中的開鎖可靠，開鎖后鎖鍵與鎖鉤之間的最小間隙為dmin，活塞桿允許的最小剩余行程為L(zhǎng)3min。

（1）若保留活塞桿從初始位置至終點(diǎn)位置時(shí)的運(yùn)動(dòng)行程不變，則L1min=L-L2-L3max，L0min=L2+L1min，L1max=L-L2-L3min，L0max=L2+L1max。

L0的設(shè)計(jì)范圍為L(zhǎng)0min

（2）若保留出油管嘴通液壓時(shí)活塞桿的運(yùn)動(dòng)行程L0不變，則L1=L0-L2，Lmax=L1+L2+L3max，Lmin=L1+L2+L3min。

L的設(shè)計(jì)范圍為L(zhǎng)min

2.2 上位鎖開鎖問(wèn)題

在上位鎖開鎖行程不能滿足上位鎖先開鎖，作動(dòng)筒在通壓的情況下，開鎖作動(dòng)筒與收放作動(dòng)筒將同時(shí)受到系統(tǒng)壓力。收放作動(dòng)筒在縮進(jìn)位置時(shí)，由卡環(huán)鎖住。若開鎖作動(dòng)筒的開鎖壓力小于上位鎖的開鎖壓力，那么開鎖作動(dòng)筒會(huì)先于上位鎖開鎖，并將活塞桿推出。

開鎖作動(dòng)筒內(nèi)的阻尼彈簧作為影響開鎖力大小的變量因素，需要將其對(duì)系統(tǒng)壓力的影響進(jìn)行分析。

阻尼彈簧選用HB3-53-1.5×15×48-Ⅱ，其最大工作載荷為P，自由高度為H0，最大工作載荷作用下單圈變形量為f，彈簧的有效圈數(shù)為n，則最大許用載荷下的變形量F=f·n。

開鎖作動(dòng)筒的活塞桿運(yùn)動(dòng)至上位鎖開鎖的臨界位置時(shí)，彈簧工作長(zhǎng)度為H1，此時(shí)彈簧的變形量為F1=H0-H1，彈簧的載荷為。

取開鎖作動(dòng)筒內(nèi)受壓的環(huán)形腔面積為S，則克服彈簧阻尼所增加的系統(tǒng)壓力為。

在大壓力情況下，活塞桿運(yùn)動(dòng)到全行程位置是在瞬間完成的，彈簧的阻尼作用可忽略不計(jì)；在小壓力情況下，活塞桿以較慢的速度運(yùn)動(dòng)到全行程位置，彈簧的阻尼作用是不能忽略的。

解決措施：以上述主艙門上位鎖及收放作動(dòng)筒為例，實(shí)測(cè)的上位鎖最小開鎖壓力為Qmin，按上述方法得出的彈簧阻尼所增加的系統(tǒng)壓力為Q1，若取消彈簧，上位鎖最小開鎖壓力將降低到Qmin-Q1。若此時(shí)收放作動(dòng)筒的最小開鎖壓力Q'min>Qmin-Q1，那么上位鎖將先于收放作動(dòng)筒開鎖，取消彈簧將是可行的。

取消彈簧不影響開鎖作動(dòng)筒的功能和工作性能。

2.3 油液泄漏問(wèn)題

從開鎖作動(dòng)筒的結(jié)構(gòu)上可以看出，在進(jìn)油管嘴至出油管嘴一段，活塞桿與外筒內(nèi)孔之間為非接觸密封。非接觸密封是一種間隙密封，由于密封耦合面間沒(méi)有接觸和摩擦。這種密封摩擦、磨損小，啟動(dòng)功率低，壽命長(zhǎng)，但密封性較差。因此，進(jìn)油有路與出油油路之間是存在內(nèi)泄漏（工作介質(zhì)從高壓腔向低壓腔的泄漏）的。這種泄漏會(huì)引起液壓系統(tǒng)容積效率急劇下降，達(dá)不到所需的工作壓力，使開鎖作動(dòng)筒無(wú)法在設(shè)定的壓力下正常運(yùn)作。當(dāng)非接觸密封處的間隙越大，工作壓力下降得越大。

解決措施：嚴(yán)格控制開鎖作動(dòng)筒外筒內(nèi)孔的加工精度要求，降低非接觸密封引起的油液泄漏，從而確保正常的工作壓力。

3 結(jié)語(yǔ)

在進(jìn)行主艙門上位鎖的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮各艙門收放部件的工作原理，合理設(shè)計(jì)上位鎖開鎖作動(dòng)筒的各項(xiàng)行程，從邏輯上確保開鎖和收放順序，充分分析各零件可能產(chǎn)生的開鎖故障影響，以獲得合適的開鎖壓力。

參考文獻(xiàn)

[1] 國(guó)防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會(huì).微動(dòng)開關(guān)通用規(guī)范（GJB809-90）[S].

[2] 飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)（第12冊(cè)）

[M].北京：航空工業(yè)出版社，2002.

[3] 黃迷梅.液壓氣動(dòng)密封與泄漏防治[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

（責(zé)任編輯：葉小堅(jiān)）