直升機(jī)主減速器故障及其維修措施探討

干小艷

(中國人民解放軍69008部隊(duì)航修廠,新疆五家渠 831300)

直升機(jī)主減速器故障及其維修措施探討

干小艷

(中國人民解放軍69008部隊(duì)航修廠,新疆五家渠 831300)

直升機(jī)是依靠發(fā)動機(jī)驅(qū)動旋翼和尾槳,產(chǎn)生拉力而保持飛行的,發(fā)動機(jī)是安裝在直升機(jī)上的由發(fā)動機(jī)驅(qū)動的一個(gè)相對獨(dú)立的部件,它將一臺或者很多臺發(fā)動機(jī)的扭轉(zhuǎn)力矩進(jìn)行匯總,然后按照一定的比例傳給旋翼和尾槳。主減速器由于自身結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,尺寸和重量都比較大,出現(xiàn)故障的比例也比較大,加強(qiáng)對于直升機(jī)主減速器故障以及維修措施的探討,對于保障飛機(jī)飛行安全具有很重要的意義。

直升機(jī) 主減速器 故障 維修

直升機(jī)主減速器是直升機(jī)傳動系統(tǒng)的核心部件,針對主減速器可能出現(xiàn)的故障,比如發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)、溫度對主減速器的影響,滑油內(nèi)部金屬屑等對主減速器內(nèi)部齒輪以及軸承的影響,此外對于主減速器振動波形的故障分析也很重要,通過對著一些列故障的預(yù)測和研究,進(jìn)而提出更好的維修措施,對于降低飛行事故,保證飛行安全具有很重要的意義。

1 直升機(jī)主減速器的故障

1.1 動力傳動系統(tǒng)故障

動力傳動系統(tǒng)是直升機(jī)中最主要的機(jī)械系統(tǒng),它直接決定了直升機(jī)的飛行壽命、機(jī)動性能以及飛行的安全性能,但是往往也比較容易發(fā)生故障,引起嚴(yán)重的后果。傳動系統(tǒng)故障主要發(fā)生在行星齒輪系上,常見的齒輪故障形式主要包括齒面磨損、齒面膠合、齒面疲勞以及輪齒折斷等,齒輪產(chǎn)生故障的原因有很多種,主要原因包括超載、操作失誤、潤滑不良以及制造產(chǎn)生的誤差等。在實(shí)際的應(yīng)用中,直升機(jī)遇到的齒輪故障往往不是單一的故障形式,通常是多種故障形式同時(shí)出現(xiàn),因而要根據(jù)故障的主要特征判斷出現(xiàn)故障的主要原因,特別是對于齒輪折斷這種情況,要引起足夠的重視,避免重大事故的發(fā)生。同時(shí)齒輪故障會引起振動信號的變化,研究振動信號波形和齒輪狀態(tài)時(shí)應(yīng)該考慮旋轉(zhuǎn)振動信號、速度信號、位移信號等等,利用時(shí)域分析方法和域頻分析方法來解決相關(guān)的故障問題。

1.2 熱故障

機(jī)械結(jié)構(gòu)中有摩擦就會有發(fā)熱的現(xiàn)象,這也就是常說的熱故障,主要出現(xiàn)在軸承、齒輪、導(dǎo)軌等這些位置。直升機(jī)主減速器即使在良好的潤滑條件下正常工作,也會因?yàn)樽陨斫Y(jié)構(gòu)比較緊湊、體積小等設(shè)計(jì)特點(diǎn),在高速和重載的情況下,使得整個(gè)主減速器系統(tǒng)產(chǎn)生比較大的溫差,使溫度急速上升,高溫會對主減速器的正常工作產(chǎn)生不利的影響。例如,由于元件之間的摩擦以及潤滑油粘性的作用,使得軸承內(nèi)部快速升溫,當(dāng)達(dá)到一定的溫度,潤滑油的粘度就會下降,使軸承表面的材料過早地失效,出現(xiàn)膠合咬死的情況,影響了軸承的使用壽命。對于齒輪來說,溫度的變化既能影響齒輪傳動性能和潤滑功能,也能引起齒輪的變形,影響正常的運(yùn)作。

1.3 滑油故障

滑油故障也是直升機(jī)主減速器中常出現(xiàn)的一類問題,首先滑油中容易出現(xiàn)金屬屑,這是因?yàn)橹鳒p速器的齒輪以及軸承等零件是由合金材料制成的,在運(yùn)行中由于磨損會出現(xiàn)一定量的金屬屑,其次還會出現(xiàn)滑油滲漏,滑油滲漏一般是由于荷載、磨損、污染等原因使得密封件的密封性能下降,從而引起了滑油的滲漏。另外還會出現(xiàn)滑油壓力異常的情況,滑油壓力是主減速器的重要監(jiān)控參數(shù),一旦失去滑油壓力,主減速器的機(jī)械部件就會嚴(yán)重?fù)p壞,直接影響了飛行的安全?；驮跒闄C(jī)械部件提供潤滑功能的同時(shí),還能夠起到冷卻的作用,因而要嚴(yán)格控制滑油的溫度。

2 主減速器的維修措施

2.1 加強(qiáng)故障診斷分析能力

對于直升機(jī)的狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)中,主要采用波形分析來提高對故障的分析能力,其中時(shí)域分析、頻域分析是最常見的波形分析方法。此外常運(yùn)用應(yīng)用遺傳算法、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及SVP對于齒輪故障進(jìn)行診斷,對于發(fā)電機(jī)的故障一般采用離散小波變換以及廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等進(jìn)行診斷,同時(shí)也結(jié)合了小波包變換和小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對于直升機(jī)主減速器的故障進(jìn)行診斷。加強(qiáng)對這些故障診斷技術(shù)和分析技術(shù)的掌握,對于提高診斷分析能力具有重要的作用。

2.2 提高故障預(yù)測能力

直升機(jī)主減速器的故障主要是由Kalman濾波、DWT以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合構(gòu)成,具體來說是使用振動傳感器采集直升機(jī)主減速器上的振動信號,在重新采樣和去除噪音之后進(jìn)行離散小波變換,然后進(jìn)行Kalman濾波預(yù)算,從而達(dá)到對于主減速器故障進(jìn)行提前預(yù)測的能力。目前來說,應(yīng)該加強(qiáng)預(yù)測能力和診斷能力的一體化,充分運(yùn)用診斷網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)對信號的故障進(jìn)行預(yù)測的能力。對于故障進(jìn)行預(yù)測可以避免因?yàn)檫^度維修造成資源的浪費(fèi),準(zhǔn)確地預(yù)測故障是維修的前提,為維修提供了科學(xué)依據(jù),還可以防止維修不足而導(dǎo)致事故的發(fā)生,降低事故的發(fā)生率。

2.3 進(jìn)行定期檢查維修

為了降低主減速器的故障的發(fā)生率,要加強(qiáng)對于主減速器的日常維修,要定期檢查滑油的液面以及有無滲漏,保證滑油的油量符合要求,同時(shí)還要定期檢查主減速器的磁堵油濾狀況,保證滑油的清潔干凈沒有金屬屑,對于滑油的散熱裝置也要進(jìn)行定期檢查,確?；屠鋮s裝置的正常工作。對于動力傳動系統(tǒng)也要做到定期檢查,確保齒輪能夠運(yùn)作正常,對于直升機(jī)主減速器系統(tǒng)進(jìn)行傳熱節(jié)點(diǎn)劃分,建立熱傳遞的網(wǎng)絡(luò)模型,對于主減速器的溫度場進(jìn)行分析,進(jìn)而確保主減速器內(nèi)部溫度的穩(wěn)定,盡量排除直升機(jī)主減速器的故障發(fā)生率,確保飛行安全。

3 結(jié)語

通過對于直升機(jī)主減速出現(xiàn)的一系列故障進(jìn)行列舉分析,從直升機(jī)動力傳動系統(tǒng)、熱系統(tǒng)以及滑油系統(tǒng)等方面進(jìn)行探究,要加強(qiáng)對這些故障方面的檢測和預(yù)測能力,同時(shí)還可以運(yùn)用小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)變換以及濾波預(yù)算等方面加強(qiáng)故障診斷、分析能力,最后維修人員要嚴(yán)格按照技術(shù)要求對直升機(jī)主減速器進(jìn)行定期的檢查和維護(hù),確保直升機(jī)的飛行安全。

[2]馮占輝.直升機(jī)主減速器的動力學(xué)分析與故障診斷研究[D].國防科學(xué)技術(shù)大學(xué),2009.DOI:10.7666/d.y1689888.

[3]劉建新,王洋,史攀峰等.AS332L直升機(jī)主減速器常見故障分析與維護(hù)[J].航空維修與工程,2011(4):37-38.

10.7666/d.y2062620.