唐斌
(國營蕪湖機械廠,安徽 蕪湖 241007)
某型起落架裝機使用較長時間,總體無損檢測結(jié)果表明,其使用至1500起落時,疲勞薄弱部位及主要承力構(gòu)件未發(fā)現(xiàn)裂紋,疲勞薄弱部位主要來自以下各處:
第一,細節(jié)有限元分析和強度計算報告中的高應力區(qū);
第二,局部因幾何尺寸變化引起應力集中的部位;
第三,疲勞試驗資料暴露出的薄弱部位。
主要承力構(gòu)件為:
第一,起落架外筒;
第二,起落架活塞桿;
第三,扭力臂;
第四,輪軸;
第五,主要承力軸及螺栓。
無損檢測結(jié)果表明,起落架總體使用狀況仍處于良好階段;但其非主要承力構(gòu)件已有裂紋現(xiàn)象出現(xiàn),裂紋發(fā)生率為1.69%。本文就維修過程中發(fā)現(xiàn)的裂紋現(xiàn)象進行研究分析、探索其排除方法,并根據(jù)發(fā)現(xiàn)問題對外場使用維護提出建議,以力求提高維護保障的可靠性。
為便于分析研究,我們按裂紋出現(xiàn)的狀況將其分為規(guī)律性裂紋和偶發(fā)性裂紋兩類,規(guī)律性裂紋具有較高的重復性,其產(chǎn)生原因主要與設(shè)計缺陷和制造工藝有關(guān);偶發(fā)性裂紋的出現(xiàn)具有偶然性,其產(chǎn)生原因主要與材質(zhì)缺陷和零件外傷有關(guān)。
(1)支座7027的裂紋。某右主起落架,編號為01028,使用起落次數(shù)1281個,磁粉探傷時發(fā)現(xiàn)支座7027的Φ18mm孔座及加強筋與支座底板轉(zhuǎn)接處有4條裂紋:①②長60mm③長4mm④長6.5mm(見圖1)。這是到目前為止發(fā)現(xiàn)裂紋最為嚴重的一個零件,一般情況下其裂紋僅位于Φ18mm孔座與支座底板轉(zhuǎn)接處,長度為2~5mm之間,其共同特征是轉(zhuǎn)接圓角較小。
圖1 裂紋的右支座7027
(2)支架7001的裂紋。.
圖2 裂紋的左支架7001
某左主起落架,編號為01191,使用起落次數(shù)1199個,磁粉探傷時發(fā)現(xiàn)支架7001加強筋與支架交接處2端頭各有一處裂紋,其中位于部位1的長約2mm,位于部位2的長約1mm(見圖2)。裂紋部位表面粗糙度較大(該零件為鑄件)。
(3)某左主起落架,編號為01173,使用起落次數(shù)1236個,磁粉探傷時發(fā)現(xiàn)安裝在輪軸的襯盤3314,在保險片與墊圈端面交接處有一條裂紋長約3mm(見圖3)。該裂紋位于應力集中部位,裂紋發(fā)生處有較鋒利的尖角。
圖3 裂紋的左襯盤3314
(1)某右主起落架,編號為01064,使用起落次數(shù)1113個,磁粉探傷時發(fā)現(xiàn)搖臂3421上有一處裂紋,裂紋沿加強筋內(nèi)表面向下長度約為3mm(見圖4),裂紋部位有明顯的表面缺陷。
(2)某前起落架,編號為01061,使用起落次數(shù)1199個,磁粉探傷時發(fā)現(xiàn)其上傳動接頭(離合機構(gòu))上襯套 11.4209.0.086.900 在圖 5 所示部位有一條裂紋長約6mm,該處為非應力集中部位,裂紋部位有較為明顯的表面缺陷。
圖4 裂紋的右搖臂3421
圖5 裂紋的襯套0086
(3)某前起落架,編號為01061,使用起落次數(shù)1199個,磁粉探傷時發(fā)現(xiàn)其上傳動接頭(離合機構(gòu))的軸0208在圖6所示部位有一條裂紋長約5mm,該處為應力集中部位,近裂紋處接耳有受過彎折的跡象。
一般情況下,裂紋可在規(guī)定范圍內(nèi)排除,但某型飛機所有維修手冊對裂紋的修理施工意見都是報廢,這與以往的修理原則相悖。為此,咨詢了起落架生產(chǎn)廠家,他們都認為其裂紋可以在規(guī)定范圍內(nèi)排除。
圖6 裂紋的軸0208
架零件非工作表面上不大于0.3mm深度的缺陷(壓傷、劃痕),允許用銼刀、刮刀或砂紙打磨排除,這也從側(cè)面說明了其裂紋可以排除。
(1)支座7027(圖1)。該零件在起落架收放過程中與收上位置鎖鎖鉤存在擠壓和撞擊關(guān)系,在飛行時承受交變載荷,裂紋原因主要是材料強度不夠及其轉(zhuǎn)接面設(shè)計不合理。造成長期使用中該零件易發(fā)生疲勞裂紋,故所有裂紋零件一律報廢換新,并針對支座裂紋發(fā)生率較高的情況(占裂紋零件總數(shù)的46.7%),在制造過程中提高了材料強度,以降低它的裂紋發(fā)生率。
(2)支架7001(圖2)。支架7001位于主起落架上部,支架上安裝的是液壓系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動接頭,零件的受力并不大。該處裂紋產(chǎn)生主要是:由于支架為鑄造件,裂紋處的轉(zhuǎn)接面表面粗糙度較大(制造缺陷),造成該部位應力程度較大而易于形成裂紋,可在0.3mm范圍內(nèi)排除裂紋,打磨光滑過度,拋光后表面粗糙度不劣于Ra0.8,并經(jīng)磁粉探傷復查合格后裝機使用。
(3)法蘭盤3314(圖3)。該墊圈材料為結(jié)構(gòu)鋼,裂紋由保險片與墊圈端面交接處的尖邊(制造缺陷)引起,可在0.5mm范圍內(nèi)排除裂紋,并將裂紋發(fā)生處的尖邊倒圓,打磨光滑過度,拋光后表面粗糙度不劣于Ra0.8,并經(jīng)磁粉探傷復查合格后裝機使用。
(1)搖臂3421(圖4)。該搖臂為結(jié)構(gòu)鋼模壓件,其Φ8А3孔與彈簧拉桿連接,受力狀態(tài)并不嚴重,裂紋由原制造的模壓缺陷引起??稍?.5mm深度范圍內(nèi)排除裂紋,打磨光滑過度,拋光后表面粗糙度不劣于Ra0.8,并經(jīng)磁粉探傷復查合格后裝機使用。
(2) 襯套0086(圖5)。該零件受力狀態(tài)并不嚴重,裂紋由原制造缺陷引起。打磨0.5mm后裂紋仍未排除,故將其報廢換新。
(3)軸0208(圖6)。該零件的裂紋位于應力集中部位,由接耳部位受過變形而引起,所以將其報廢換新。
裂紋消失后,打磨拋光量必須達到一定值(0.08~0.10mm),以消除裂紋前緣的塑性區(qū);排除深度超過標準的零件報廢換新。
按照“三、故障分析及排除”指導思想修復的零件已裝機使用,起落架按規(guī)定要求進行使用監(jiān)控,監(jiān)控要求如下。
(1)每100起落進行一次定期檢查工作。
(2)總起落數(shù)達到第2000起落時需要進行特殊檢查。
(3)在使用過程中,如果出現(xiàn)有最大重量起飛、著陸及出現(xiàn)粗猛著陸的情況,隨時增加一次定期檢查。
監(jiān)控情況表明起落架狀態(tài)良好,裝機使用的飛行起落數(shù)已近2000個,實現(xiàn)了延壽大修的既定目標。某型飛機起落架修理中的裂紋狀態(tài),符合裂紋修理的普遍規(guī)律,到目前為止其主要承力構(gòu)件未發(fā)現(xiàn)裂紋,只是非主要承力構(gòu)件有裂紋出現(xiàn),說明了某型飛機起落架設(shè)計的科學性。其中支座7027的裂紋發(fā)生率占裂紋零件總數(shù)的46.7%之多,它在產(chǎn)生裂紋時的最短起落次數(shù)僅為191個,外場維護中可根據(jù)裂紋部位及裂紋發(fā)生概率的高低,有針對性地進行檢查。
以上規(guī)律性裂紋零件的確定,對于在維修中明確裂紋檢測和修理的重點范圍有指導意義。