基于座椅缓冲器装配试验工艺的研究

刘春兰　王赫

摘 要：座椅缓冲器作为保护宇航员安全着陆的重要机构，其装配试验部分的质量保证是十分必要的。此次研究主要针对承力接头组件、密封导向筒、钢珠的装配过程进行优化，以及对空载和负载两种条件下的提升试验相关参数进行技术攻关。通过方案设计，采用合理的装配工艺来改进装配质量，提高试验精度，探讨解决滚珠配套装配的工艺方法。

关键词：座椅缓冲器 滚珠装配 提升试验 漏率检查 负载

中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）11（b）-0089-02

1 概述

飞船返回舱属于“硬着陆”，为保证航天员生命安全，减少其胸背向所受冲击，座椅缓冲器作为重要部件，其装配质量的好坏直接影响其工作性能，因此对其装配工艺的研究是十分必要的[1]。该型号座椅缓冲器整体结构复杂，装配精度要求高，而且要确保装配后的灵活性，针对此项技术精度要求，座椅缓冲器需进行空载和负载两种情况的提升试验，其中在负载情况下，座椅缓冲器的提升启动压力要小于4.2MPa，试验后漏率检查要保证不大于1×10-5Pa·m3/s。

2 关键技术和难点

2.1 承力接头组件装配

座椅缓冲器中承力接头组件与密封导向筒、端螺环装配后形成一封闭腔体，腔体内需安装38个钢珠，由于数量较多，空间狭小，而且承力接头组件内孔为锥孔，在装配过程中钢珠容易挤在锥孔中，承力接头组件与钢珠出现卡滞情况，加大了装配难度。

2.2 座椅缓冲器提升试验

按照技术要求产品装配完成后需要对其进行提升试验，确保其工作的可实现性。座椅缓冲器的提升试验要在空载和负载两种情况下进行，其中负载提升试验所提升重物为40kg，要求两种情况的提升启动压力均小于3.2 MPa。试验结束后要对整个结构系统的漏率检查，保证不大于1×10-6 Pa·m3/s。该产品为满足其功能要求，内在结构复杂，在试验过程中可引起提升障碍，导致试验参数达不到技术要求。

3 工艺技术方案与措施

3.1 承力接头组件装配工艺方案与措施

根据座椅缓冲器运动要求设计两种装配方案，并进行实际验证，实施内容如下。

方案1：将端螺环装到密封导向筒上，要求装配到位；再将承力接头组件从密封导向筒一端套入移至台肩处，向锥孔中装满钢珠，将已装好的端螺环锁紧；最后移动承力接头组件，使其装配到位。

方案2：将端螺环首先装到密封导向筒上，再将承力接头组件从密封导向筒一端套入，装配到密封导向筒下端，向锥孔中装满钢珠，调整位置，保证均匀后将已装好的端螺环锁紧；将整体组件旋转180度倒过来，滑动承力接头组件，直至安装到位，如图1所示。

3.2 提升试验工艺方案与措施

在座椅缓冲器的装配、试验等工序中设计工装。在产品正式装配前，对各配合部件进行灵活性检查，待整体完成后进行手动提升试验，检查试验中有无干涉，是否到位等问题，并对相关问题进行分析。

为确保座椅缓冲器工作的稳定性，装配后需进行5次空载、负载试验。通过多次试验比较解锁、提升力值变化情况，及时对出现的状况制定解决方案。

4 主要工艺试验及取得的效果

4.1 承力接头组件装配工艺实施过程

依据装配工艺方案一，对相关零组件进行装配，在装配过程中发现，承力接头组件在密封导向筒移动时，对操作者的水平要求较高，装配钢珠时不易装配均匀。旋紧端螺环与承力接头组件后，与密封导向筒之间形成的锥孔腔，在滑动过程中，钢珠易出现卡滞现象，滑动缓慢，因钢珠挤压，将损伤密封导向筒外表面，不易装配[2]。

与装配方案一相比，钢珠在装配完成后，将密封导向筒旋转180度，采用倒装方式，承力接头组件与密封导向筒运动灵活，可以带动钢珠顺利运动到位，对操作者要求不高。

4.2 提升试验工艺实施过程

座椅缓冲器提升试验所用动力为氮气，试验过程如下：

（1）先将负重穿过产品放在试验支架上。将产品双耳接头一端与试验支架底部连接，要求可以转动，方便调整安装角度。产品上接头一端安装转接器，要求锁紧，防止漏气，并与试验支架连接好[3]。

（2）装配重物时需调整到正确方向，同时装在承力接头滑块上固定好。注意该试验中载重较重，安装过程要严格执行工艺规程顺序，轻拿轻放，不得碰伤产品。

（3）装配完成后，打开气源端减压器，将气源输入压力控制在5MPa左右，准备提升试验。

（4）缓慢打开手动阀，向产品内缓慢输入氮气，当销钉动时，下位锁解开，记录该压力值。继续缓慢加压，承压组件缓慢向上运动，直至上位锁舌锁住，记录此时产品压力值，要求应满足不大于3.2MPa，关闭手动阀，停止加压，此步为试验提升过程。

（5）提升复位时，打开手动阀缓慢泄压，用解锁工装将上位锁解锁，承压组件缓慢下降；向产品输入压力约为0.4MPa左右氮气，使下位锁打开，保持承压组件缓慢向下滑动，待恢复至装配状态后，对系统整体完全泄压。

4.3 氦质谱检漏试验

提升试验合格后需要对产品进行氦质谱检漏试验。通过转接器，将产品与氦气源连接，打开减压阀，缓慢向产品内充入0.2～0.3 MPa氦气，保持产品处于锁紧状态，检查产品下位锁各连接处密封情况；继续增压，使产品完全解锁，保持增压直至3.2 MPa。检查产品各连接处气密情况，要求最大泄漏率不大于1×10-6Pa·m3/s。

5 工艺指标完成情况

对座椅缓冲器进行5次空载提升和负载提升试验，试验过程及指标符合设计要求，提升试验数据见表1。

通过对座椅缓冲器提升过程的漏率检查，整体指标满足设计要求，氦质谱检漏合格，其漏率为2.5×10-7Pa·m3/s。

6 结语

通过对装配试验过程的工艺研究，不仅解决了座椅缓冲器装配试验中的难题，达到了工艺研究的预期效果，而且开拓了新的装配方法，使装配过程更加完善，简洁，缩短了装配周期。试验过程对可能出现的问题进行了预测，完善了产品的功能，提高了产品的可靠性。该产品装配试验过程研究成果，对以后产品的装配起到借鉴作用。

参考文献

[1] 王云渤.飞机装配工艺学[M].北京：国防工业出版社，1990.

[2] 黄庆学，陈占福.轧机轴承与轧辊寿命研究与应用[M].北京：冶金工程出版社，2007.

[3] 王辉，顾寄南.基于规则的装配顺序规划方法研究[J].CAD/CAM与制造业信息化，2002（2）：73-75.