飞机装配工艺液压系统的无缝压接技术应用

飞机装配工艺液压系统的无缝压接技术应用作者：岳英俊
来源：《科技创新导报》2011年第19期
摘要:本文着重从飞机生产中应用的液压管路连接方式入手,通过介绍永久性连接的方式方法以及检验标准进而阐述采用无缝压接的先进性和必要性。

关键词:永久性压接液压渗漏检验量规划线样板动力单元弯曲半径Permaswage
中图分类号:TD1 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)07(a)-0085-02
1 永久性压接的定义
什么是永久式压接?
“Permaswage” 永久式压接就是使用特殊工具使金属接头(钢或铝)与管子一起被挤压而产生塑性变形,从而完成金属同金属连接的连接方式。

它们带有内置橡胶密封环(硅),它能填平管子的缺陷,保证良好的密封。

2 永久性压接产生的背景
由于飞机设计需要强有力的减少潜在的液压油泄漏,增加管路的可靠性和减少管子连接头的重量,因此研究什么是飞机最有效的液压管路连接方法是十分必要的,研究结果表明,有一种选择是使用永久性连接头,像DEUTSCH成品部的permaswage法。

Permaswage连接系统是通过连接件的永久变形来连接两个金属管的方法。

变形是通过(压缩空气方式或手动方式的)挤压工具获得,密封是由金属与金属(接触)间涂二氧化硅的橡胶环保证的,它能补偿由于管子表面的缺陷而造成的液压渗漏。

使用永久性连接头的先进性是能减轻重量,消除几百处泄漏,高可靠性、安装有弹性和减少铺设管路使用的空间,简化安装程序,方便检验和质量控制及给在燃油箱内铺设管子提供可能性,因为永久性接头能吸收结构公差(装配误差积累)并且可以使用永久性接头来进行连续的弯曲。

除此之外,还能补偿飞机结构变化对管路可能产生的影响。

3 国内外液压管路连接现状
目前国内飞机装配中普遍采用的液压管路连接方式是单管成型,接头采用喇叭形扩口外加葫芦头式的连接方式,此种工艺的优点是加工及安装的工序简单,成本相对较低,管路一般有专门的车间或单位制造,而设备也只需要弯扩管机等固定设备。

它的缺点是安装不方便(因在安装之前管路就已经成型),有时因为接头过大而不得不增大工艺孔的直径,但随之而来的是一系列的强度问题,而它的最大缺点是可靠性不够,随着系统的运行小时的增加及飞机飞行过程中振动的加大,90%的接头都会或多或少的出现渗油或漏油的现象,因此带来维护费用的增加和使用寿命的缩短。

国外的较先进的大中型飞机制造企业早已摒弃了单管制造的作业方式,引进并应用了永久性连接的液压管路安装方式,因为就飞机制造的性质来说,可靠性的提高是重中之重,而永久性连接正好符合了这个特点,管路接头的渗漏问题得到很好的解决,增加了环路的可靠性。

同时大大的减轻了管子和接头的重量,使安装富有弹性,减少了铺设导管的空间,并使安装标准化且通用性、互换性强,便于维护及批量生产。

当然目前国外有些特殊用途的飞机也有应用旋压塑性成型的连接方式,从而使安装进一步简化,但由于制造成本相对较高而且和永久性的连接方式采用的是相同的金属挤压成型原理,因此应用范围不如永久性连接大,在此不作探讨。

4 永久性连接方式的系统组成
(1)装配、管子检验和Permaswage连接的成套工具设备组成。

这一套为装配、管子检验和Permawage连接使用的工具设备包括下列项目。

液压能源(压力泵);切管机;毛刺去除工具;管子的划线样板;液压挤压工具;检验量规;管子做标记的笔(多孔销)图1,图2,图3。

(2)工作液压油。

①工作液压油LD-4低粘度,低密度,较轻。

②可燃性:自然温度-470℃蒸气点火燃烧温度180℃消除火源,燃烧即刻停止。

③存放:油桶必须置于干燥清洁的架子上,不适当的贮存,如潮湿的环境,会引起系统的腐蚀。

④清洁性:滴淌在飞机任何地方的SKYDROL油都必须立刻用异丙醇和清洁的抹布全部擦拭干净(不得再次使用)。

注意:不准将抹布或剩有油的空桶扔入任何垃圾箱内,只能投入接收该产品的妥当的黄铜容器内。

5 工艺方法及检验标准
(1)工艺方法:系统采用的是通过持续不间断的增加压力单元的压力(直至6500-10000PSI),致使压接单元的上下瓣膜趋于压接体形状的闭合,从而使接头与管路形成挤压而产生塑性变形直至塑性连接。

首先在压接前必须选取相应管路直径的标尺及量规,在管路的360°外径上每120°做出压接的标记线(这是基于管路无缺陷连接的设计要求,也即要达到多大范围内的金属产生塑性变形的要求),然后根据两个要连接的管路的长度确定所要切割掉的管路长度做出标记并利用切管器将多于的材料去除,之后用倒角器去除尖角打毛刺(通常是45°打磨)并利用导管清理工具去除倒角及打磨所产生的金属碎屑(导管口方向要尽量向下),最后,将所要压接的接头安装在所
要连接的管路上,并将压接单元的上下瓣膜先后放置于导管上并合闭,给系统加压直至
10000PSI(通常6500PSI以上的压力就能满足压接要求),然后释放压力,调整压接单元至90°方向(即第一次压接的垂直方向)再实施一次压接以保证材料变形的均匀性,之后卸压并拆除压接单元,用相应导管直径的量规实施检测,图4。

(2)检验标准。

接头压接质量的检验标准采用了量规测量法,从而避免了人为及外界干扰所产生的系统偏差。

对于设定直径的管路选取相应的量规进行测量,例如对于外径是6.35mm(1/4英寸)的管路就要选取型号为D12-9892-4的量规,如果压接部分能够通过量规则视为合格,否则就需要重新压接量规测试合格后还要检测所做的三个方向的标记线是否露出,对于没有露出标记线的压接则视为无效压接,对于露出标记线的压接分两种情况,在标记线两侧1/3长度范围内的压接都是有效
压接,而对于露出标记线长度不足1/3的压接要通过系统安装完毕后加压测试后才能确定,所以
压接时要尽量保证标记线露出部分的长度大于1/3,图5。

附:管路直径所对应的量规规格及型号,表1。

6 采用永久性安装的必要性和意义
就现代飞机制造而言,减轻重量和增强可靠性都是非常重要的,永久性连接方式可以使安装更加标准化,大大的提高了劳动生产率,同时增加了飞机的使用寿命并降低了劳动成本,同时所应用的工装工具都是标准化生产,互换性极强。

因此,淘汰相对落后的工艺方法并实施新的工艺是十分必要的,就目前国际上的应用程度,永久性连接方式已被广泛的应用,不仅在航空制造企业,在各大航空公司也有着广泛的应用。

通过实施永久性的连接方式,使我们的工艺方法与国际接轨并保持延续性,合并吸收其它制造企业的先进经验并消化吸收,从而创造出我们特色的新工艺、新方法是我们航空制造企业的必经之路。

技术规范和有关文件如下。

NE 03-009:Tubes Standard Bend Raii and Minimum Distance Between Bends (管子,标准弯曲轨迹和弯曲点间的最小距离)
NE 04-012:Fluid Lines Design Requirements, Installation and Tightening Torques of Fittings (液体管路,设计要求,接头的安装和拧紧力矩)
NE 04-020:Fluid Lines Function, Danger,Pressure and Direction Identification(液体管路功能,危险,压力和方向标识)
NE 40-118: Fluid Line Components – Cleaning and Discontamination (液体管路部件-清洗和去污)
NE 06-014: Permaswage Tube Connecting System Swaging and Inspection (管子连接系统挤压和检验)。