垂尾液壓油濾裝配不協(xié)調(diào)原因分析

常秀堂 周曉星 田寅

摘 要：某型飛機(jī)垂尾外側(cè)壁板上安裝回油液壓油濾的底座，該底座是固定回油液壓油濾成品，并且有兩根ф22的硬鋁導(dǎo)管相連。導(dǎo)管的裝配要求精度很高，同軸度不能超過0.5mm。超出該尺寸范圍就不能將導(dǎo)管與液壓油濾成品相連，需要現(xiàn)場打?qū)Ч軐?shí)樣進(jìn)行專機(jī)專配，嚴(yán)重影響飛機(jī)交付進(jìn)度和周期。為了解決上述問題，提高飛機(jī)質(zhì)量，我們采取改善定位尺寸的定位工裝，將二維圖紙與三維數(shù)模結(jié)合進(jìn)行優(yōu)化工裝申請(qǐng)。成功解決改成定位難的問題。提升了飛機(jī)的裝配質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：液壓油濾，底座，硬鋁導(dǎo)管，定位工裝

引言

飛機(jī)液壓系統(tǒng)是指飛機(jī)上以油液為工作介質(zhì)，靠油壓驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成特定操縱動(dòng)作的整套裝置。為保證液壓系統(tǒng)工作可靠，特別是提高飛行操縱系統(tǒng)的液壓動(dòng)力源的可靠性，現(xiàn)代飛機(jī)上大多裝有兩套（或多套）相互獨(dú)立的液壓系統(tǒng)。它們分別稱為公用液壓系統(tǒng)和助力（操縱）液壓系統(tǒng)。[1]公用液壓系統(tǒng)用于起落架、襟翼和減速板的收放，前輪轉(zhuǎn)彎操縱，驅(qū)動(dòng)風(fēng)擋雨刷和燃油泵的液壓馬達(dá)等；同時(shí)還用于驅(qū)動(dòng)部分副翼、升降舵（或全動(dòng)平尾）和方向舵的助力器。助力液壓系統(tǒng)僅用于驅(qū)動(dòng)上述飛行操縱系統(tǒng)的助力器和阻尼舵機(jī)等，助力液壓系統(tǒng)本身也可包含兩套獨(dú)立的液壓系統(tǒng)。為進(jìn)一步提高液壓系統(tǒng)的可靠性，全面分析研究液壓系統(tǒng)故障產(chǎn)生的原因，并針對(duì)性地提出預(yù)防措施，對(duì)確保飛行安全具有重要意義。[2]

一、現(xiàn)代液壓系統(tǒng)簡介

為提高可靠性和生存性，現(xiàn)代飛機(jī)液壓系統(tǒng)一般都有兩套。一套稱為主系統(tǒng)，主要用于起落架、減速板、增升裝置的收放，并向飛機(jī)操縱系統(tǒng)助力器作動(dòng)筒的一腔供壓；另一套稱為助力系統(tǒng)，主要用于對(duì)飛機(jī)舵面的操縱。為保證發(fā)動(dòng)機(jī)停車時(shí)系統(tǒng)還能工作，還有一套應(yīng)急系統(tǒng)。應(yīng)急系統(tǒng)的液壓由單獨(dú)的電瓶驅(qū)動(dòng)電動(dòng)液壓泵或靠風(fēng)動(dòng)渦輪驅(qū)動(dòng)的液壓泵提供。

現(xiàn)代液壓系統(tǒng)都用耐高溫、無腐蝕的石油基油液。液壓系統(tǒng)的壓力已從第二代殲擊機(jī)的21 000千帕發(fā)展到蘇-27等飛機(jī)用的28 000千帕，其功率從幾十千瓦發(fā)展到大飛機(jī)用的幾百千瓦。

液壓系統(tǒng)中比較重要的是高壓下各環(huán)節(jié)的密封。由于液壓分配開關(guān)、作動(dòng)筒等部件配合精度要求高，因此液壓油必須有高的清潔度，除靠高精度油濾外，還要經(jīng)常檢查，超過清潔度規(guī)定的液壓油要及時(shí)更換。再有就是液壓油的高壓流動(dòng)容易在管路中產(chǎn)生液壓沖擊，引起導(dǎo)管的強(qiáng)烈振動(dòng)，為此導(dǎo)管必須按規(guī)定間隔固定牢靠。還有就是液壓系統(tǒng)工作時(shí)，因高壓油液通過各種活門、開關(guān)、作動(dòng)器時(shí)阻力較大，會(huì)產(chǎn)生高溫，因此液壓油需要冷卻?，F(xiàn)在飛機(jī)的液壓系統(tǒng)導(dǎo)管一般都用鈦合金制造。[3]

二、液壓油濾安裝位置與裝配介紹

2.1液壓油濾安裝位置

在某型飛機(jī)生產(chǎn)裝配過程中，兩側(cè)垂尾回油油濾成品的底座，安裝設(shè)計(jì)要求應(yīng)安裝到左右垂尾外側(cè)壁板上，與壁板筋條搭接相連，用畫線的定位方式確定油濾底座的安裝位置。垂尾外側(cè)壁板安裝到尾梁外側(cè)壁板上，用螺栓連接固定。

2.2液壓油濾裝配介紹

介紹液壓油濾裝配的裝配流程：首先將尾梁與機(jī)體加強(qiáng)框進(jìn)行連接，形成飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)的整體；然后將垂尾外側(cè)壁板固定到尾梁上；再將液壓油濾底座安裝到垂尾外側(cè)壁板的筋條上；飛機(jī)到總裝車間后將回油液壓油濾成品固定到油濾底座上，并通過兩根ф22的硬鋁導(dǎo)管穿過尾梁上端的兩個(gè)ф23的開孔與尾梁內(nèi)部的回油導(dǎo)管相連相連。

2.3故障分析

在連接兩根ф22的硬鋁導(dǎo)管與回油液壓油濾成品后，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管另一端與尾梁上臂板的ф23開孔相差很多，主要表現(xiàn)在開孔的孔中心與導(dǎo)管中心的同軸度的偏差和ф22的硬鋁導(dǎo)管與尾梁壁板搭接區(qū)的搭接量不一致的現(xiàn)象。

三、原因分析

為了解決回油液壓成品在垂尾外側(cè)壁板上安裝時(shí)出現(xiàn)導(dǎo)管孔中心偏移的問題，我們決定從垂尾外側(cè)壁板的安裝的準(zhǔn)確性、回油油濾底座的裝配方法進(jìn)行分析。

3.1垂尾外側(cè)壁板的制造問題

垂尾外側(cè)壁板上的筋條全是數(shù)控銑切出來的，它相對(duì)尾梁的位置存在偏差的可能，這樣容易造成垂尾外側(cè)壁板上固定的底座相對(duì)尾梁的位置有一定的偏差。故對(duì)該壁板的生產(chǎn)流程進(jìn)行分析和檢測。結(jié)果發(fā)現(xiàn)零件的制造符合制造依據(jù)。故可以排除垂尾外側(cè)壁板的零件制造誤差對(duì)該問題的影響。

3.2垂尾外側(cè)壁板的裝配問題

在跟蹤垂尾外側(cè)壁板的裝配過程中，我們發(fā)現(xiàn)垂尾外側(cè)壁板根基數(shù)模進(jìn)行畫線定位，定位完畢后用螺栓將其固定到尾梁壁板上。這樣的定位方式主要依靠個(gè)人的操作手法，與理論位置存在一定的裝配誤差，誤差范圍在±1mm范圍內(nèi)，屬于可避免的誤差。但是這個(gè)偏差值相對(duì)附表1中的偏差值的現(xiàn)象不符。所以該處的偏差不是導(dǎo)致回油液壓油濾成品與ф22的硬鋁導(dǎo)管孔中心偏差大的主要因素。

3.3回油液壓油濾成品底座的裝配問題

在將回油液壓油濾成品底座安裝到垂尾外側(cè)壁板上時(shí)，設(shè)計(jì)給的尺寸是一個(gè)參考尺寸，即回油液壓油濾成品底座下端距飛機(jī)水平基準(zhǔn)軸線為137mm，并且還是個(gè)參考尺寸。然而在飛機(jī)的實(shí)際裝配過程中是無法找到飛機(jī)水平基準(zhǔn)軸線的。在實(shí)際裝配過程中，回油液壓油濾成品底座的定位是通過垂尾外側(cè)壁板上的筋條與之緊密貼合來保證回油液壓油濾成品底座的航向方向的。垂直方向的尺寸靠數(shù)模中尺寸轉(zhuǎn)換而來，這樣就出現(xiàn)了回油液壓油濾成品底座的裝配與圖紙所示的尺寸定位基準(zhǔn)不統(tǒng)一的情況。

經(jīng)討論認(rèn)為，回油液壓油濾成品底座實(shí)際裝配基準(zhǔn)與圖紙所給出的定位基準(zhǔn)不統(tǒng)一是造成回油液壓油濾成品與ф22的硬鋁導(dǎo)管中心孔存在偏差不協(xié)調(diào)的主要原因。

四、解決措施

在分析出問題的原因后，我們?yōu)榱思饶鼙ＷC回油液壓油濾成品底座的裝配基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相統(tǒng)一的原則，又能保證回油液壓油濾成品與ф22的硬鋁導(dǎo)管中心符合裝配要求，決定按照回油液壓油濾成品三維數(shù)模作為參考依據(jù)，申請(qǐng)回油液壓油濾成品底座的定位模型。此模型要既能保證垂尾外側(cè)壁板在安裝過程中與數(shù)模相符，又要保證回油液壓油濾成品底座的垂直方向的尺寸符合設(shè)計(jì)要求。

具體解決措施如下：

（1）保證回油液壓油濾成品底座的定位基準(zhǔn)與裝配基準(zhǔn)想統(tǒng)一

通過申請(qǐng)垂尾外壁板油濾底座輔助定位夾具，保證回油液壓油濾成品底座在裝配前按照垂尾外壁板油濾底座輔助定位夾具進(jìn)行定位，裝配過程中通過垂尾外壁板油濾底座輔助定位夾具來保證垂尾外壁板與回油液壓油濾成品底座的相對(duì)位置。保證定位基準(zhǔn)與裝配基準(zhǔn)想統(tǒng)一。

（2）保證垂尾外側(cè)壁板相對(duì)尾梁上壁板的位置符合理論尺寸

完善了垂尾外側(cè)壁板裝配的工藝規(guī)程，將垂尾外側(cè)壁板油濾底座輔助定位夾具的使用方法納入工藝規(guī)程中，要求在安裝垂尾外側(cè)壁板和回油液壓油濾成品底座時(shí)保證模型與尾梁上壁板的開孔間隙在0-0.5mm范圍內(nèi)。從而保證垂尾外側(cè)壁板和回油液壓油濾成品底座的相對(duì)位置。

五、總結(jié)

通過本次技術(shù)改進(jìn)，確定了ф22的硬鋁導(dǎo)管與回油液壓油濾成品中心孔出現(xiàn)偏差的原因，制定了相應(yīng)的解決措施，通過垂尾外壁板油濾底座輔助定位夾具定位的回油液壓油濾成品底座已滿足ф22的硬鋁導(dǎo)管與回油液壓油濾成品的裝配要求，保證了回油液壓油濾成品的安裝質(zhì)量，提升了飛機(jī)液壓系統(tǒng)的裝配質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 程寶蕖.飛機(jī)制造協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度與容差分配 [M].北京：航空工業(yè)出版社，1987.

[2] 范玉青.現(xiàn)代飛機(jī)制造技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2001.

[3] 路甬祥 .液壓氣動(dòng)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.