直升機主減速器故障及其維修措施探討

干小艷

(中國人民解放軍69008部隊航修廠,新疆五家渠 831300)

直升機主減速器故障及其維修措施探討

干小艷

(中國人民解放軍69008部隊航修廠,新疆五家渠 831300)

直升機是依靠發動機驅動旋翼和尾槳,產生拉力而保持飛行的,發動機是安裝在直升機上的由發動機驅動的一個相對獨立的部件,它將一臺或者很多臺發動機的扭轉力矩進行匯總,然后按照一定的比例傳給旋翼和尾槳。主減速器由于自身結構比較復雜,尺寸和重量都比較大,出現故障的比例也比較大,加強對于直升機主減速器故障以及維修措施的探討,對于保障飛機飛行安全具有很重要的意義。

直升機 主減速器 故障 維修

直升機主減速器是直升機傳動系統的核心部件,針對主減速器可能出現的故障,比如發電機的工作狀態、溫度對主減速器的影響,滑油內部金屬屑等對主減速器內部齒輪以及軸承的影響,此外對于主減速器振動波形的故障分析也很重要,通過對著一些列故障的預測和研究,進而提出更好的維修措施,對于降低飛行事故,保證飛行安全具有很重要的意義。

1 直升機主減速器的故障

1.1 動力傳動系統故障

動力傳動系統是直升機中最主要的機械系統,它直接決定了直升機的飛行壽命、機動性能以及飛行的安全性能,但是往往也比較容易發生故障,引起嚴重的后果。傳動系統故障主要發生在行星齒輪系上,常見的齒輪故障形式主要包括齒面磨損、齒面膠合、齒面疲勞以及輪齒折斷等,齒輪產生故障的原因有很多種,主要原因包括超載、操作失誤、潤滑不良以及制造產生的誤差等。在實際的應用中,直升機遇到的齒輪故障往往不是單一的故障形式,通常是多種故障形式同時出現,因而要根據故障的主要特征判斷出現故障的主要原因,特別是對于齒輪折斷這種情況,要引起足夠的重視,避免重大事故的發生。同時齒輪故障會引起振動信號的變化,研究振動信號波形和齒輪狀態時應該考慮旋轉振動信號、速度信號、位移信號等等,利用時域分析方法和域頻分析方法來解決相關的故障問題。

1.2 熱故障

機械結構中有摩擦就會有發熱的現象,這也就是常說的熱故障,主要出現在軸承、齒輪、導軌等這些位置。直升機主減速器即使在良好的潤滑條件下正常工作,也會因為自身結構比較緊湊、體積小等設計特點,在高速和重載的情況下,使得整個主減速器系統產生比較大的溫差,使溫度急速上升,高溫會對主減速器的正常工作產生不利的影響。例如,由于元件之間的摩擦以及潤滑油粘性的作用,使得軸承內部快速升溫,當達到一定的溫度,潤滑油的粘度就會下降,使軸承表面的材料過早地失效,出現膠合咬死的情況,影響了軸承的使用壽命。對于齒輪來說,溫度的變化既能影響齒輪傳動性能和潤滑功能,也能引起齒輪的變形,影響正常的運作。

1.3 滑油故障

滑油故障也是直升機主減速器中常出現的一類問題,首先滑油中容易出現金屬屑,這是因為主減速器的齒輪以及軸承等零件是由合金材料制成的,在運行中由于磨損會出現一定量的金屬屑,其次還會出現滑油滲漏,滑油滲漏一般是由于荷載、磨損、污染等原因使得密封件的密封性能下降,從而引起了滑油的滲漏。另外還會出現滑油壓力異常的情況,滑油壓力是主減速器的重要監控參數,一旦失去滑油壓力,主減速器的機械部件就會嚴重損壞,直接影響了飛行的安全。滑油在為機械部件提供潤滑功能的同時,還能夠起到冷卻的作用,因而要嚴格控制滑油的溫度。

2 主減速器的維修措施

2.1 加強故障診斷分析能力

對于直升機的狀態監控系統中,主要采用波形分析來提高對故障的分析能力,其中時域分析、頻域分析是最常見的波形分析方法。此外常運用應用遺傳算法、BP神經網絡以及SVP對于齒輪故障進行診斷,對于發電機的故障一般采用離散小波變換以及廣義回歸神經網絡等進行診斷,同時也結合了小波包變換和小波神經網絡對于直升機主減速器的故障進行診斷。加強對這些故障診斷技術和分析技術的掌握,對于提高診斷分析能力具有重要的作用。

2.2 提高故障預測能力

直升機主減速器的故障主要是由Kalman濾波、DWT以及神經網絡相結合構成,具體來說是使用振動傳感器采集直升機主減速器上的振動信號,在重新采樣和去除噪音之后進行離散小波變換,然后進行Kalman濾波預算,從而達到對于主減速器故障進行提前預測的能力。目前來說,應該加強預測能力和診斷能力的一體化,充分運用診斷網絡,實現對信號的故障進行預測的能力。對于故障進行預測可以避免因為過度維修造成資源的浪費,準確地預測故障是維修的前提,為維修提供了科學依據,還可以防止維修不足而導致事故的發生,降低事故的發生率。

2.3 進行定期檢查維修

為了降低主減速器的故障的發生率,要加強對于主減速器的日常維修,要定期檢查滑油的液面以及有無滲漏,保證滑油的油量符合要求,同時還要定期檢查主減速器的磁堵油濾狀況,保證滑油的清潔干凈沒有金屬屑,對于滑油的散熱裝置也要進行定期檢查,確保滑油冷卻裝置的正常工作。對于動力傳動系統也要做到定期檢查,確保齒輪能夠運作正常,對于直升機主減速器系統進行傳熱節點劃分,建立熱傳遞的網絡模型,對于主減速器的溫度場進行分析,進而確保主減速器內部溫度的穩定,盡量排除直升機主減速器的故障發生率,確保飛行安全。

3 結語

通過對于直升機主減速出現的一系列故障進行列舉分析,從直升機動力傳動系統、熱系統以及滑油系統等方面進行探究,要加強對這些故障方面的檢測和預測能力,同時還可以運用小波神經網絡變換以及濾波預算等方面加強故障診斷、分析能力,最后維修人員要嚴格按照技術要求對直升機主減速器進行定期的檢查和維護,確保直升機的飛行安全。

[2]馮占輝.直升機主減速器的動力學分析與故障診斷研究[D].國防科學技術大學,2009.DOI:10.7666/d.y1689888.

[3]劉建新,王洋,史攀峰等.AS332L直升機主減速器常見故障分析與維護[J].航空維修與工程,2011(4):37-38.

10.7666/d.y2062620.