飞机起落架收放作动筒的常见故障及其排除

飞机起落架收放作动筒的常见故障及其排除

【摘要】

起落架是飞机的重要部件，在起落架的结构中作动筒起到至关重要的作用。在现代飞机起落架系统的各个工作部件中，收放机构在使用中发生失效的概率较高，为此，本文通过某飞机起落架收放作动筒的实际故障分析，来对收放作动筒的常见故障及其排除进行分析说明。

关键词：飞机起落架收放作动筒故障收放作动筒故障排除

目录

1作动筒的功用及特点 (2)

1.1作动筒的功用 (2)

1.2作动筒的特点 (2)

2收放作动筒的几个典型故障分析 (3)

2.1收放作动筒耳环螺栓断裂故障分析 (3)

2.1.1 断口理化分析及故障件检查 (3)

2.1.2 耳环螺栓强度校核 (4)

2.1.3 特殊情况受力分析 (5)

2.1.4 结论 (6)

2.2飞机起落架收放作动筒断裂分析 (6)

2.2.1试验过程与分析 (6)

2.2.2分析 (9)

2.2.3结论 (9)

2.3飞机起落架作动筒密封圈失效分析 (10)

2.3.1试验过程与结果 (10)

2.3.2分析与讨论 (11)

2.3.3结论 (13)

3 作动筒的修理（以带锁作动筒为例） (14)

3.1作动筒常遇故障及原因分析 (14)

3.2作动筒的分解 (14)

3.3作动筒检查和修理 (15)

3.4作动筒装配 (16)

3.5作动筒试验 (16)

4作动筒其它常见故障排除方法 (19)

结束语 (21)

谢辞 (22)

文献 (23)

1作动筒的功用及特点

1.1 作动筒的功用

作动筒是将输入的液压能转变为机械能的能量转换装置，是液压系统的执行元件，对外作功和转换能量。在起落架收放中，它通过液压油的液压能转化为机械能使起落架灵活收放。图1为某飞机的作动筒示意图。

图1 某飞机作动筒连接示意图

1.2 作动筒的特点

（1）作动筒可以很方便地获得直线往复运动，或具有某种规律地往复摆动。

（2）可以很方便地获得很大的推力，克服外部负载。

（3）结构简单，工作可靠。与其他元件配合可以方便地获得各种速度。

（4）由于橡胶密封元件的出现，改善了作动筒的加工工艺，使其易制造，提高了劳动生产效率。

2收放作动筒的几个典型故障分析

收放作动筒的主要故障有收放作动筒耳环螺栓断裂﹑收放作动筒的断裂﹑收放作动筒密封圈失效﹑爬行﹑冲击﹑外泄漏等。现在就某飞机收放作动筒耳环螺栓的断裂﹑收放作动筒的断裂及收放作动筒密封圈失效来进行分析。

2.1收放作动筒耳环螺栓断裂故障分析

2.1.1 断口理化分析及故障件检查

（1）断口理化分析

如果收放作动筒耳环螺栓发生断裂，一般情况下需要对耳环螺栓故障件进行硬度检查、化学成分分析、金相组织检查。以此来证明断口不是由于材料本身的问题所造成。某飞机收放作动筒的耳环螺栓发生断裂后，从分析结果来看，就说明该耳环螺栓故障件不是由材料及零件设计原因造成。

其次，对其宏观和微观断口进行综合分析。某飞机收放作动筒的耳环螺栓断口起始于耳环第七个螺纹处，起始处明显存在疲劳条带，且疲劳裂纹起始于螺纹根部和止动槽的相交点，长度为螺纹的四分之一圆周，既裂纹长度为9.7

πmm，深度为0.2mm。检查其宏观变形特征，发现耳环螺栓⨯

10=

/

4

103

.

存在明显的塑性变形，说明耳环螺栓是在很大的弯曲载荷作用下，由于弯曲应力超过材料的强度而发生断裂。

（2）收放作动筒故障的试验验证分析

对发生耳环螺栓断裂的收放作动筒进行了必要的检查和力学试验，结果如下：

①收放作动筒外观无碰伤，活塞杆前端螺母未冲点保险（出厂状态均冲点保险，未冲点保险属使用方拆动）；

②按技术要求用1942N压力检查上锁的牢固性，均能满足要求，分解前端螺母，将套筒从外筒内移出，作动筒在全伸展状态下，上锁情况良好；

③将作动筒进行分解，分解过程中无卡滞现象，所有的零件外观均无擦伤，外筒内腔完好；

④对作动筒重新装配复原，换上外场普查裂纹较严重的耳环螺栓，作动筒全伸展上锁后，在压力机上方施加轴向载荷，当加载到5.4吨载荷时，耳

环螺栓断裂，断口形状与故障件类似，耳环螺栓有永久塑性变形。

该试验验证分析说明了前边的分析是正确的。

2.1.2 耳环螺栓强度校核

（1）静强度分析

如图2为某型飞机起落架的耳环螺栓，其液压系统压力为21a MP ，收上

状态作动筒的活塞面积为790mm ²放下状态作动筒的活塞面积为1017.88mm ²，故收放作动筒在液压压力作用下能发出的使用载荷为：

图2 耳环螺栓结构图

收上状态 21790.916609shou P N =⨯=

放下状态 211017.8821375fang P N =⨯=

静强度校核安全系数f 取1.5

a)螺栓本体强度校核

拉应力 a shou

MP P 6.294188

.55.12=⨯=πσ 压应力 a fang MP P 2.379188.55.12=⨯=

πσ b)螺纹强度校核

螺纹剪切 a MP 250375.105.4875.021375

5.1=⨯⨯⨯⨯=πτ

弯曲 a wq MP 5575.13375.10375.25.155.2=⨯⨯⨯⨯⨯=

πσ 挤压 a jy MP 3065.13375.10213755.14.1=⨯⨯⨯⨯⨯=πσ

c)耳孔强度校核

挤压 a jy MP 44598213755.1=⨯⨯=

σ

边距剪切 a jq MP 198103.6216609213755.1=⨯⨯⨯=σ 耳环螺栓的材料为30CrMnSiA ,a b MP 1175=σ,从上边的计算可以看出，

各个应力的计算结果不大，其合成应力远小于极限强度，故强度可满足要求。

2.1.3 特殊情况受力分析

计算表明：在正常使用情况下，耳环螺栓是不会发生断裂的。通过分析，下面特殊情况下有可能引起耳环螺栓断裂。

叉形螺栓转动产生摩擦力，从而对耳环螺栓产生附加弯矩。叉形螺栓转动为滑动摩擦。钢与钢的滑动摩擦系数：正常润滑为0.04，轻微润滑为0.09，干燥表面为0.18至0.5。

收放作动筒载荷取放下状态使用载荷P=21375N,叉形螺栓转动光杆部分直径为20m m 。

'cos1021375cos1021050p P N ︒︒===

'''2

47.5503P p ⨯=⨯⨯

''29996P N =

叉形螺栓转动摩擦引起的力矩为

''

20M p μ=⨯⨯ 传至耳环螺栓分解成弯矩和扭矩：

cos10W M M ︒=

sin 10m M M ︒=

可以计算出耳环螺栓螺纹处截面系数为4

375mm J = 3/5.18872.3w W J m m ==

3144n W m m = 225.18823 1.6974.4F mm π=⨯-⨯⨯=