23-X型航炮抛壳器断裂故障分析

杨玉民 朱喜华 许鹰

（石家庄海山机械厂，河北石家庄 050200）

23-X型航炮抛壳器断裂故障分析

杨玉民 朱喜华 许鹰

（石家庄海山机械厂，河北石家庄 050200）

本文从23-X型航炮抛壳器断裂故障入手，通过对相关专利文献进行检索，分析抛壳器断口裂纹源，最终确定该故障的发生原因为偶发故障，在对航炮的维护与使用中总结相应规律避免再次出现。

抛壳器；断裂；材料缺陷；偶发

1 故障现象

在某部“XX”演习实弹训练中，歼-X型飞机的23-X型航炮完成射击任务后，在分解后的擦洗工作中发现抛壳器断裂。（故障件见图1）

图1 航炮抛壳器断裂图片

2 故障分析

2.1 故障件返厂检查情况

在故障件返厂后对故障件断口进行金相分析，分析显示，故障件裂纹源在抛壳器中间安装抛壳器卡锁槽靠近梯形斜面根部，此处为材料厚度突变部位，机件受力时，在断面改变的地方产生应力集中，是裂纹产生的源头（见图2）。对抛壳器裂纹源部位放大可见裂纹扩展为脆性快速扩展。对抛壳器材料进行光谱分析，材料为40CrNiMoA,为制造厂工艺更改前材料。

图2 抛壳器裂纹源部位

2.2 航炮出厂后工作情况

检查该门航炮在修理出厂后，累计射击434发。依据外场记录XX年9月17日，进行实弹地靶训练，射击60发，飞行后进行航炮大擦洗工作，并分解检查，未见异常；XX年3月8日，组织“XX”演习特定检查，对航炮进行大擦洗，并分解检查，未见异常；XX年3月13日，组织“XX”演习实弹训练，射击6发，飞行后进行航炮大擦洗工作，在分解检查时发现抛壳器断裂。

2.3 原因分析

2.3.1 疲劳断裂

从抛壳器在航炮工作时受力情况可以分析（抛壳器结构如图3所示），在航炮射击时，抛壳器既要承受抽壳时向下的抽壳力，还承受抛壳时向前的撞击力，航炮射速为3 000发～3 400发/分钟，即航炮一秒钟就要发射50多发炮弹，抛壳器在这一秒钟内就要左右转换50多次，同时还要保证进弹和抛壳的准确性，这个交变载荷的振幅与频率都是很大、很高的，抛壳器长期在这样的交变载荷作用下，材料极易疲劳，造成机件裂纹，裂纹扩展至一定程度就会断裂。材料疲劳断裂是金属机件裂纹的一个重要原因。

图3 抛壳器结构图

2.3.2 受强力断裂

在对相关专利技术进行检索基础上认为，此次抛壳器断裂，从断口颜色及故障件断口金相放大照片判断，是受强大外力挤压，断口处应力集中，而导致的突然折断。

在航炮射击时，如果弹带拉力大、排链不畅，弹链在工作时跳动、碰撞、挤压、高速通过输链导时会卡滞或在弹箱入口处堆积造成排链受阻，特别是在连发数目比较多的情况下，更容易产生此现象。在排链受阻后，弹链顶住拨弹轮，在拨弹轮及其它传动件作用力下强行下压抛壳器，抛壳器前端弧形凸部固定在炮箱凹槽内，在上下交变负荷的作用下产生断裂。

2.3.3 设计材料缺陷，射击时偶发断裂

在XX年10月为提高抛壳器的工作可靠性，制造单位将抛壳器制造材料更改为35CrNi2MoVA。本次断裂的抛壳器制造材料为40CrNiMoA，为材料更改前的出厂的产品，韧性较差，在航炮射击时因脆性较大更容易出现断裂故障。

3 分析结果

抛壳器断裂故障应为：航炮射击时，拉弹阻力过大、排链受阻、弹链散链性不好、制造材料强度高、脆性大等综合情况下受强力断裂。

4 采取措施

（1）在航炮工作前应重点检查进弹机左右行程顺畅无卡滞，检查弹带上的弹链无变形及弹链间距均匀，航炮的供弹系统及排链系统的各项配合数据否和要求。

（2）在航炮工作后应重点检查航炮拨弹轮有无变形，航炮弹链导板上的弹链导槽有无变形，抛壳器卡锁及炮箱上的卡锁槽有无啃伤。

［1］陈万美.23-X型航空机关炮工作原理［D］.信阳：空军第一航空学院.

Analysis on the Out-Break Malfunction of 23-X Model Aircraft Gun Ejection Device

Yang YuminZhu XihuaXuYing
(Shijiazhuang Haishan Machinery Factory,Shijiazhuang Hebei 050200)

This article from the 23-X type of cannon shell rupture fault throw of the relevant patent document retriev⁃al,analysis of the hull is the crack source,finally causes the fault to determine the accidental failure in the mainte⁃nance and use of the gun in the corresponding rules to avoid the occurrence of summary.

ejection device;out-break;fault in material;chance

E924.92

A

1003-5168（2016）11-0059-02

2016-10-29

杨玉民（1972-），男，本科，工程师，研究方向：航空军械。