飛機(jī)制造中桿組件的研究

周傳文

摘 要：文章主要對飛機(jī)制造生產(chǎn)中的桿組件進(jìn)行歸類、分析，以及對桿組件的裝配方法進(jìn)行了深入的研究，以便讀者更為系統(tǒng)地了解飛機(jī)裝配中最小的一類組件。

關(guān)鍵詞：桿組件；管組件；桿端軸承；盲鉚釘

中圖分類號：V415 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）12-0111-02

桿組件常作為傳動機(jī)構(gòu)在飛機(jī)、汽車等設(shè)計制造中得到廣泛應(yīng)用，飛機(jī)各艙門的開關(guān)、起落架的收放、方向舵的擺動等等都是靠桿組件連接而成的傳動機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。本文只討論用于傳動、支撐等類似作用的桿組件。

本文介紹的桿組件包括小型的管組件，因兩者在機(jī)械傳動中所起到作用或其他的支撐功能相同，區(qū)別只在于桿件為實(shí)心零件，管件為空心零件，所以本文將兩者放在一起研究，且通稱為桿組件。本文種所涉及的管組件不包括油管、排水管等管件，只討論在飛機(jī)設(shè)計制造中，起到支撐、傳動作用的管件。空客A320-200型飛機(jī)地板梁機(jī)構(gòu)中連接的部分桿組件如圖1所示，對地板梁及其附屬結(jié)構(gòu)起到支撐作用，桿組件在飛機(jī)制造中的應(yīng)用在圖1中可見一斑。

1 桿組件的分類

本文對飛機(jī)制造中所設(shè)計的桿組件按其結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了大致分類。

1.1 桿端與2-3個接頭零件連接在一起

如用于B767-200型飛機(jī)上的扭力管組件，如圖2所示。該種連接方式的管接頭都有齒結(jié)構(gòu)，該種桿組件通過齒結(jié)構(gòu)的嚙合來完成力的傳遞。管兩端使用陰、陽接頭的結(jié)構(gòu)完成與其他管結(jié)構(gòu)或飛機(jī)結(jié)構(gòu)的連接。此類管結(jié)構(gòu)主要用于艙門的開關(guān)和鎖結(jié)構(gòu)。

1.2 桿的兩端連接兩個桿端軸承和鎖緊螺母

圖1中標(biāo)示出的A320飛機(jī)地板梁部位使用的桿組件就屬于此種類型。另外，如果桿組件的主體為一管件（為減輕飛機(jī)重量，空心的管體通常替代桿零件），為提高管端的連接強(qiáng)度，一般會增加兩個襯套。

2 桿組件的連接方式

2.1 采用盲鉚釘來連接管件與接頭件

盲鉚釘又稱為抽芯鉚釘，其連接是一種單面連接形式，被廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)封閉區(qū)，如飛機(jī)進(jìn)氣道、機(jī)身內(nèi)蒙皮等。因管件結(jié)構(gòu)的特殊性，管的內(nèi)腔一般都比較狹窄，無法用普通鉚釘連接，頂鐵或鉚槍根本無法進(jìn)入管的內(nèi)部，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，就得采用盲鉚釘?shù)倪B接方式。

盲鉚釘只通過管件與接頭件的單側(cè)壁厚，因此，此種連接只適用于接頭件也為管件的桿組件。盲鉚釘位置一般在管件截面上等距分布，其數(shù)量一般為3～4個。

2.2 采用螺栓或高鎖螺栓連接管件與接頭件

接頭件為實(shí)心件、連接強(qiáng)度要求較高或要求可拆卸時，桿組件的連接方式通常采用螺栓連接形式。該種連接方式，螺栓必須貫穿整個桿組件。一般情況下，桿的每個端頭與接頭件都采用兩個螺栓連接，且這兩個螺栓位置為垂直分布。

2.3 接頭與管件直接連接

該種連接方式常應(yīng)用于桿組件，也就是管件為實(shí)心零件時，可在桿兩端直接加工內(nèi)螺紋，與桿端軸承直接螺接。

3 桿組件的裝配方法

各種連接方式的桿組件裝配的共同點(diǎn)，就是桿組件裝配完畢后的總長度有嚴(yán)格的要求，這與桿組件的功能和下一裝配需求是分不開的。

3.1 直接螺接

上述章節(jié)介紹的第3種連接方式，是最容易操作的。只需將桿端軸承與桿進(jìn)行螺接即可，其中應(yīng)包括鎖緊螺母和保險片結(jié)構(gòu)。

3.2 靠緊固件連接

上述章節(jié)介紹的前兩種連接方式，其裝配難度就在于緊固件孔的配鉆，尤其是章節(jié)2.2中介紹的連接方式，需要管的緊固件孔中心線必須與桿的軸線相交，否則緊固件將無法安裝，或者與結(jié)構(gòu)之間間隙太大，造成零組件報廢。本文著重介紹該種連接方式的桿組件裝配方法。

目前，我國飛機(jī)所需的小組件多采用手工裝配，主要使用風(fēng)鉆或臺鉆鉆孔。使用風(fēng)鉆或臺鉆鉆制桿組件上的緊固件孔時，定位桿件成為一個關(guān)鍵問題。桿組件在飛機(jī)設(shè)計中被廣泛應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)雖然相對簡單，但數(shù)量可謂巨大，而且每個桿件的長度各不相同。以波音公司的B767-200為例，僅飛機(jī)41段（SEC-41）到46段（SEC-46）之間用于地板梁及其Sub——組件中，桿組件的總數(shù)量就接近1 000個，包含52種長度。

此類桿組件裝配中經(jīng)常出現(xiàn)的問題是，如果沒有專門的夾具，操作者只能用手固定桿組件，一旦鉆頭接觸零件，桿容易發(fā)生轉(zhuǎn)動，導(dǎo)致高鎖孔的中心線不能與桿的中心線相交并垂直。

為提高裝配效率，嚴(yán)格保證桿件的裝配質(zhì)量，對上文中提及的52項桿組件進(jìn)行了細(xì)致的研究。

研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)桿組件在裝配完成后，都要求保留兩個螺紋檢驗(yàn)孔（THREAD INSPECTION HOLE）和兩個扳手孔（WRENCHING HOLE），而且兩種工具孔成垂直分布，與緊固件孔的位置相互協(xié)調(diào)。根據(jù)對所有桿組件的結(jié)構(gòu)分析，可將兩類工具孔（一般為零件制造中給出）作為定位桿組件的關(guān)鍵孔，用于保證緊固件孔的垂直度和相對位置。為適用于52種或更多的桿組件裝配，并結(jié)合桿組件本身的設(shè)計并制造一種專門用于桿組件鉆孔的工裝夾具。如果桿組件總體長度較短，就可只使用前段，增強(qiáng)了夾具的穩(wěn)定性。讀者也可根據(jù)實(shí)際情況，將該夾具多分為幾段，方便操作。

4 結(jié) 語

桿組件雖然結(jié)構(gòu)簡單，但因數(shù)量巨大、長度沒有規(guī)律可循、不容易固定等特點(diǎn)，手工制孔環(huán)節(jié)仍是制約了桿組件的產(chǎn)品質(zhì)量和裝配效率的提高。

目前，我國飛機(jī)裝配主要靠手工制孔和連接，裝配技術(shù)落后，如何在現(xiàn)有的生產(chǎn)能力和設(shè)備等環(huán)境下保證飛機(jī)的裝配質(zhì)量，才是航空企業(yè)亟待解決的問題。本文對飛機(jī)裝配中最小但應(yīng)用最廣的組件進(jìn)行了細(xì)致的研究和分析，希望能給讀者以啟示。

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