王傳旭

【摘 要】在飛機維修過程中，墊片的應(yīng)用非常廣泛，由于其數(shù)量和類型較多，使用不當會造成主要承力結(jié)構(gòu)件嚴重腐蝕、變形，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)大修。為了合理選擇墊片，避免不必要的經(jīng)濟損失，本文闡述了墊片在波音飛機維修中所起的主要作用及其應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】墊片；結(jié)構(gòu)修理；應(yīng)用

中國國內(nèi)飛機市場近幾年快速增長，每年引進了大量波音和空客飛機，中國自主研制的新型支線飛機已總裝下線，大飛機項目也已啟動。

“年輕”的飛機要維護，“老齡”的飛機要維修、要退租，因此，作為航空器維修企業(yè)，孕育著巨大的市場和商機。 飛機修理正在成為國內(nèi)維修企業(yè)追逐的焦點。眾多的國內(nèi)維修企業(yè)都在加快前進步伐，擴大規(guī)模合縱連橫，精益化控制管理，并敢于突破創(chuàng)新，敢于挑戰(zhàn)技術(shù)壁壘，依托傳統(tǒng)維修方法，不斷應(yīng)用高新技術(shù)維修方法，以搶占龐大的維修市場。

1.飛機維修中墊片的作用

墊片的主要作用基本上可以分為長度調(diào)節(jié)、腐蝕防護、圓角應(yīng)力釋放、角度調(diào)節(jié)、空腔替代、載荷分散、防松等七類。飛機維修過程中配合墊片使用的緊固件有螺栓、高鎖螺栓（Hex-DriveBolt）、螺絲、鉚釘?shù)?。下面以結(jié)構(gòu)修理中經(jīng)常使用的高鎖螺栓為主要參考對象，結(jié)合墊片的作用和特點進行分析介紹。

1.1長度調(diào)節(jié)

工程應(yīng)用中，可能會出現(xiàn)高鎖螺栓的有效夾緊長度大于部件或材料厚度的情況，從而導(dǎo)致緊固件無法按手冊要求正確配合安裝。此時可以將墊片套裝在高鎖螺栓上來縮短其有效夾緊長度，實現(xiàn)正確的配合安裝，這種墊片稱為長度調(diào)節(jié)墊片。

1.2防腐

當高鎖螺栓與部件在材料上不相匹配，存在電位差時，有可能發(fā)生腐蝕。此時可以使用墊片隔離高鎖螺栓和部件，或通過腐蝕犧牲墊片來實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)的保護，這種墊片稱為防腐墊片。

1.3圓角應(yīng)力釋放

安裝凸頭高鎖螺栓時，必須釋放或消除釘頭與釘桿過渡區(qū)域因孔邊緣利角產(chǎn)生的應(yīng)力集中，可以通過對部件上的孔進行倒角處理或安裝上表面帶有倒角的墊片來消除應(yīng)力。帶有倒角的墊片可以實現(xiàn)緊固件與孔之間的均勻過渡，避免應(yīng)力集中，稱為圓角應(yīng)力釋放墊片。

1.4角度調(diào)節(jié)

一般，標準螺母底面與側(cè)面的夾角為90°，如果在斜面上安裝此類螺母，就必須使用墊片對結(jié)合面進行角度調(diào)節(jié)以完成貼合無縫隙安裝。這類墊片成對出現(xiàn)，凹凸配合使用，稱為角度調(diào)節(jié)墊片。

1.5空腔替代

螺母空腔的目的是為了調(diào)節(jié)緊固件安裝長度的范圍，同時防止螺紋與螺桿的嚙合，以更好的實現(xiàn)緊固件之間配合?？涨惶娲褪抢脡|片的厚度特征幫助沒有空腔區(qū)域的緊固件組合形成空腔后完成安裝，此類墊片稱為空腔替代墊片。

1.6載荷分散

墊片的載荷分散作用一般體現(xiàn)在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的緊固件安裝上。墊片的安裝可以加大緊固件與部件之間的承壓面積，使接觸區(qū)域的應(yīng)力得到一定程度的分散，從而提高結(jié)構(gòu)耐久性。

1.7防松

起到防松作用的是自鎖墊片，通過墊片本身形狀固有的撓性變形對連接件施以反向作用力從而實現(xiàn)防松作用。這種墊片一般使用在不適合使用自鎖螺帽或開口銷的非關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部位以及客艙內(nèi)飾部件上。

2.飛機維修中墊片的選擇

以結(jié)構(gòu)修理手冊（SRM）為參考依據(jù)，以實例說明墊片的選擇依據(jù)。需要在厚度為0.25英寸，材料為17-7PHCRES的部件上安裝件號為BACB30MY6K5（Hex-Drive Bolt）和BACC30M6（Collar）的緊固件配合。

（1）通過查詢波音BACC30M緊固件生產(chǎn)標準，確定該件號Collar的原始材料為2024鋁合金。

（2）根據(jù)上述說明可知，需要安裝緊固件的部件材料為17-7PH CRES，這是一種耐腐蝕的鋼質(zhì)材料。

（3）由于部件與緊固件的材料有較大差異，在外界環(huán)境的作用下易出現(xiàn)腐蝕，為了保護結(jié)構(gòu)，根據(jù)表格要求，應(yīng)強制使用防腐蝕墊片。

（4）根據(jù)具體情況選擇使用空腔替代墊片和長度調(diào)節(jié)墊片。

如果安裝件號為BACC30M6的螺母，查詢波音生產(chǎn)標準，確定其帶有空腔，因此不需要安裝空腔替代墊片。如果安裝件號為BACN10JC的螺母，查詢確定該螺母沒有空腔，安裝時需要使用空腔替代墊片。使用空腔替代墊片時，對于直徑在5/32～3/8英寸之間的高鎖螺栓，最多可以使用兩個0.063英寸厚的空腔替代墊片，同時要求安裝完畢的高鎖螺栓的末端斜角必須完全伸出螺母的末端，如沒有完全伸出，則應(yīng)使用一個0.063英寸和一個0.032英寸厚度的墊片。如果末端斜角還是沒有完全伸出，則只能使用一個0.063英寸厚度的墊片。僅對于直徑為5/32英寸的高鎖螺栓允許使用兩個0.032英寸厚度的墊片來代替一個0.063英寸厚度的墊片。如需使用多個厚度不同的墊片，則應(yīng)將較厚的墊片放置在靠近結(jié)構(gòu)的位置。雖然空腔替代墊片同時可以起到長度調(diào)節(jié)、防腐作用，但仍不能與長度調(diào)節(jié)、防腐、圓角應(yīng)力釋放墊片相混淆?？涨惶娲鷫|片可以配合長度調(diào)節(jié)、防腐、圓角應(yīng)力釋放類型墊片共同使用。

（5）按需選擇使用圓角應(yīng)力釋放墊片。如果已經(jīng)對安裝孔進行了倒角處理，就不需要安裝圓角應(yīng)力釋放墊片，否則必須使用。圓角應(yīng)力釋放最多可以使用一個厚度為0.063英寸的墊片，且安放在凸頭高鎖螺栓的釘頭下，并應(yīng)確保其具有應(yīng)力釋放或劃窩特征的一面緊貼緊固件底部。

（6）按需選擇使用角度調(diào)節(jié)墊片。如果是斜面安裝緊固件則需要角度調(diào)節(jié)墊片，該墊片凹凸成對配合使用，對于直桿高鎖螺栓其角度調(diào)節(jié)范圍一般可達到8°。通過以上步驟，完成了墊片的選擇，但需要特別注意的是，當安裝承受張力的緊固件配合時，如果需要使用墊片則必須選擇鋼材質(zhì)墊片；當緊固件配合中只有一方是張力緊固件時，如果需要使用墊片，在沒有腐蝕控制因素時，則可以選擇使用鋁合金材質(zhì)墊片。但是過多使用墊片會引起偏心現(xiàn)象而導(dǎo)致緊固件松動，每個緊固件上墊片總的使用數(shù)量為長度調(diào)節(jié)、防腐型墊片、圓角應(yīng)力釋放墊片（三項墊片總數(shù)量是2個，其中對于防腐以及長度調(diào)節(jié)墊片最多可以使用兩個且總的厚度不能超過0.063英寸）外加所需的空腔替代墊片數(shù)量。

3.結(jié)論

墊片在飛機維修、結(jié)構(gòu)修理改裝中幾乎是不可缺少的，因外觀、材質(zhì)、鍍層、厚度等原因?qū)е缕渥饔貌槐M相同，不合適的選擇可能會導(dǎo)致部件腐蝕、耐久性降低、抗疲勞性能降低等一系列結(jié)構(gòu)問題。因此，應(yīng)當明確墊片的作用，依據(jù)手冊文件及使用目的來選擇正確的墊片，以滿足安裝要求并保證結(jié)構(gòu)的安全性。

隨著飛機制造高新技術(shù)的綜合應(yīng)用，飛機維修逐漸由過去以單一的機械故障維修為主轉(zhuǎn)向機電、電子乃至數(shù)字等多種高技術(shù)維修上來，故障表象出現(xiàn)了多樣性、關(guān)聯(lián)性和復(fù)雜性，維修難度也隨之提高，因此，對故障根源的精確判斷就顯得格外重要，引入高新技術(shù)維修方式將不可避免。高新技術(shù)維修方法是借助于機載及地面的高新技術(shù)手段、計算機技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、新材料、新工藝新設(shè)備。如：空客A320的CFDS（中央故障顯示系統(tǒng)），A330、A340、A380的OMS（機載維護系統(tǒng)），波音B777飛機的CMCS （中央維護系統(tǒng)），另外，還有遠程診斷系統(tǒng)等，對整個飛機系統(tǒng)狀態(tài)進行連續(xù)的性能趨勢監(jiān)控，以實現(xiàn)更加精準的預(yù)防性維修，從而達到飛機安全、經(jīng)濟、高效運行的目的。 [科]

【參考文獻】

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