胡先龍 胡仲才 張曉蕾

摘要：介紹了一種替代AIM公司烤箱螺栓的螺絲設(shè)計(jì)思路，解決了AIM型烤箱易腐蝕、難以拆卸的問(wèn)題?？鞠渎菟ǖ奶娲曰诘葟?qiáng)度設(shè)計(jì)并提高了螺栓的抗銹蝕能力為原則，尋找到一種抗腐蝕能力強(qiáng)、易拆卸且強(qiáng)度高于原緊固件的螺栓。

關(guān)鍵詞：烤箱；螺栓；替換；抗腐蝕

Keywords：oven；strew；alternative；corrosion resistance

1 設(shè)計(jì)背景

南航737NG機(jī)隊(duì)大多選型AIM公司的廚房設(shè)備，AIM型廚房設(shè)備的烤箱的安裝螺栓安裝在廚房工作臺(tái)面下。由于廚房工作臺(tái)面是潮氣以及旅客配餐湯汁的聚集地，形成一種極易腐蝕的工作環(huán)境。水汽與湯汁往往順著夾縫滲入安裝孔，造成螺栓的電化學(xué)腐蝕。AIM型烤箱原裝螺栓是一種低合金鋼材料表層鍍鎘的螺栓，當(dāng)鍍鎘層遭到破壞后，裸露的鐵基材料直接暴露在腐蝕環(huán)境中，腐蝕就會(huì)加劇。腐蝕產(chǎn)物往往附著在螺栓表面造成螺栓與安裝孔機(jī)體直接黏著在一起，導(dǎo)致螺栓的拆卸困難。另外，原烤箱螺桿為沉頭內(nèi)十字槽螺釘，在反復(fù)拆裝過(guò)程中極其容易損壞槽口，造成十字頭螺刀打滑，如圖1所示。

飛機(jī)烤箱設(shè)備可靠性并不高，大數(shù)據(jù)顯示，幾乎每隔24個(gè)月烤箱就會(huì)出現(xiàn)按鍵失效或者排風(fēng)系統(tǒng)故障導(dǎo)致的內(nèi)部電路跳閘等情況。航線中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)在短?；蚝胶蟾鼡Q烤箱設(shè)備的情況。如果恰好碰到一個(gè)需要更換的烤箱且其安裝螺釘銹蝕，機(jī)務(wù)人員會(huì)感覺(jué)非常棘手。銹蝕的螺栓極難拆裝，如果需要拆除一個(gè)刀口槽磨損且銹蝕的螺栓，基本都是采取破壞拆除法。首先需要像拆鉚釘一樣使用氣鉆鉆掉螺釘沉頭部分，然后用鋸條插入烤箱與臺(tái)面的縫隙鋸斷螺桿，最后使用氣沖沖出斷裂的螺桿。整個(gè)拆卸過(guò)程可能耗時(shí)7～8工時(shí)，且對(duì)操作手法要求非常高，稍有偏差就會(huì)破壞安裝孔。這是由于安裝孔為紙蜂窩結(jié)構(gòu)，而螺釘為合金鋼材料，在鉆頭進(jìn)給過(guò)程中，鉆頭中心會(huì)自動(dòng)向軟的材料偏移。機(jī)務(wù)人員在需要特殊拆裝烤箱螺桿時(shí)都會(huì)小心不去破壞螺釘?shù)膬?nèi)襯孔內(nèi)壁，避免造成二次破壞。即便如此，本機(jī)隊(duì)每年因此而造成的維修損失仍不下數(shù)萬(wàn)元。此外，烤箱因故障保留會(huì)影響旅客配餐，也給航空公司客艙服務(wù)間接造成了影響。

2 替代螺栓設(shè)計(jì)方案的適航認(rèn)證

為了從源頭上解決這個(gè)問(wèn)題，決定進(jìn)行烤箱替代螺栓的設(shè)計(jì)。為此，需要解決兩方面問(wèn)題：1）替代的螺栓需符合適航要求；2）替代的螺栓應(yīng)拆卸快捷，抗腐蝕性能好，強(qiáng)度滿足要求。

螺栓標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格與種類浩如煙海，常見(jiàn)有BAC、MS、AN等，飛機(jī)上安裝的螺栓必須經(jīng)過(guò)相應(yīng)的批準(zhǔn)。需要在種類繁多的螺栓標(biāo)準(zhǔn)中找到合適的材料并得到認(rèn)證。

工作中發(fā)現(xiàn)，貨艙地板螺釘處于極端潮氣聚集地，但是貨艙地板螺釘卻從未發(fā)生腐蝕。查閱相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)地板螺釘材料為T(mén)i-6Al-4V，該材料有著出色的抗腐蝕性能和高的比強(qiáng)度，被廣泛應(yīng)用于航空領(lǐng)域。內(nèi)十字沉頭螺栓的刀口槽在反復(fù)拆裝過(guò)程中容易磨損，還會(huì)造成工具打滑。而六角螺栓可以使用套筒拆卸，工具不會(huì)打滑，且可以承受更大的扭力矩。綜合以上兩點(diǎn)要求，查閱所有BAC、MS、AN的緊固件標(biāo)準(zhǔn)，最終選定BACB30NM 系列六角頭螺栓，Ti-6Al-4V材料制造，抗拉強(qiáng)度為160KSI，最高使用溫度為450℉。烤箱原螺栓件號(hào)為MS24693S108，直徑為4/16，抗拉強(qiáng)度為125KSI。因此，無(wú)論是從強(qiáng)度還是抗腐蝕性能來(lái)說(shuō)，BACB30NM系列螺栓都優(yōu)于原螺栓。

基于以上情況，將兩種螺栓材質(zhì)性能加以對(duì)比并上報(bào)波音公司，最終波音于2015年1月1日以SR3-3064324604批準(zhǔn)此替代方案，我公司將波音SR上報(bào)AIM廠家，廠家經(jīng)過(guò)兩個(gè)月論證后，于2015年 3月17日發(fā)布新的服務(wù)信函，批復(fù)了我們的整體替代方案（見(jiàn)圖2）。

3 埋頭窩修理墊片的使用

原AIM廚房螺釘為埋頭螺栓，在原安裝面板下表面為埋頭凹陷窩結(jié)構(gòu)，不能直接安裝六角螺栓。為保證安裝時(shí)六角頭不至于凹陷，需要用到埋頭窩修理墊片。查閱波音結(jié)構(gòu)手冊(cè)以及波音圖紙，有一種波音標(biāo)準(zhǔn)埋頭窩修理墊片66-2955-4可以配合螺栓一起使用，如圖3所示。

4 改裝成果

南航湖北公司于2015年7月開(kāi)始對(duì)執(zhí)管飛機(jī)符合構(gòu)型的AIM烤箱原安裝螺栓進(jìn)行了整體更換，截至2019年7月，在航線以及定檢維修中再未發(fā)生一起因烤箱螺栓銹蝕而需要破壞拆裝的案例。在航線短停的40分鐘能夠輕松完成烤箱設(shè)備的更換任務(wù)，整個(gè)烤箱拆裝過(guò)程簡(jiǎn)單、快捷、方便。原烤箱螺栓腐蝕性問(wèn)題以及難以拆裝問(wèn)題得到徹底解決。每年可為公司節(jié)省人力和航材成本數(shù)萬(wàn)元。鑒于其實(shí)用價(jià)值，可在行業(yè)內(nèi)推廣使用。

參考文獻(xiàn)

[1] Boeing.D634A210 B737-800 Structural Repair Manual，Rev 64[Z]. 2018-11-10.

[2] Boeing. Boeing Part Standard-BACB30NM，Revision BC 22[Z]. 2018-3.

[3] Boeing. Drawing 66-2955[Z].