某型直升机整流罩合页磨损故障分析及工艺改进方法研究

董宝君 陈海牛 陈卓

摘要：某型直升机在修理过程中，发现尾梁、尾斜梁、尾梁整流罩及尾斜梁整流罩上的合页出现不同程度的磨损，特别是尾斜梁上的合页磨损尤为严重。为此，对合叶磨损原因进行分析，并研究落实了工艺改进方法。

关键词：直升机；合页；改进

Keywords：helicopter；hinge；improvement

1 问题的提出

某型直升机整流罩通过左右两侧合页和通条固定在尾梁、尾斜梁上，通条的一端通过通条自带的口形卡固定在整流罩的通条扣上，并通过不锈钢丝与通条扣上的孔进行连接保险，配对的合页通过铆钉分别铆接在尾梁、尾斜梁及整流罩上。为防止使用中通条脱落，同时便于通条的安装、拆卸，左侧尾斜梁整流罩的中间部分合页及与之配对的尾斜梁合页中部位置被铣去，分段安装了两根通条及两件通条扣，一根通条向上穿，另一根通条向下穿。右侧则在整流罩下部位置安装了一件通条扣，通条从下向上穿。

该型直升机在修理过程中发现合页部分磨损严重，因此对磨损原因进行分析，以研究工艺改进方法。

2 问题定位

对该型直升机整流罩合页进行了检查，按照检查、梳理情况列出故障树，如图1所示。

2.1 磨损原因分析

该型直升机整流罩合页使用中的主要故障形式为合页、通条磨损以及通条脱落，主要原因如下。

1）直升机振动及尾桨叶交变载荷作用

直升机在飞行及地面开车状态下存在较大的振动，斜梁在尾桨叶交变载荷的作用下产生左右弯曲变形。由于通条与合页间存在间隙，使通条与合页间出现相对运动，出现磨损，随着间隙的增大，磨损逐渐加剧。

2）制造时通条与合页间间隙过大

由于通条采用直径为3mm的弹簧钢丝制造，刚度较小，同时左侧通条长度较长（超过1.2m），合页铆接后还存在变形，导致通条安装过程中摩擦力较大，安装较为困难。为保证通条便于安装、拆卸，不得已将孔扩大，造成间隙过大，使磨损加剧。

3）尾斜梁右侧通条安装方式存在问题

尾斜梁右侧只安装了1根通条，通条采取由下向上穿的方式进行安装，并卡在下部的通条扣上，通条扣为铝合金材料，容易磨损。使用中随着通条与合页间隙的增大，造成整流罩抖动加剧，容易造成通条的保险及通条扣失效，一旦保险和通条扣失效，通条会很容易地从合页中向下滑落，从而造成斜梁整流罩打开。

2.2 技术分析结论

综上分析认为，合页与通条硬度相差大，安装时两者之间存在间隙，直升机飞行和开车时，在直升机振动及尾桨叶交变载荷的影响下，通条与合页间出现相对运动，继而出现磨损，随着间隙的增大，磨损逐渐加剧，最终导致合页磨穿，通条脱落。

3 工艺改进研究及措施制定

为防止该型直升机使用中整流罩因合页磨损、通条脱落造成整流罩自动打开、损伤整流罩及桨叶，同时为了提高维护操作性能，决定采取下列措施。

1）缩短合页、通条长度

该型直升机尾斜梁整流罩右侧用一根通条与尾斜梁的合页连接在一起，长度较长，摩擦阻力较大，使通条拆卸及安装较为困难。通过缩短单根通条的长度，减小通条安装、拆卸过程中的摩擦阻力，便于使用维护中通条的安装、拆卸，同时还可保证通条与合页间合理的间隙，避免人为扩大孔径。

合页长度较长、厚度较薄，使合页整体刚度较低，在安装铆接过程中，由于安装力大小不同，可能导致合页各部位出现不同心的情况，而且合页长度较长，增大了通条一次性通过合页各扣的难度。

故针对尾斜梁左侧合页过长的情况，参照其他型号直升机尾斜梁整流罩合页安装方法，将整根合页分为两段或多段，将分段后的整流罩上铆接的各段合页与对应尾梁、尾斜梁各段合页通过各自的通条进行连接。

安装时采用分段铆接方式进行铆接安装。一段合页预装合格铆接后，再进行下一段合页的试装工作，解决了因合页长度过长，各段合页孔不同心，通条难以通过合页的问题。且由于是分段安装，也能减少合页磨损的程度。

2）控制合页铆接过程中尾梁、尾斜梁整流罩变形

在正常修理过程中，曾发生由于整流罩变形导致尾梁、尾斜梁外形不匹配的情况。

尾梁、尾斜梁整流罩外形类似“U”型结构，铆接整流罩合页时，如造成整流罩变形，将导致整流罩左右两侧铆接合页部位之间的距离改变，从而与尾梁、尾斜梁平台合页间距离不匹配，造成通条难以通过合页。

针对整流罩铆接过程变形问题，制作铆接定位工装。通过调整工装，能保证尾梁、尾斜梁整流罩各段合页铆接部位在铆接过程中距离固定（即与尾梁、尾斜梁平台合页孔间距离相同），从而保证铆接过程中的同轴度，减少因同轴度造成的合页磨损。

3）制作通条的安装、拆卸工装

日常维护中需要打开整流罩，拆装通条对整流罩内部结构进行检查。

维护人员拆装通条时，通常并不是沿着合页方向的力取出通条，可能存在向下的附加力，而该附加力的存在使得通条与合页孔间摩擦力增大，导致通条不易穿入、取出，加剧了合页孔的磨损。

安装通条时，维护人员只能采用手推的方式穿入通条，通条较长，在穿入过程中无法保证力沿着合页的方向，如遇通条穿入不顺畅，可能导致通条弯曲变形，而通条弯曲变形后与合页孔的摩擦将加剧，使通条难以通过合页。

同时，新更换的合页与通条可能存在过渡配合情况，可能导致新更换的合页本身在满足同轴度的情况下通条穿入时仍存在紧涩现象。

为了解决该问题，制作通条安装、拆卸专用工装。该工装在配合安装通条时，采用将通条“拉入”合页的形式，更容易保证力沿着合页方向传递，又能降低穿合页过程中因弯曲变形而造成通条难以穿过的问题。使用该工装，能将维护人员的力水平作用于通条，从而减小甚至消除因水平方向附加力产生的摩擦力，进而减小通条通过合页的难度，降低合页磨损概率。同时，摩擦力的减小也能降低通条穿过合页的难度。

4）采取防止通条脱落措施

为防止直升机使用中尾斜梁整流罩右侧通条脱落，将右侧中段合页中间部分去除，安装通条扣和通条（各二件）。一根通条向下穿，另一根通条向上穿，并在通条扣上采用保险别针进行保险（见图2），同时给左侧的两根通条扣也装上保险别针。

5）更改通条扣材料

为提高通条扣的耐磨性，将原来使用的2A12铝合金材料更改为耐磨性更好的1Cr17Ni3A不銹钢。

4 结论

针对某型直升机整流罩合页磨损故障，通过分析，查明故障原因为合页与通条硬度相差大，安装时两者之间存在间隙，在直升机振动及尾桨叶交变载荷的影响下，通条与合页间相对运动出现磨损，随着间隙的增大磨损逐渐加剧，最终导致合页磨穿、通条脱落。对此制定了针对性的工艺改进措施，经试验和用户使用验证，改进措施合理有效，能够降低合页的磨损程度，进一步保证了直升机的飞行安全与可靠。