某型飞机起落架裂纹故障分析及对策

唐斌

（国营芜湖机械厂，安徽 芜湖 241007）

某型起落架装机使用较长时间，总体无损检测结果表明，其使用至1500起落时，疲劳薄弱部位及主要承力构件未发现裂纹，疲劳薄弱部位主要来自以下各处：

第一，细节有限元分析和强度计算报告中的高应力区；

第二，局部因几何尺寸变化引起应力集中的部位；

第三，疲劳试验资料暴露出的薄弱部位。

主要承力构件为：

第一，起落架外筒；

第二，起落架活塞杆；

第三，扭力臂；

第四，轮轴；

第五，主要承力轴及螺栓。

无损检测结果表明，起落架总体使用状况仍处于良好阶段；但其非主要承力构件已有裂纹现象出现，裂纹发生率为1.69%。本文就维修过程中发现的裂纹现象进行研究分析、探索其排除方法，并根据发现问题对外场使用维护提出建议，以力求提高维护保障的可靠性。

1 裂纹故障现象

为便于分析研究，我们按裂纹出现的状况将其分为规律性裂纹和偶发性裂纹两类，规律性裂纹具有较高的重复性，其产生原因主要与设计缺陷和制造工艺有关；偶发性裂纹的出现具有偶然性，其产生原因主要与材质缺陷和零件外伤有关。

1.1 规律性裂纹

（1）支座7027的裂纹。某右主起落架，编号为01028，使用起落次数1281个，磁粉探伤时发现支座7027的Φ18mm孔座及加强筋与支座底板转接处有4条裂纹：①②长60mm③长4mm④长6.5mm（见图1）。这是到目前为止发现裂纹最为严重的一个零件，一般情况下其裂纹仅位于Φ18mm孔座与支座底板转接处，长度为2～5mm之间，其共同特征是转接圆角较小。

图1 裂纹的右支座7027

（2）支架7001的裂纹。.

图2 裂纹的左支架7001

某左主起落架，编号为01191，使用起落次数1199个，磁粉探伤时发现支架7001加强筋与支架交接处2端头各有一处裂纹，其中位于部位1的长约2mm，位于部位2的长约1mm（见图2）。裂纹部位表面粗糙度较大（该零件为铸件）。

（3）某左主起落架，编号为01173，使用起落次数1236个，磁粉探伤时发现安装在轮轴的衬盘3314，在保险片与垫圈端面交接处有一条裂纹长约3mm（见图3）。该裂纹位于应力集中部位，裂纹发生处有较锋利的尖角。

图3 裂纹的左衬盘3314

1.2 偶发性裂纹

（1）某右主起落架，编号为01064，使用起落次数1113个，磁粉探伤时发现摇臂3421上有一处裂纹，裂纹沿加强筋内表面向下长度约为3mm（见图4），裂纹部位有明显的表面缺陷。

（2）某前起落架，编号为01061，使用起落次数1199个，磁粉探伤时发现其上传动接头（离合机构）上衬套 11.4209.0.086.900 在图 5 所示部位有一条裂纹长约6mm，该处为非应力集中部位，裂纹部位有较为明显的表面缺陷。

图4 裂纹的右摇臂3421

图5 裂纹的衬套0086

（3）某前起落架，编号为01061，使用起落次数1199个，磁粉探伤时发现其上传动接头（离合机构）的轴0208在图6所示部位有一条裂纹长约5mm，该处为应力集中部位，近裂纹处接耳有受过弯折的迹象。

2 故障分析及排除

一般情况下，裂纹可在规定范围内排除，但某型飞机所有维修手册对裂纹的修理施工意见都是报废，这与以往的修理原则相悖。为此，咨询了起落架生产厂家，他们都认为其裂纹可以在规定范围内排除。

图6 裂纹的轴0208

架零件非工作表面上不大于0.3mm深度的缺陷（压伤、划痕），允许用锉刀、刮刀或砂纸打磨排除，这也从侧面说明了其裂纹可以排除。

2.1 规律性裂纹的分析及排除

（1）支座7027（图1）。该零件在起落架收放过程中与收上位置锁锁钩存在挤压和撞击关系，在飞行时承受交变载荷，裂纹原因主要是材料强度不够及其转接面设计不合理。造成长期使用中该零件易发生疲劳裂纹，故所有裂纹零件一律报废换新，并针对支座裂纹发生率较高的情况（占裂纹零件总数的46.7%），在制造过程中提高了材料强度，以降低它的裂纹发生率。

（2）支架7001（图2）。支架7001位于主起落架上部，支架上安装的是液压系统的转动接头，零件的受力并不大。该处裂纹产生主要是：由于支架为铸造件，裂纹处的转接面表面粗糙度较大（制造缺陷），造成该部位应力程度较大而易于形成裂纹，可在0.3mm范围内排除裂纹，打磨光滑过度，抛光后表面粗糙度不劣于Ra0.8，并经磁粉探伤复查合格后装机使用。

（3）法兰盘3314（图3）。该垫圈材料为结构钢，裂纹由保险片与垫圈端面交接处的尖边（制造缺陷）引起，可在0.5mm范围内排除裂纹，并将裂纹发生处的尖边倒圆，打磨光滑过度，抛光后表面粗糙度不劣于Ra0.8，并经磁粉探伤复查合格后装机使用。

2.2 偶发性裂纹的分析及排除

（1）摇臂3421（图4）。该摇臂为结构钢模压件，其Φ8А3孔与弹簧拉杆连接，受力状态并不严重，裂纹由原制造的模压缺陷引起。可在0.5mm深度范围内排除裂纹，打磨光滑过度，抛光后表面粗糙度不劣于Ra0.8，并经磁粉探伤复查合格后装机使用。

（2） 衬套0086（图5）。该零件受力状态并不严重，裂纹由原制造缺陷引起。打磨0.5mm后裂纹仍未排除，故将其报废换新。

（3）轴0208（图6）。该零件的裂纹位于应力集中部位，由接耳部位受过变形而引起，所以将其报废换新。

2.3 排除裂纹时的注意事项

裂纹消失后，打磨抛光量必须达到一定值（0.08～0.10mm），以消除裂纹前缘的塑性区；排除深度超过标准的零件报废换新。

3 结论和建议

按照“三、故障分析及排除”指导思想修复的零件已装机使用，起落架按规定要求进行使用监控，监控要求如下。

（1）每100起落进行一次定期检查工作。

（2）总起落数达到第2000起落时需要进行特殊检查。

（3）在使用过程中，如果出现有最大重量起飞、着陆及出现粗猛着陆的情况，随时增加一次定期检查。

监控情况表明起落架状态良好，装机使用的飞行起落数已近2000个，实现了延寿大修的既定目标。某型飞机起落架修理中的裂纹状态，符合裂纹修理的普遍规律，到目前为止其主要承力构件未发现裂纹，只是非主要承力构件有裂纹出现，说明了某型飞机起落架设计的科学性。其中支座7027的裂纹发生率占裂纹零件总数的46.7%之多，它在产生裂纹时的最短起落次数仅为191个，外场维护中可根据裂纹部位及裂纹发生概率的高低，有针对性地进行检查。

以上规律性裂纹零件的确定，对于在维修中明确裂纹检测和修理的重点范围有指导意义。