褚康超 鐘德喜 李生興

摘要：某型飛機(jī)座艙蓋鎖環(huán)與鎖鉤的配合間隙要求是座艙蓋調(diào)試過程中的關(guān)鍵技術(shù)要求，受座艙蓋外形尺寸限制，座艙蓋鎖環(huán)的安裝位置無法調(diào)整，導(dǎo)致座艙蓋鎖環(huán)與鎖鉤的配合間隙超差故障難以排除。本文主要闡述設(shè)計(jì)偏心鎖環(huán)，安裝偏心鎖環(huán)排除座艙蓋鎖環(huán)與鎖鉤的配合間隙超差故障。

關(guān)鍵詞：偏心鎖環(huán);排除;故障

1? 引言

作為座艙蓋調(diào)試作業(yè)過程中的關(guān)鍵特性，座艙蓋鎖環(huán)與鎖鉤的配合間隙要求尤為重要，間隙超差可導(dǎo)致座艙蓋上鎖不牢靠，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致座艙蓋上鎖失效，引發(fā)飛行事故。

某型飛機(jī)座艙蓋鎖環(huán)與鎖鉤共12組，在座艙蓋調(diào)試作業(yè)時(shí)要保證所有鎖環(huán)與鎖鉤的配合間隙要求。但在座艙蓋實(shí)際調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)大部分飛機(jī)存在鎖環(huán)與鎖鉤間隙超差故障，且座艙蓋外形尺寸難以調(diào)整，使得該故障難以得到有效地排除。

之前采用擴(kuò)大鎖環(huán)安裝孔補(bǔ)片加強(qiáng)的方式對鎖環(huán)進(jìn)行移位，此方式有以下缺陷：第一難以保證移位尺寸和位移方向的精度;第二對座艙蓋骨架的整體結(jié)構(gòu)造成破壞，降低了座艙蓋骨架的設(shè)計(jì)強(qiáng)度;第三用此方法耗時(shí)耗力，使修理周期難以保證。因此，應(yīng)研究一種快速有效的修理方法排除此故障。

2? 座艙蓋鎖系統(tǒng)簡介

某型飛機(jī)座艙蓋鎖系統(tǒng)有鎖環(huán)和鎖鉤組成，鎖環(huán)安裝于座艙蓋兩側(cè)骨架上，由鎖環(huán)底座和環(huán)兩個(gè)部分組成，通過鎖環(huán)底座上的兩個(gè)φ6螺栓孔與座艙蓋骨架連接固定;鎖鉤安裝于座艙口框梁上，由鎖鉤底座和鉤組成，通過鎖鉤底座上的三個(gè)φ6螺栓孔與機(jī)身座艙口框連接。在關(guān)閉座艙蓋時(shí)，座艙蓋向前滑行，環(huán)套住鉤，座艙蓋上鎖，上鎖狀態(tài)見圖1。

3? 故障描述

通過統(tǒng)計(jì)座艙蓋鎖環(huán)與鎖鉤的間隙超差故障數(shù)據(jù)，分析發(fā)現(xiàn)鎖環(huán)與鎖鉤配合間隙超差故障主要集中在兩個(gè)方面，一是鎖環(huán)與鎖鉤配合的側(cè)間隙超差。根據(jù)規(guī)定，座艙蓋鎖環(huán)與鎖鉤的左、右側(cè)間隙均應(yīng)不小于0.5mm，合格的配合狀況見圖2，在調(diào)試座艙蓋時(shí)，發(fā)現(xiàn)多組鎖環(huán)與鎖鉤側(cè)間隙超差，更甚者無法上鎖，故障現(xiàn)象見圖3;二是鎖環(huán)與鎖鉤配合的后間隙超差。根據(jù)規(guī)定，鎖環(huán)與鎖鉤的后間隙應(yīng)為（3±1）mm，合格的配合狀況見圖4，在調(diào)試座艙蓋時(shí)，發(fā)現(xiàn)多組鎖環(huán)與鎖鉤的配合后間隙超過4mm，最大間隙可達(dá)到6mm，故障現(xiàn)象見圖5。

4? 偏心鎖環(huán)的設(shè)計(jì)和故障排除

4.1? 設(shè)計(jì)偏心鎖環(huán)排除側(cè)間隙超差故障

將鎖環(huán)底座上的兩個(gè)φ6螺栓孔偏移，偏移量設(shè)定編號S，得到一類偏心鎖環(huán)，編號pxsh001-S。為了保證兩個(gè)φ6螺栓孔偏移后的最小邊距要求，將鎖環(huán)的外圓尺寸由R10增加到R12.5，見圖6。

為了保證鎖環(huán)螺栓孔的最小邊距要求，結(jié)合鎖環(huán)與鎖鉤側(cè)間隙超差故障的模式，偏移量S設(shè)計(jì)在（0～2）mm之間，每隔0.5mm變化一級即可，得出5種規(guī)格的偏心鎖環(huán)。編號為pxsh001-0、pxsh001-0.5、pxsh001-1.0、pxsh001-1.5、pxsh001-2。

根據(jù)鎖環(huán)與鎖鉤側(cè)間隙的超差情況，見圖7，選擇相應(yīng)偏移量S的偏心鎖環(huán)pxsh001-S，安裝偏心鎖環(huán)可排除側(cè)間隙超差故障，見圖8。

4.2? 設(shè)計(jì)偏心鎖環(huán)排除后間隙超差故障

將鎖環(huán)上環(huán)的位置偏移，偏移量設(shè)定為U，得出一類偏心鎖環(huán)，編號pxsh001-U，見圖9。

為了保證φ6螺栓孔的倒角尺寸，結(jié)合發(fā)生鎖環(huán)與鎖鉤后間隙超差故障的模式，偏移量U設(shè)計(jì)在（-2～2）mm之間，每隔0.5mm變化一級，得出9種規(guī)格的偏心鎖環(huán)，編號為pxsh001-（-2）、pxsh001-（-1.5）、pxsh001-（-1）、pxsh001-（-0.5）等。

根據(jù)鎖環(huán)與鎖鉤的后間隙調(diào)整所需的數(shù)值，見圖10，選擇相應(yīng)偏移量U的偏心鎖環(huán)pxsh001-U，安裝偏心鎖環(huán)可排除鎖環(huán)與鎖鉤后間隙超差的故障，見圖11。

4.3? 側(cè)間隙和后間隙均超差故障的排除

上述設(shè)計(jì)的偏心鎖環(huán)S是調(diào)整座艙蓋鎖環(huán)與鎖鉤側(cè)間隙超差故障的，偏心鎖環(huán)U是調(diào)整鎖環(huán)與鎖鉤后間隙超差故障的，這兩種偏心鎖環(huán)是兩種獨(dú)立的狀態(tài)，但是在實(shí)際工作過程中也可能發(fā)現(xiàn)鎖環(huán)與鎖鉤的配合側(cè)間隙和后間隙均存在超差故障的現(xiàn)象，因此需將兩種偏心鎖環(huán)的偏移值S、U相結(jié)合，設(shè)計(jì)一種既能調(diào)整側(cè)間隙超差又能調(diào)整后間隙超差故障的鎖環(huán)，即鎖環(huán)的環(huán)和φ6螺栓孔能夠同時(shí)偏移，設(shè)計(jì)編號為pxsh001-S×U，根據(jù)座艙蓋鎖環(huán)和鎖鉤的配合狀態(tài)，環(huán)和φ6螺栓孔的偏移尺寸需求來制作偏心鎖環(huán)。同樣，S值在（0～2）mm之間，U值（-2～2）mm之間，每隔0.5mm變化一級，得到45種規(guī)格的偏心鎖環(huán)pxsh001-S×U。在發(fā)現(xiàn)鎖環(huán)與鎖鉤側(cè)間隙和后間隙均超差故障時(shí)，測量超差數(shù)值，選擇合適規(guī)格的偏心鎖環(huán)pxsh001-S×U調(diào)整至配合間隙合格。

5? 可靠性分析

偏心鎖環(huán)在安裝后由于環(huán)發(fā)生了偏移，導(dǎo)致偏心鎖環(huán)受力方向改變，鎖環(huán)上的兩個(gè)安裝螺栓分力情況改變。為保證飛機(jī)飛行安全，應(yīng)對螺栓的受載情況進(jìn)行可靠性分析。

座艙增壓載荷和氣動(dòng)載荷產(chǎn)生的Y向載荷由座艙蓋上的12把鎖承擔(dān)，Y向載荷為作用在艙蓋上總的均布載荷與投影面積之積（Y= P·S）。

5.1? 投影面積計(jì)算

某型飛機(jī)座艙蓋投影圖見圖12，其中? 位置為座艙鎖的安裝位置，Si表示座艙蓋不同框面的投影面積。

計(jì)算時(shí)將整個(gè)投影分為7部分，每個(gè)部分的投影面積分別進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式為：

5.2? Y向載荷計(jì)算

某型飛機(jī)座艙蓋設(shè)計(jì)增壓載荷和氣動(dòng)載荷的總和為ΔP，對于每個(gè)投影面載荷的計(jì)算公式為Yi=ΔP·Si。單把鎖受到的平均載荷為Y≈12.2KN，最大載荷位于座艙蓋最大跨距處，單把鎖受到的最大載荷Ymax≈20 KN。

5.3? 偏心鎖環(huán)的應(yīng)力計(jì)算

鎖環(huán)通過鎖環(huán)底座上的兩個(gè)φ6螺栓與座艙蓋連接，當(dāng)環(huán)發(fā)生偏移時(shí)，鎖環(huán)的兩個(gè)φ6螺栓出現(xiàn)分力偏差情況，環(huán)的最大偏移量達(dá)到2mm時(shí)，螺栓分力偏差達(dá)到最大。螺栓分力情況為一個(gè)11/26=42.3%，另一個(gè)15/26=57.7%，最大載荷為Fmax=57.7%·Ymax≈11.5KN，查HB1-207中該螺栓的最小破壞拉力為20.48KN，螺栓強(qiáng)度夠。

6? 結(jié)論

本次技術(shù)研究，分析了某型飛機(jī)座艙蓋鎖系統(tǒng)的工作原理，統(tǒng)計(jì)了某型飛機(jī)座艙蓋鎖環(huán)和鎖鉤配合間隙超差故障的模式，提出了用偏心鎖環(huán)排除座艙蓋鎖環(huán)和鎖鉤間隙超差故障的設(shè)計(jì)思路，制定了用偏心鎖環(huán)排除鎖環(huán)與鎖鉤配合間隙超差故障的方案，進(jìn)行了偏心鎖環(huán)設(shè)計(jì)的可靠性分析，高效、準(zhǔn)確地排除了座艙蓋調(diào)試過程中鎖環(huán)與鎖鉤的間隙超差問題，解決了長期困擾座艙蓋調(diào)試的難題，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和工作效率，并為以后類似故障的研究和排除提供借鑒。

作者簡介：

褚康超（1987.04—），男，漢族，籍貫：河北藁城，單位：大連長豐實(shí)業(yè)總公司，職稱：助理經(jīng)濟(jì)師，學(xué)士學(xué)位，專業(yè)：飛行器設(shè)計(jì)，研究方向：飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)修理技術(shù)研究。