尾减速器常见故障分析

尾减速器常见故障分析

摘要：直九型尾减速器位于直升机尾端的涵道内，其主要功能是利用尾传动轴传递过来的动力，通过一对轴交角90度的螺旋锥齿轮经减速后驱动尾桨，并通过操纵轴和操纵杆调节尾桨桨矩，来平衡主旋翼的扭矩，以保证直升机的正常飞行。在实际应用中，本文针对尾减速器经常发生的故障写的一些心得体会，仅供同行参考。

关键词：尾减速器；故障；漏油；光谱分析

一、尾减速器概述

直九直升机上安装的尾减速器具有结构紧凑、重量轻、可靠性高、使用维护方便、工艺精度高等特点。其主要功能是利用尾传动轴传递过来的动力，通过一对轴交角90度的螺旋锥齿轮经减速后驱动尾桨，并通过操纵轴和操纵杆调节尾桨桨矩来平衡主旋翼的扭矩，以保证直升机的正常飞行。

1、尾减速器的结构

尾减速器的具体结构（如图所示），主要由尾减主机匣（9）、输入机匣（2）、主动螺旋锥齿轮（4）、从动螺旋锥齿轮轴（10）、操纵轴（14）及5个不同型号的轴承（5）（11）（12）（16）等组成。这里的从动螺旋锥齿轮轴是将一个从动螺旋锥齿轮轴上的一段还通过精密加工，作为轴承的内环，以降低尾减速器的重量和结构的复杂性。

2、尾减速器传动的连接方式

尾减速器通过连接轴上的内花键与尾轴后段的外花键滑配合连接，为了消除尾传动轴与尾减速器输入端不同轴度对传动的影响，在次连接中采用了膜片连轴节（18）。输出端的从动锥齿轮轴也通过花键与尾桨盘相连，并且通过专用的螺栓（15）和螺母将尾桨盘固定在从动齿轮轴上。操纵轴和操纵杆之间是通过一个双排球轴承（11）连接的，以便保证两者间轴向运动的传递。此外，操纵轴是通过一个锥形操纵盘（13）与尾桨盘上的桨矩调节机构相连的。

3、尾减速器转动零件的支撑方式

在输入机匣中，主动锥齿轮靠两个同型号上网锥滚子（16）轴承来支撑。

而从动锥齿轮轴则靠带安装边的一个圆柱滚子轴承（5）和一个双排球轴承（12）来支撑，其中双排球轴承承受径向和轴向载荷并且保证从动锥齿轮轴的定位，而圆柱滚子轴承只承受径向载荷。

4、尾减速器的润滑方式

直九型尾减速器采用飞溅式润滑，通过锥齿轮搅动油池中的滑油来实现的，随着齿轮的旋转，在离心力的作用下将滑油甩出，流到需要润滑的部位或集油槽，再通过机匣壳体内的油路孔来实现进油和排油以确保工作时的能够正常润滑。

6、尾减速器的冷却方式

工作时，尾减速器的齿轮、轴承等零件产生的热量由滑油来冷却，而滑油的热量则是靠尾桨产生的气流吹拂机匣外壁来冷却，这样便可使尾减速器最终达到满足使用要求的热平衡状态。

7、尾减速器的封严方式

在尾减速器中，静密封部位采用密封圈密封，在动密封部位，由于操纵轴和操纵杆的轴向运动比较缓慢，并且滑油较少，所以采用了密封圈封严；而在输入端和输出端由于转速较高、滑油较多，因此采用带回油线的封严皮碗，来提高封严的可靠性。

二、常见故障分析

下面是对直九型尾减速器在使用过程中曾经出现的一些典型故障所进行的分析说明。

1、尾减速器输入端和输出端的封严皮碗漏油

尾减速器输入端和输出端的封严皮碗漏油是一种比较常见的故障，其原因主要是由于封严皮碗长时间的工作以及自身橡胶材料老化所造成的唇口磨损。出现漏油故障后，应及时更换封严皮碗，并且新更换的封严皮碗在安装前应在唇口部分涂一层滑油以便防止尾减速器在刚开始工作时因缺少滑油润滑而引起皮碗唇口的磨损从而造成短时间内再次出现封严皮碗漏油的故障。此外，当尾减速器输出端的封严皮碗出现漏油故障时，应检查一下有故障的封严皮碗的纯口部分是否被严重磨损或撕裂，如果存在上述情况，就应检查输出端固定双排球轴承的三个螺栓拧紧力矩是否合格。

2、输出端齿轮轴花键揉伤

输出端齿轮轴花键揉伤的主要原因是在输出端用来固定尾桨桨盘的专用螺母和专用螺栓松动，导致尾桨盘在工作时摇摆晃动，不断冲击齿轮轴上的花键，

造成花键揉伤。预防此类事故的主要措施是在安装尾桨盘时，将专用螺栓的拧紧力矩拧到合格范围之内，并且专用螺栓上的保险丝的旋转方向不能拧反，以防工作时保险丝松动。

3、滑油光谱分析铁含量超标

尾减速器的滑油光谱分析铁含量超标大都发生在尾减速器工作的初期，主要是由于尾减速器内残存的金属沫或金属件上的毛刺在工作初期污染了滑油。另外，有些调整垫的磨损也会导致滑油光谱分析含铁量超标。遇到此类情况，首先应用滑油将尾减速器冲洗干净，彻底清除残存滑油。若继续存在滑油光谱分析含铁量超标的问题，则应作进一步的检查，比如拧紧力矩过小，会造成输入机匣内的一个钢质调整垫与锥滚子轴承内环之间相互摩擦产生金属屑，从而造成滑油光谱铁含量超标。如果上述力矩合格，并且对尾减速器多次进行冲洗和更换滑油后仍存在铁含量超标的故障，则应返厂检查。

附：尾减速器滑油监控检查间隔

尾减速器上装有磁性堵塞，通过定期检查可以监控大部分的工作情况，检查间隔为25小时。

尾减速器工作的可靠性，除通过仪表板的仪表指示值（温度和压力）、油滤和磁性堵塞的监控检查来保证外，还可以通过滑油取样分析来保证。滑油取样分析也称为滑油光谱分析（S.O.A.P），是在直升机减速器中应用较多、性之有效的确定早期故障的方法。

参考文献：

[1] 直九传动系统培训手册,东安发动机有限责任公司.

[2] 直九培训手册，哈尔滨飞机制造有限责任公司.

[3] 直九机维护手册，哈尔滨飞机制造有限责任公司.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。