基于座椅緩沖器裝配試驗工藝的研究

劉春蘭　王赫

摘 要：座椅緩沖器作為保護宇航員安全著陸的重要機構，其裝配試驗部分的質量保證是十分必要的。此次研究主要針對承力接頭組件、密封導向筒、鋼珠的裝配過程進行優化，以及對空載和負載兩種條件下的提升試驗相關參數進行技術攻關。通過方案設計，采用合理的裝配工藝來改進裝配質量，提高試驗精度，探討解決滾珠配套裝配的工藝方法。

關鍵詞：座椅緩沖器 滾珠裝配 提升試驗 漏率檢查 負載

中圖分類號：U463 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）11（b）-0089-02

1 概述

飛船返回艙屬于“硬著陸”，為保證航天員生命安全，減少其胸背向所受沖擊，座椅緩沖器作為重要部件，其裝配質量的好壞直接影響其工作性能，因此對其裝配工藝的研究是十分必要的[1]。該型號座椅緩沖器整體結構復雜，裝配精度要求高，而且要確保裝配后的靈活性，針對此項技術精度要求，座椅緩沖器需進行空載和負載兩種情況的提升試驗，其中在負載情況下，座椅緩沖器的提升啟動壓力要小于4.2MPa，試驗后漏率檢查要保證不大于1×10-5Pa·m3/s。

2 關鍵技術和難點

2.1 承力接頭組件裝配

座椅緩沖器中承力接頭組件與密封導向筒、端螺環裝配后形成一封閉腔體，腔體內需安裝38個鋼珠，由于數量較多，空間狹小，而且承力接頭組件內孔為錐孔，在裝配過程中鋼珠容易擠在錐孔中，承力接頭組件與鋼珠出現卡滯情況，加大了裝配難度。

2.2 座椅緩沖器提升試驗

按照技術要求產品裝配完成后需要對其進行提升試驗，確保其工作的可實現性。座椅緩沖器的提升試驗要在空載和負載兩種情況下進行，其中負載提升試驗所提升重物為40kg，要求兩種情況的提升啟動壓力均小于3.2 MPa。試驗結束后要對整個結構系統的漏率檢查，保證不大于1×10-6 Pa·m3/s。該產品為滿足其功能要求，內在結構復雜，在試驗過程中可引起提升障礙，導致試驗參數達不到技術要求。

3 工藝技術方案與措施

3.1 承力接頭組件裝配工藝方案與措施

根據座椅緩沖器運動要求設計兩種裝配方案，并進行實際驗證，實施內容如下。

方案1：將端螺環裝到密封導向筒上，要求裝配到位；再將承力接頭組件從密封導向筒一端套入移至臺肩處，向錐孔中裝滿鋼珠，將已裝好的端螺環鎖緊；最后移動承力接頭組件，使其裝配到位。

方案2：將端螺環首先裝到密封導向筒上，再將承力接頭組件從密封導向筒一端套入，裝配到密封導向筒下端，向錐孔中裝滿鋼珠，調整位置，保證均勻后將已裝好的端螺環鎖緊；將整體組件旋轉180度倒過來，滑動承力接頭組件，直至安裝到位，如圖1所示。

3.2 提升試驗工藝方案與措施

在座椅緩沖器的裝配、試驗等工序中設計工裝。在產品正式裝配前，對各配合部件進行靈活性檢查，待整體完成后進行手動提升試驗，檢查試驗中有無干涉，是否到位等問題，并對相關問題進行分析。

為確保座椅緩沖器工作的穩定性，裝配后需進行5次空載、負載試驗。通過多次試驗比較解鎖、提升力值變化情況，及時對出現的狀況制定解決方案。

4 主要工藝試驗及取得的效果

4.1 承力接頭組件裝配工藝實施過程

依據裝配工藝方案一，對相關零組件進行裝配，在裝配過程中發現，承力接頭組件在密封導向筒移動時，對操作者的水平要求較高，裝配鋼珠時不易裝配均勻。旋緊端螺環與承力接頭組件后，與密封導向筒之間形成的錐孔腔，在滑動過程中，鋼珠易出現卡滯現象，滑動緩慢，因鋼珠擠壓，將損傷密封導向筒外表面，不易裝配[2]。

與裝配方案一相比，鋼珠在裝配完成后，將密封導向筒旋轉180度，采用倒裝方式，承力接頭組件與密封導向筒運動靈活，可以帶動鋼珠順利運動到位，對操作者要求不高。

4.2 提升試驗工藝實施過程

座椅緩沖器提升試驗所用動力為氮氣，試驗過程如下：

（1）先將負重穿過產品放在試驗支架上。將產品雙耳接頭一端與試驗支架底部連接，要求可以轉動，方便調整安裝角度。產品上接頭一端安裝轉接器，要求鎖緊，防止漏氣，并與試驗支架連接好[3]。

（2）裝配重物時需調整到正確方向，同時裝在承力接頭滑塊上固定好。注意該試驗中載重較重，安裝過程要嚴格執行工藝規程順序，輕拿輕放，不得碰傷產品。

（3）裝配完成后，打開氣源端減壓器，將氣源輸入壓力控制在5MPa左右，準備提升試驗。

（4）緩慢打開手動閥，向產品內緩慢輸入氮氣，當銷釘動時，下位鎖解開，記錄該壓力值。繼續緩慢加壓，承壓組件緩慢向上運動，直至上位鎖舌鎖住，記錄此時產品壓力值，要求應滿足不大于3.2MPa，關閉手動閥，停止加壓，此步為試驗提升過程。

（5）提升復位時，打開手動閥緩慢泄壓，用解鎖工裝將上位鎖解鎖，承壓組件緩慢下降；向產品輸入壓力約為0.4MPa左右氮氣，使下位鎖打開，保持承壓組件緩慢向下滑動，待恢復至裝配狀態后，對系統整體完全泄壓。

4.3 氦質譜檢漏試驗

提升試驗合格后需要對產品進行氦質譜檢漏試驗。通過轉接器，將產品與氦氣源連接，打開減壓閥，緩慢向產品內充入0.2～0.3 MPa氦氣，保持產品處于鎖緊狀態，檢查產品下位鎖各連接處密封情況；繼續增壓，使產品完全解鎖，保持增壓直至3.2 MPa。檢查產品各連接處氣密情況，要求最大泄漏率不大于1×10-6Pa·m3/s。

5 工藝指標完成情況

對座椅緩沖器進行5次空載提升和負載提升試驗，試驗過程及指標符合設計要求，提升試驗數據見表1。

通過對座椅緩沖器提升過程的漏率檢查，整體指標滿足設計要求，氦質譜檢漏合格，其漏率為2.5×10-7Pa·m3/s。

6 結語

通過對裝配試驗過程的工藝研究，不僅解決了座椅緩沖器裝配試驗中的難題，達到了工藝研究的預期效果，而且開拓了新的裝配方法，使裝配過程更加完善，簡潔，縮短了裝配周期。試驗過程對可能出現的問題進行了預測，完善了產品的功能，提高了產品的可靠性。該產品裝配試驗過程研究成果，對以后產品的裝配起到借鑒作用。

參考文獻

[1] 王云渤.飛機裝配工藝學[M].北京：國防工業出版社，1990.

[2] 黃慶學，陳占福.軋機軸承與軋輥壽命研究與應用[M].北京：冶金工程出版社，2007.

[3] 王輝，顧寄南.基于規則的裝配順序規劃方法研究[J].CAD/CAM與制造業信息化，2002（2）：73-75.