某型直升機整流罩合頁磨損故障分析及工藝改進方法研究

董寶君 陳海牛 陳卓

摘要：某型直升機在修理過程中，發現尾梁、尾斜梁、尾梁整流罩及尾斜梁整流罩上的合頁出現不同程度的磨損，特別是尾斜梁上的合頁磨損尤為嚴重。為此，對合葉磨損原因進行分析，并研究落實了工藝改進方法。

關鍵詞：直升機；合頁；改進

Keywords：helicopter；hinge；improvement

1 問題的提出

某型直升機整流罩通過左右兩側合頁和通條固定在尾梁、尾斜梁上，通條的一端通過通條自帶的口形卡固定在整流罩的通條扣上，并通過不銹鋼絲與通條扣上的孔進行連接保險，配對的合頁通過鉚釘分別鉚接在尾梁、尾斜梁及整流罩上。為防止使用中通條脫落，同時便于通條的安裝、拆卸，左側尾斜梁整流罩的中間部分合頁及與之配對的尾斜梁合頁中部位置被銑去，分段安裝了兩根通條及兩件通條扣，一根通條向上穿，另一根通條向下穿。右側則在整流罩下部位置安裝了一件通條扣，通條從下向上穿。

該型直升機在修理過程中發現合頁部分磨損嚴重，因此對磨損原因進行分析，以研究工藝改進方法。

2 問題定位

對該型直升機整流罩合頁進行了檢查，按照檢查、梳理情況列出故障樹，如圖1所示。

2.1 磨損原因分析

該型直升機整流罩合頁使用中的主要故障形式為合頁、通條磨損以及通條脫落，主要原因如下。

1）直升機振動及尾槳葉交變載荷作用

直升機在飛行及地面開車狀態下存在較大的振動，斜梁在尾槳葉交變載荷的作用下產生左右彎曲變形。由于通條與合頁間存在間隙，使通條與合頁間出現相對運動，出現磨損，隨著間隙的增大，磨損逐漸加劇。

2）制造時通條與合頁間間隙過大

由于通條采用直徑為3mm的彈簧鋼絲制造，剛度較小，同時左側通條長度較長（超過1.2m），合頁鉚接后還存在變形，導致通條安裝過程中摩擦力較大，安裝較為困難。為保證通條便于安裝、拆卸，不得已將孔擴大，造成間隙過大，使磨損加劇。

3）尾斜梁右側通條安裝方式存在問題

尾斜梁右側只安裝了1根通條，通條采取由下向上穿的方式進行安裝，并卡在下部的通條扣上，通條扣為鋁合金材料，容易磨損。使用中隨著通條與合頁間隙的增大，造成整流罩抖動加劇，容易造成通條的保險及通條扣失效，一旦保險和通條扣失效，通條會很容易地從合頁中向下滑落，從而造成斜梁整流罩打開。

2.2 技術分析結論

綜上分析認為，合頁與通條硬度相差大，安裝時兩者之間存在間隙，直升機飛行和開車時，在直升機振動及尾槳葉交變載荷的影響下，通條與合頁間出現相對運動，繼而出現磨損，隨著間隙的增大，磨損逐漸加劇，最終導致合頁磨穿，通條脫落。

3 工藝改進研究及措施制定

為防止該型直升機使用中整流罩因合頁磨損、通條脫落造成整流罩自動打開、損傷整流罩及槳葉，同時為了提高維護操作性能，決定采取下列措施。

1）縮短合頁、通條長度

該型直升機尾斜梁整流罩右側用一根通條與尾斜梁的合頁連接在一起，長度較長，摩擦阻力較大，使通條拆卸及安裝較為困難。通過縮短單根通條的長度，減小通條安裝、拆卸過程中的摩擦阻力，便于使用維護中通條的安裝、拆卸，同時還可保證通條與合頁間合理的間隙，避免人為擴大孔徑。

合頁長度較長、厚度較薄，使合頁整體剛度較低，在安裝鉚接過程中，由于安裝力大小不同，可能導致合頁各部位出現不同心的情況，而且合頁長度較長，增大了通條一次性通過合頁各扣的難度。

故針對尾斜梁左側合頁過長的情況，參照其他型號直升機尾斜梁整流罩合頁安裝方法，將整根合頁分為兩段或多段，將分段后的整流罩上鉚接的各段合頁與對應尾梁、尾斜梁各段合頁通過各自的通條進行連接。

安裝時采用分段鉚接方式進行鉚接安裝。一段合頁預裝合格鉚接后，再進行下一段合頁的試裝工作，解決了因合頁長度過長，各段合頁孔不同心，通條難以通過合頁的問題。且由于是分段安裝，也能減少合頁磨損的程度。

2）控制合頁鉚接過程中尾梁、尾斜梁整流罩變形

在正常修理過程中，曾發生由于整流罩變形導致尾梁、尾斜梁外形不匹配的情況。

尾梁、尾斜梁整流罩外形類似“U”型結構，鉚接整流罩合頁時，如造成整流罩變形，將導致整流罩左右兩側鉚接合頁部位之間的距離改變，從而與尾梁、尾斜梁平臺合頁間距離不匹配，造成通條難以通過合頁。

針對整流罩鉚接過程變形問題，制作鉚接定位工裝。通過調整工裝，能保證尾梁、尾斜梁整流罩各段合頁鉚接部位在鉚接過程中距離固定（即與尾梁、尾斜梁平臺合頁孔間距離相同），從而保證鉚接過程中的同軸度，減少因同軸度造成的合頁磨損。

3）制作通條的安裝、拆卸工裝

日常維護中需要打開整流罩，拆裝通條對整流罩內部結構進行檢查。

維護人員拆裝通條時，通常并不是沿著合頁方向的力取出通條，可能存在向下的附加力，而該附加力的存在使得通條與合頁孔間摩擦力增大，導致通條不易穿入、取出，加劇了合頁孔的磨損。

安裝通條時，維護人員只能采用手推的方式穿入通條，通條較長，在穿入過程中無法保證力沿著合頁的方向，如遇通條穿入不順暢，可能導致通條彎曲變形，而通條彎曲變形后與合頁孔的摩擦將加劇，使通條難以通過合頁。

同時，新更換的合頁與通條可能存在過渡配合情況，可能導致新更換的合頁本身在滿足同軸度的情況下通條穿入時仍存在緊澀現象。

為了解決該問題，制作通條安裝、拆卸專用工裝。該工裝在配合安裝通條時，采用將通條“拉入”合頁的形式，更容易保證力沿著合頁方向傳遞，又能降低穿合頁過程中因彎曲變形而造成通條難以穿過的問題。使用該工裝，能將維護人員的力水平作用于通條，從而減小甚至消除因水平方向附加力產生的摩擦力，進而減小通條通過合頁的難度，降低合頁磨損概率。同時，摩擦力的減小也能降低通條穿過合頁的難度。

4）采取防止通條脫落措施

為防止直升機使用中尾斜梁整流罩右側通條脫落，將右側中段合頁中間部分去除，安裝通條扣和通條（各二件）。一根通條向下穿，另一根通條向上穿，并在通條扣上采用保險別針進行保險（見圖2），同時給左側的兩根通條扣也裝上保險別針。

5）更改通條扣材料

為提高通條扣的耐磨性，將原來使用的2A12鋁合金材料更改為耐磨性更好的1Cr17Ni3A不銹鋼。

4 結論

針對某型直升機整流罩合頁磨損故障，通過分析，查明故障原因為合頁與通條硬度相差大，安裝時兩者之間存在間隙，在直升機振動及尾槳葉交變載荷的影響下，通條與合頁間相對運動出現磨損，隨著間隙的增大磨損逐漸加劇，最終導致合頁磨穿、通條脫落。對此制定了針對性的工藝改進措施，經試驗和用戶使用驗證，改進措施合理有效，能夠降低合頁的磨損程度，進一步保證了直升機的飛行安全與可靠。