某飞机主起落架上位锁间隙检测装置的改进设计

白亚玲， 胡阿林， 樊智敏

（中航飞机股份有限公司 长沙起落架分公司，陕西汉中723200）

0 引 言

某飞机上位锁是我公司研制的一种新型上位锁，它用于主起落架，在主起落架收起时上位锁处于上锁状态，将主起落架固定在收起位置；主起落架放下前将上位锁开锁，实现起落架的顺利放下，是起落架系统中的一个重要部件。上位锁零件多，结构比较复杂，气密性能要求高且承受很高的压力（既有气压密封要求，又有油压密封要求），要求检测保证的间隙、尺寸较多。上位锁包括左、右件等2种规格。上位锁由锁壳、活塞杆、锁钩、锁键、弹簧、顶杆、摇臂、拨环、管嘴及其它零件构成。上位锁要求检测的主要间隙、尺寸有：模拟上锁状态，检查锁键与锁钩的接触面积贴合率在70%以上；模拟上锁状态，调整顶杆以保证顶杆与锁键间隙为0.5～1.0 mm后拧紧螺母；模拟上锁状态，检查锁钩高于锁壳上2个平面0.7～1.2 mm；锁钩与锁壳平齐时，检查锁钩与锁键（原贴合率70%的两表面）之间产生的间隙应为1.5～3.0 mm。这些间隙、尺寸不仅不易检测保证，而且不同尺寸间还互相关联。如果检测装置结构不合理或上位锁检测、装配方法不合理，不仅效率低，而且不易保证质量，甚至造成重要件报废。上位锁检测装置在第2种设计结构投入现场使用后，军方提出，为保证上位锁在上锁、开锁过程中锁钩与拨环间的动态间隙，需要一个可控的技术方案。改进后的第3种设计结构融合了液控上锁、开锁配合手动左、右螺纹调整，完全解决了上位锁动态间隙的检测问题,得到了军方认可。

1 检测装置结构设计

针对上位锁多个间隙的检测需要，上位锁间隙检测装置经历了3次结构改进，最终定型的检测装置完全解决了上位锁所有间隙的检测和军方提出的动态间隙的检测问题，使我公司起落架的交付合格率达100%。

1.1 检测装置设计方案一

方案一结构简图如图1所示，在左立板上设计有2个圆柱插孔，支撑2个小圆柱插销，这种方案的优点是2个小插销不用太长，强度好。缺点是：测量右件时，还需要一套与图1完全对称的检测装置；装配完成的上位锁成品件已安装好电磁开关，使用该装置检测间隙时需要10～20 min来拆掉电磁开关，上锁、开锁试验完成再重新安装电磁开关，效率低。

图1 检测装置方案一简图

1.2 检测装置设计方案二

方案二结构简图如图2所示，经分析,上位锁锁壳上有一U形槽，在检测装置底板上设计小插销支撑孔，让开锁壳U形槽，左立板、右立板完全对称。该方案优点是2个小插销可以做得更短一些，强度更好；上位锁安装了电磁开关，不会影响到各个间隙的检测，可以从左、右立板分别插入2个小插销，完成上位锁左、右件间隙的检测。缺点是：该装置只能在模拟上位锁上锁、开锁状态等2个状态下检测间隙，不能完成上位锁在开锁、上锁过程中锁钩与拨环动态间隙的检测。

图2 检测装置方案二简图

1.3 改进后的检测装置结构设计

图3 上位锁间隙检测装置

改进后的上位锁检测装置由图3所示的21个部分组成，和第2种方案相比，增加了挂钩1、支座2、销子3、活节螺栓4、大螺母5、底座6、压紧螺钉7（共3件）、螺钉8组成的柔性拉压结构，完全解决了军方提出的动态间隙检测问题。

1）拉压部分组成。大螺母5的简图如图4所示，设计有左、右螺纹，左螺纹用于连接图5所示挂钩1，右螺纹用于连接活节螺栓4。旋转大螺母5，带动挂钩1和活节螺栓4同时向外运动或向里运动，即伸长或收缩；或者固定挂钩1或活节螺栓4，可以单独调整挂钩1或活节螺栓4在大螺母5中的长度，依据需要可以随时停止。挂钩1的简图如图5所示，采用强度较好的30CrMnSiA材料，挂钩挂在上位锁螺栓轴上。支座2的结构如图6所示，与活节螺栓4用销子3连接成一体，底板上开有腰形孔，可以在底座6侧面移动到需要位置后用压紧螺钉7固定；图3所示的上位锁左件间隙检测完成后，松开压紧螺钉7，支座2带着挂钩1、活节螺栓4、大螺母5再安装到底座6左面，由压紧螺钉7固定锁紧[1]，检测上位锁右件间隙。活节螺栓4螺纹部分与大螺母5右螺纹连接，球面安装在支座2头部销子孔处，可以绕销子3旋转调整位置。

2）支撑部分。左立板9和右立板18、上平板14和下平板21，由12个内六方螺钉16和8个销子17连接固定为一个整体框架。其中左立板9和右立板18完全对称，设计有中心距7 mm的腰形槽，便于上位锁在上锁、开锁时压紧插销10的上下调整；上平板14安装叉形件11；下平板21用4个螺钉8安装在底座6上，底座6安放在工作台上，保证检测装置平稳。

3）压紧部分。为使上位锁在检测过程中相对于检测装置保持正确的检测位置，防止在压力、重力、惯性力等作用下发生位移或振动，保证检测尺寸的准确性和安全性，需要设计压紧装置将上位锁压紧夹牢。将上位锁压紧夹牢的装置叫压紧装置。本文的叉形件11是该检测装置的压紧装置，叉形件11可以在上平板14槽中上下滑动，将力传递给压紧插销10，用于上位锁锁钩的压紧调整；螺钉15用于叉形件11调整到位后的压紧；挡板12控制叉形件11位置，用3个螺钉13安装在上平板14中。上平板14的三维简图如图7所示。

图4 大螺母5的简图

图5 挂钩1的三维简图

图6 支座2的三维简图

4）定位部分。工件的定位使每一批工件都能在夹具中占据同一正确的位置，以保证工件相对于刀具和机床的正确加工位置。工件在夹具中的定位，是由工件的定位基准面与夹具定位元件的工作面相接触或相配合实现的。压紧插销10用于上位锁上锁、开锁中锁钩的定位、压紧，有足够的强度、刚度，可以横穿左立板9和右立板18，是检测装置的定位元件；小插销19、20用于上位锁检测中的定位，完全模拟上位锁在飞机上的安装姿态，检测上位锁左件、右件时可分别从左立板9和右立板18插入。

5）检测装置定位部分的设计原则。压紧插销10、小插销19和小插销20定位面是完整的圆面，即让定位插销GB2205-80中的S1=d；不能设计为标准结构的半圆面，即S1=0.95d[2]，以免扁面与上位锁定位面接触后引起检测结果不准确；3个插销定位尺寸比上位锁定位孔尺寸小0.5 mm，设计为活动的定位元件[3]，以免引起过定位，使上位锁在加压、减压情况下不能实现上锁、开锁功能。

图7 上平板14三维简图

2 改进后的检测装置工作原理及上位锁装配工艺的有益效果

2.1 检测装置工作原理

上位锁左件在自由状态装入图3所示的检测装置中，将压紧插销10、小插销19、小插销20安装到位，拧紧六角螺栓15，使叉形件11向下运动，压紧插销10随动压紧上位锁锁钩，完全模拟上位锁在飞机运行中的姿态。调整支座2位置，旋转活节螺栓4，将挂钩1挂在上位锁的螺栓轴上，用螺栓7将支座2压紧固定在底座6上；在图3所示上位锁管嘴处接入试验台油管开始加压，模拟飞机运行状态检查开锁、上锁压力，开锁、上锁3次，整个过程上位锁各零件应运动灵活无卡滞。开锁、上锁过程中，手动旋转大螺母5，挂钩1和活节螺栓4同时向大螺母5收缩，此时挂钩1带动上位锁上的螺栓轴旋转，上位锁的螺栓轴上安装着拨环，拨环随动；同时上位锁锁钩也绕滚轮旋转，可随时检测出上锁、开锁过程中拨环和锁钩的间隙。松开压紧螺钉7，支座2带着挂钩1、活节螺栓4、大螺母5沿底座6滑动到左侧并固定，用同样方法检测上位锁右件间隙。

2.2 上位锁装配工艺的有益效果

上位锁间隙检测装置的改进结构应用到起落架装配现场，给起落架的装配工艺带来很大的改进，主要体现在以下三方面：1）经过对产品结构、技术要求进行分析，发现上位锁多处要压装衬套且需补加工。与机加分厂协调，将衬套的压装和补加工安排在机械加工工序，既保证产品质量，又缩短上位锁装配周期。2）上位锁所有强度、气密试验工序都安排在装配外部连接件之前进行（经过对上位锁结构和技术条件进行分析，锁钩、锁键、摇臂等外连件与锁壳工作腔气密性无关），上位锁做完强度、气密试验，再装配各个外连件进行间隙检测，既便于生产效率的提升，又保护了产品的表面质量。3）装配中与检测间隙、保证尺寸有关的工序都需要调整各个相关零件处于上锁、开锁状态，经检查间隙、尺寸合格后固定状态，直至最终加压模拟飞机实际工作时的上锁、开锁状态下，所有的间隙、尺寸合格，不用多次在装配、试验工序间反复。实践证明，工艺改进既保证试验检查的一次性合格率，又避免了重复返工，保证上位锁交付的合格率达100%。

3 结 语

本文通过分析某飞机上位锁结构、工作原理及性能要求，设计制造了全开放式的动态检测装置，确定了合理检测间隙的工艺方法，保证了多个间隙的检测与尺寸合格，在保证产品质量的同时，保证了较高的生产效率；改进后的检测装置打破了上位锁拆除油路进行间隙检测的传统思维，将强度、气密试验等工序安排在装配外连件之前，形成了一套科学的装配检测工艺方法，并为以后研制其它类似产品积累了宝贵经验。该检测装配装置及装配检测方法已获专利证书，专利号为ZL 2016 1 0738317.4，于2018年11月2日授权。