楊玉民 朱喜華 許鷹

（石家莊海山機(jī)械廠，河北石家莊 050200）

23-X型航炮拋殼器斷裂故障分析

楊玉民 朱喜華 許鷹

（石家莊海山機(jī)械廠，河北石家莊 050200）

本文從23-X型航炮拋殼器斷裂故障入手，通過(guò)對(duì)相關(guān)專利文獻(xiàn)進(jìn)行檢索，分析拋殼器斷口裂紋源，最終確定該故障的發(fā)生原因?yàn)榕及l(fā)故障，在對(duì)航炮的維護(hù)與使用中總結(jié)相應(yīng)規(guī)律避免再次出現(xiàn)。

拋殼器；斷裂；材料缺陷；偶發(fā)

1 故障現(xiàn)象

在某部“XX”演習(xí)實(shí)彈訓(xùn)練中，殲-X型飛機(jī)的23-X型航炮完成射擊任務(wù)后，在分解后的擦洗工作中發(fā)現(xiàn)拋殼器斷裂。（故障件見(jiàn)圖1）

圖1 航炮拋殼器斷裂圖片

2 故障分析

2.1 故障件返廠檢查情況

在故障件返廠后對(duì)故障件斷口進(jìn)行金相分析，分析顯示，故障件裂紋源在拋殼器中間安裝拋殼器卡鎖槽靠近梯形斜面根部，此處為材料厚度突變部位，機(jī)件受力時(shí)，在斷面改變的地方產(chǎn)生應(yīng)力集中，是裂紋產(chǎn)生的源頭（見(jiàn)圖2）。對(duì)拋殼器裂紋源部位放大可見(jiàn)裂紋擴(kuò)展為脆性快速擴(kuò)展。對(duì)拋殼器材料進(jìn)行光譜分析，材料為40CrNiMoA,為制造廠工藝更改前材料。

圖2 拋殼器裂紋源部位

2.2 航炮出廠后工作情況

檢查該門航炮在修理出廠后，累計(jì)射擊434發(fā)。依據(jù)外場(chǎng)記錄XX年9月17日，進(jìn)行實(shí)彈地靶訓(xùn)練，射擊60發(fā)，飛行后進(jìn)行航炮大擦洗工作，并分解檢查，未見(jiàn)異常；XX年3月8日，組織“XX”演習(xí)特定檢查，對(duì)航炮進(jìn)行大擦洗，并分解檢查，未見(jiàn)異常；XX年3月13日，組織“XX”演習(xí)實(shí)彈訓(xùn)練，射擊6發(fā)，飛行后進(jìn)行航炮大擦洗工作，在分解檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)拋殼器斷裂。

2.3 原因分析

2.3.1 疲勞斷裂

從拋殼器在航炮工作時(shí)受力情況可以分析（拋殼器結(jié)構(gòu)如圖3所示），在航炮射擊時(shí)，拋殼器既要承受抽殼時(shí)向下的抽殼力，還承受拋殼時(shí)向前的撞擊力，航炮射速為3 000發(fā)～3 400發(fā)/分鐘，即航炮一秒鐘就要發(fā)射50多發(fā)炮彈，拋殼器在這一秒鐘內(nèi)就要左右轉(zhuǎn)換50多次，同時(shí)還要保證進(jìn)彈和拋殼的準(zhǔn)確性，這個(gè)交變載荷的振幅與頻率都是很大、很高的，拋殼器長(zhǎng)期在這樣的交變載荷作用下，材料極易疲勞，造成機(jī)件裂紋，裂紋擴(kuò)展至一定程度就會(huì)斷裂。材料疲勞斷裂是金屬機(jī)件裂紋的一個(gè)重要原因。

圖3 拋殼器結(jié)構(gòu)圖

2.3.2 受強(qiáng)力斷裂

在對(duì)相關(guān)專利技術(shù)進(jìn)行檢索基礎(chǔ)上認(rèn)為，此次拋殼器斷裂，從斷口顏色及故障件斷口金相放大照片判斷，是受強(qiáng)大外力擠壓，斷口處應(yīng)力集中，而導(dǎo)致的突然折斷。

在航炮射擊時(shí)，如果彈帶拉力大、排鏈不暢，彈鏈在工作時(shí)跳動(dòng)、碰撞、擠壓、高速通過(guò)輸鏈導(dǎo)時(shí)會(huì)卡滯或在彈箱入口處堆積造成排鏈?zhǔn)茏瑁貏e是在連發(fā)數(shù)目比較多的情況下，更容易產(chǎn)生此現(xiàn)象。在排鏈?zhǔn)茏韬?，彈鏈頂住撥彈輪，在撥彈輪及其它傳?dòng)件作用力下強(qiáng)行下壓拋殼器，拋殼器前端弧形凸部固定在炮箱凹槽內(nèi)，在上下交變負(fù)荷的作用下產(chǎn)生斷裂。

2.3.3 設(shè)計(jì)材料缺陷，射擊時(shí)偶發(fā)斷裂

在XX年10月為提高拋殼器的工作可靠性，制造單位將拋殼器制造材料更改為35CrNi2MoVA。本次斷裂的拋殼器制造材料為40CrNiMoA，為材料更改前的出廠的產(chǎn)品，韌性較差，在航炮射擊時(shí)因脆性較大更容易出現(xiàn)斷裂故障。

3 分析結(jié)果

拋殼器斷裂故障應(yīng)為：航炮射擊時(shí)，拉彈阻力過(guò)大、排鏈?zhǔn)茏?、彈鏈散鏈性不好、制造材料?qiáng)度高、脆性大等綜合情況下受強(qiáng)力斷裂。

4 采取措施

（1）在航炮工作前應(yīng)重點(diǎn)檢查進(jìn)彈機(jī)左右行程順暢無(wú)卡滯，檢查彈帶上的彈鏈無(wú)變形及彈鏈間距均勻，航炮的供彈系統(tǒng)及排鏈系統(tǒng)的各項(xiàng)配合數(shù)據(jù)否和要求。

（2）在航炮工作后應(yīng)重點(diǎn)檢查航炮撥彈輪有無(wú)變形，航炮彈鏈導(dǎo)板上的彈鏈導(dǎo)槽有無(wú)變形，拋殼器卡鎖及炮箱上的卡鎖槽有無(wú)啃傷。

［1］陳萬(wàn)美.23-X型航空機(jī)關(guān)炮工作原理［D］.信陽(yáng)：空軍第一航空學(xué)院.

Analysis on the Out-Break Malfunction of 23-X Model Aircraft Gun Ejection Device

Yang YuminZhu XihuaXuYing
(Shijiazhuang Haishan Machinery Factory,Shijiazhuang Hebei 050200)

This article from the 23-X type of cannon shell rupture fault throw of the relevant patent document retriev?al,analysis of the hull is the crack source,finally causes the fault to determine the accidental failure in the mainte?nance and use of the gun in the corresponding rules to avoid the occurrence of summary.

ejection device;out-break;fault in material;chance

E924.92

A

1003-5168（2016）11-0059-02

2016-10-29

楊玉民（1972-），男，本科，工程師，研究方向：航空軍械。