劉君梅 陳世章

（中國民航飛行學(xué)院，四川 德陽 618307）

0 引言

防扭臂為飛機起落架上典型的零件之一，通常為關(guān)鍵件或重要件[1]。防扭臂可提供減震支柱上部和下部部件的機械連接，實現(xiàn)前機輪與機身的定中，保持前機輪與機身對準(zhǔn)[2]。作為套筒式減震支柱起落架特有的組成部分，防扭臂組件具有連接和受力作用，對起落架的性能和飛機的安全有重要的影響。由于起落架的防扭臂暴露在起落架艙外部，工作環(huán)境惡劣，因此防扭臂組件的相對故障較多，維護(hù)工作量較大，而不正確的故障排除方法往往會增加修理的難度和成本，影響飛機的安全。本文以某型飛機起落架防扭臂的典型故障為例，對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入分析，以研究故障機理并提出解決措施。

1 前起落架防扭臂組件介紹

飛機起落架防扭臂結(jié)構(gòu)由上下防扭臂以及3個銷軸構(gòu)成[3]。某型飛機前起落架的減震支柱為油氣套筒式，其上下支柱通過防扭臂組件連在一起。防扭臂組件通過3個滑動軸承將上部支柱的轉(zhuǎn)彎盤和下支柱組件連接起來，如圖1所示。上支柱安裝在一個安裝支架內(nèi)，僅能水平轉(zhuǎn)動。前輪轉(zhuǎn)彎時，上下支柱整體隨轉(zhuǎn)彎機構(gòu)一起轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎功能。另外，飛機在地面行進(jìn)時，下支柱可在上支柱內(nèi)上下移動（伸縮），從而實現(xiàn)減震功能，如圖2所示。

圖1 防扭臂組件示意圖

圖2 某型飛機前起落架組件示意圖

除上述作用外，防扭臂組件還具有以下作用：1）將機輪高速行進(jìn)過程中產(chǎn)生的往復(fù)式擺動傳遞給減擺器，即傳遞力的作用；2）限制下支柱伸出長度，保證支柱密封，即限位的作用。

2 防扭臂組件的常見故障與分析

鑒于上述重要作用，為確保防扭臂組件可靠運行，其通常按照構(gòu)造簡單、便于維護(hù)的特點來設(shè)計。但是該機型屬于通用航空器，由于通用航空的運行環(huán)境相比運輸航空更為惡劣，加上防扭臂位置較為特殊，因此經(jīng)常會出現(xiàn)各種故障。本文結(jié)合實際維修遇到的各種問題，收集整理了某型飛機前起落架防扭臂組件的典型故障，具體如下。

2.1 防扭臂中部安裝螺栓失效

該失效屬于比較嚴(yán)重的故障，一般發(fā)生在飛機著陸滑跑過程中。一旦防扭臂中部安裝螺栓失效，飛機就會突然出現(xiàn)前輪劇烈擺振，進(jìn)而導(dǎo)致前輪操縱失去控制，此時如果飛機滑行速度過快，就會造成機毀人亡的嚴(yán)重后果。

該部位的安裝螺栓采用開口銷的保險方式，一般分為橫向保險和縱向保險兩種，如圖3所示。其中由于縱向保險方式簡單、操作方便，應(yīng)用較為廣泛。采用縱向保險的方式，雖然操作方便、簡單，但在例行的維護(hù)工作中，很容易擦刮此部位的開口銷，造成開口銷變形甚至斷裂。

圖3 開口銷保險方式

開口銷被擦刮后，其壓到螺母端部的一端可能向上拉起，脫離螺母端部，這就進(jìn)一步加大了開口銷在例行維護(hù)工作中被擦刮的概率，且更容易發(fā)生斷裂。另外，如果選用的開口銷直徑較小的話，當(dāng)其一端被拉起或折斷后，開口銷容易在銷孔內(nèi)轉(zhuǎn)動，可能會造成另一端擦刮變形，直至開口銷脫落。最后，在著陸過程中，隨著減震支柱的壓縮和伸長，中部安裝螺栓一直存在相對轉(zhuǎn)動，加上受到振動載荷等交變載荷的作用，也可能導(dǎo)致開口銷磨損斷裂而脫落。開口銷脫落之后，在振動載荷的作用下，鎖緊螺帽很快就會發(fā)生脫落，從而導(dǎo)致事故發(fā)生。

2.2 防扭臂轉(zhuǎn)動困難或卡滯

這種故障常發(fā)生在防扭臂上下連接的滑動軸承區(qū)域，它會影響起落架伸縮性能，使摩擦面發(fā)生變化，加速零件磨損，導(dǎo)致起落架間隙變大。故障主要表現(xiàn)為軸瓦內(nèi)轉(zhuǎn)軸無法轉(zhuǎn)動，造成卡滯。具體的原因有以下幾方面：

1）潤滑油路堵塞。防扭臂滑動軸承的軸瓦和轉(zhuǎn)軸之間、軸瓦與安裝座、螺栓與轉(zhuǎn)軸內(nèi)壁之間的這一間隙即潤滑脂進(jìn)出的油路。在飛機運行過程中，一旦油脂發(fā)生硬化（變質(zhì)）或灰塵雜質(zhì)進(jìn)入摩擦面，就會出現(xiàn)潤滑油路堵塞，導(dǎo)致干摩擦狀況的發(fā)生。

2）飛機長期停放，潤滑不良。飛機如果長期停放，沒有按時進(jìn)行潤滑，再加上潮濕的停放環(huán)境，則防扭臂組件很容易出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。而蓬松的腐蝕產(chǎn)物不僅會使滑動軸承零件表面變得粗糙，造成零件卡滯，也會使零件無法取出進(jìn)行更換，增加了修理的難度。

2.3 防扭臂間隙變大

防扭臂間隙變大主要原因有以下方面：

1）潤滑油脂局部失效。表面平整的滑動軸承零件接觸表面在潤滑脂滑膜的作用下摩擦系數(shù)較小，但是如果滑動軸承有缺陷，就會使得其不平整的區(qū)域受力較大，進(jìn)而造成油膜破壞，加速油脂損耗。如果未及時補充油脂，其表面摩擦系數(shù)會急劇增加，導(dǎo)致轉(zhuǎn)動零件之間的間隙增大。

2）拆裝方式不正確。在取出或安裝轉(zhuǎn)軸時，如果使用不正確的工具或方法，則可能造成轉(zhuǎn)軸端部變形，破壞原有的配合間隙，導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸無法轉(zhuǎn)動。另外，為消除防扭臂端面與轉(zhuǎn)彎盤之間的間隙，加入不合適的填隙片，轉(zhuǎn)軸端面與安裝座安裝壓力過大，同樣也會導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸無法轉(zhuǎn)動。

3）預(yù)緊力不正確。正常情況下，防扭臂只能圍繞滑動軸承轉(zhuǎn)動而不能沿滑動軸承的軸向運動。但較小的螺栓安裝力矩會造成防扭臂工作時產(chǎn)生細(xì)微的軸向位移，導(dǎo)致防扭臂與安裝座的接觸區(qū)域產(chǎn)生周期性沖擊力，并容易使防扭臂產(chǎn)生磨損和裂紋，造成安全隱患。如安裝力矩較大，則會造成防扭臂安裝座的接觸區(qū)域產(chǎn)生較大磨損，隨著飛機起落次數(shù)的增加，磨損會造成配合間隙增大，使得前起落架的擺動幅度增大，最終會導(dǎo)致起落架的綜合間隙急劇增大，也會造成安全隱患。

2.4 零件表面損傷

該型飛機為通用航空器，這就使得其防扭臂零件更容易遭受外來物擊傷，如跑道砂石、空氣揚沙等。如果不能對表面損傷的防扭臂零件及時進(jìn)行處理，則會引發(fā)應(yīng)力集中或進(jìn)一步的腐蝕等，影響飛行安全。

3 防扭臂組件的維護(hù)建議

為減少以上防扭臂典型故障的發(fā)生概率，保證起落架的正常工作，本文在深入分析上述典型故障的基礎(chǔ)上，結(jié)合大量實際維修經(jīng)驗，總結(jié)出了一套成熟可行的維護(hù)方法，具體如下。

3.1 保險方式的改進(jìn)

1）選擇使用外徑較大的開口銷（圖4），以避免開口銷發(fā)生轉(zhuǎn)動的情況。

圖4 兩種開口銷的比較

2）所有防扭臂安裝螺栓一律采用橫向保險的開口銷。

3.2 確保潤滑質(zhì)量

1）雖然飛機維護(hù)手冊規(guī)定了潤滑周期，但是為了保證零件摩擦面潤滑狀況良好，使用單位可以根據(jù)運行環(huán)境和起落頻率，適當(dāng)縮短潤滑周期。

2）保持潤滑油路的暢通。在內(nèi)場維修時要保證零件摩擦面潔凈光滑及注油孔無堵塞。另外，在初次注油脂時要確保潤滑充分，即直至摩擦面溢出油脂時才停止注油脂。通過加大注油脂量的方式，一方面可以檢驗潤滑油路是否暢通（如果有堵塞的話，會出現(xiàn)油脂無法注入的情況），另一方面可以通過排出的多余油脂，將異物或雜質(zhì)帶出，以避免損傷摩擦面。

3）針對飛機的運行環(huán)境來選擇合適的潤滑油脂。如果飛機運行環(huán)境溫度較高，建議使用粘度較大的潤滑油脂，以免油脂融化，造成潤滑性能下降。在更換不同性能的潤滑油脂之前，要通過前述加大注油脂量的方式，徹底排出油路中的舊油脂，避免混用不同規(guī)格的潤滑油脂。

3.3 規(guī)范安裝和間隙調(diào)整方式

要嚴(yán)格按照飛機維護(hù)手冊規(guī)定的安裝方法來安裝零件并施加合適的力矩值，避免因力矩過大造成零件變形堵塞油路。要確保防扭臂組件的間隙在合格范圍內(nèi)，以避免不正確的間隙造成零件的損壞和對起落架的影響。如果間隙調(diào)整量較大，可以通過增加填隙片的方式進(jìn)行調(diào)整；如果間隙調(diào)整量較小，則可以通過電鍍等增材制造的方式進(jìn)行調(diào)整。

3.4 對表面損傷的零件使用旋片噴丸

旋片噴丸是一種提高零件疲勞強度的修復(fù)方法，往往用于表面為平面或接近平面的零件的損傷修復(fù)。但是由于該型飛機防扭臂零件表面構(gòu)造復(fù)雜，傳統(tǒng)的旋片噴丸方式無法得到預(yù)期的修復(fù)效果。

本文通過對現(xiàn)有的旋片結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，提出了一種優(yōu)化方法，即沿著垂直于轉(zhuǎn)軸的方向，分別從兩個尼龍旋片的外側(cè)向內(nèi)以丸料為間隔剪裁，最終剪裁成數(shù)根條狀，如圖5所示。

圖5 旋片剪裁示意圖

當(dāng)旋片剪裁成數(shù)根條狀時，在轉(zhuǎn)軸的高速驅(qū)動下，條狀的旋片就會貼合零件的外形分散開，均勻地拍打在防扭臂零件的表面上，在單位時間內(nèi)，實現(xiàn)噴丸覆蓋率的最大化，這樣就可以在最短作業(yè)時間內(nèi)獲得規(guī)定的噴丸覆蓋率[4]。

4 結(jié)束語

本文通過對某型飛機前起落架防扭臂組件的結(jié)構(gòu)及使用方式進(jìn)行深入研究分析，摸索出了故障機理。結(jié)合一線實際維修經(jīng)驗，提出了一套切實可行的維護(hù)方法，經(jīng)過實際驗證，該套維護(hù)方法可以有效保證防扭臂運行安全可靠。