飛機(jī)機(jī)輪軸承通用一體化維護(hù)裝置設(shè)計(jì)

李傳良

（空軍工程大學(xué)航空機(jī)務(wù)士官學(xué)校，河南 信陽(yáng) 464000）

飛機(jī)機(jī)輪軸承一般為滾棒軸承，是支撐機(jī)輪高速旋轉(zhuǎn)的核心部件。為確保軸承轉(zhuǎn)動(dòng)良好，需定期或根據(jù)需要對(duì)其進(jìn)行清洗，并加注潤(rùn)滑脂。目前，對(duì)機(jī)輪軸承的維護(hù)普遍采用人工刷洗、晾（吹）干、人工加注潤(rùn)滑脂的作業(yè)方式，存在以下問(wèn)題：（1）清洗過(guò)程中毛刷容易掉毛，且不易清洗徹底；（2）潤(rùn)滑脂由人工加注，會(huì)造成涂抹不均勻；（3）作業(yè)過(guò)程中，維護(hù)人員不能帶手套，洗滌汽油和寒冷天氣會(huì)造成手部損傷；（4）作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)（大約15 min），工作效率低下?；诖?，本文研究設(shè)計(jì)了一種集清洗、干燥、潤(rùn)滑脂加注為一體的通用裝置，滿足了不同型號(hào)的機(jī)輪軸承維護(hù)需求，顯著提高了工作效率。

1 主要工作方式

1.1 清洗方式

決定清洗效果的核心指標(biāo)是殘留物，表1是幾種常用的清洗方式清洗效果的對(duì)比[1-3]。

表1 不同清洗方式清洗效果對(duì)比

從表1中可以看出，超聲波清洗是目前所有清洗方法中清洗效果最好的，高壓水射式和人工刷洗式次之。但是，超聲波式清洗設(shè)備成本高、設(shè)備占地面積大、維護(hù)困難、需專(zhuān)業(yè)人員操作等，不適合一線維護(hù)使用；吹式、浸潤(rùn)式、蒸汽式三種清洗方式效果較差，不符合工作要求。

高壓水射式清洗方式是一種通過(guò)噴嘴把加有壓力的清洗液噴射出來(lái)沖擊軸承表面廢舊潤(rùn)滑脂及雜質(zhì)的清洗方式。這種方式既靠清洗液的化學(xué)能，又附加清洗液的沖刷動(dòng)能，來(lái)清除軸承表面的污物。高壓水射式清洗方式在清洗潔凈度方面沒(méi)有超聲波式高，但能完全滿足維護(hù)工作需要，且其承載設(shè)備輕巧、操作簡(jiǎn)單，適合一線維護(hù)使用。因此，該一體化裝置采用高壓水射式清洗方式。

1.2 干燥方式

軸承干燥是依靠干燥介質(zhì)的傳熱和軸承中吸附著的清洗液汽化并向熱介質(zhì)中擴(kuò)散這兩個(gè)過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這兩個(gè)工作過(guò)程的進(jìn)行速度如何直接影響干燥速度的快慢[4]。需要考慮以下三點(diǎn)：

（1）干燥介質(zhì)的溫度越高，與軸承的溫差越大，則傳熱量多，干燥速度增快。但被干燥物是潔凈的滾動(dòng)軸承，含有一定能燃燒的清洗液，所以干燥介質(zhì)的溫度不能太高。

（2）干燥介質(zhì)的流速越高，對(duì)流傳熱量越大，能不斷地更換由于干燥過(guò)程而使溫度增高的干燥介質(zhì)。

（3）干燥介質(zhì)的相對(duì)濕度越低，清洗液汽化越快，干燥速度也越快。要求冷干燥介質(zhì)進(jìn)入干燥換熱之前，進(jìn)行必要的凈化除塵處理。

在現(xiàn)有的高壓力風(fēng)干、紅外烘干、高溫風(fēng)干等干燥方式中，紅外烘干方式成本較高，因此，該一體化裝置選用高壓風(fēng)干和高溫風(fēng)干相結(jié)合的可控溫高壓風(fēng)干方式。

2 一體化裝置組成

設(shè)計(jì)的一體化裝置由供風(fēng)裝置、一體化工作腔、清洗液箱三大部分組成，如圖1所示。供風(fēng)裝置負(fù)責(zé)提供溫度和壓力可調(diào)的壓縮氣；一體化工作腔是本裝置的核心部件，為清洗、干燥、潤(rùn)滑脂加注各過(guò)程提供工作場(chǎng)所；清洗液箱完成清洗液的供給和回收。

圖1 一體化裝置組成圖

2.1 供風(fēng)裝置

供風(fēng)裝置有空氣過(guò)濾器、鼓風(fēng)機(jī)、繼電控制部分。空氣過(guò)濾器對(duì)進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)的空氣進(jìn)行過(guò)濾；鼓風(fēng)機(jī)是供風(fēng)裝置的動(dòng)力元件，對(duì)空氣進(jìn)行壓縮后對(duì)一體化工作腔輸出；繼電控制部分實(shí)現(xiàn)對(duì)供風(fēng)溫度和壓力的調(diào)節(jié)。

2.2 清洗液箱

清洗液箱由箱體、溫控裝置、液位指示器、加（放）液口、供（回）液管組成，可實(shí)現(xiàn)清洗液溫度控制、液位指示、清洗液供給和回收等功能。

箱體有凈液箱和濁液箱兩部分，以充分利用清洗液。濁液箱回收清洗液并為初洗供液，凈液箱存放干凈清洗液并為精洗供液。溫控裝置包括溫控開(kāi)關(guān)、測(cè)溫元件、加溫管，在凈液箱和濁液箱分別放入一組加熱管和感溫元件。為了提髙軸承的淸洗效果，在淸洗工作前和清洗工作中適當(dāng)給清洗液加溫并保持，加溫的時(shí)間和溫度由溫控開(kāi)關(guān)控制。液位指示器與凈液箱相通，可以指示箱內(nèi)液位高低。加（放）液口用來(lái)放入干凈的清洗液和放出廢棄的清洗液。供（回）液管是清洗液流出和流回的通道，供液管與噴頭相連，回液管與廢液（氣）口相連。在回液管中設(shè)置了過(guò)濾濾芯，用來(lái)過(guò)濾掉體積較大的雜質(zhì)，避免損傷軸承。

2.3 一體化工作腔

一體化工作腔分為上、下兩部分，兩者之間通過(guò)活動(dòng)銷(xiāo)釘與鎖扣聯(lián)接，在結(jié)合部位裝有密封圈。當(dāng)需要放取軸承或其他工作時(shí)，打開(kāi)鎖扣，扳動(dòng)工作腔上部圍繞活動(dòng)銷(xiāo)釘轉(zhuǎn)動(dòng)180°.

（1）上部工作腔

上部工作腔安裝有圓錐形可調(diào)噴頭、導(dǎo)軌、可調(diào)柵式蓋板、齒輪、注脂搖把。圓錐形可調(diào)噴頭位于工作腔上方中央，與外部進(jìn)液（氣）管連接。導(dǎo)軌位于腔體兩側(cè)內(nèi)壁上，導(dǎo)軌上端與可調(diào)噴頭留有一定間隙，保證不影響噴頭的調(diào)節(jié)；下端盡可能靠近底部，方便潤(rùn)滑脂加注?？烧{(diào)柵式蓋板固定在導(dǎo)軌內(nèi)的齒輪上，外部注脂搖把通過(guò)傳動(dòng)軸與齒輪相連，搖動(dòng)搖把可以使齒輪帶動(dòng)可調(diào)柵式蓋板在導(dǎo)軌內(nèi)上下移動(dòng)。見(jiàn)圖2.

圖2 可調(diào)柵式蓋板結(jié)構(gòu)圖

可調(diào)柵式蓋板是潤(rùn)滑脂加注的主要工作部件，由傳動(dòng)連桿、可調(diào)柵片、傳動(dòng)軸套、傳動(dòng)軸、注脂搖把、柵片調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)、加強(qiáng)筋組成，用來(lái)將潤(rùn)滑脂擠壓進(jìn)軸承內(nèi)。

關(guān)閉調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)，傳動(dòng)軸套向前伸出，帶動(dòng)傳動(dòng)拉桿向外擴(kuò)張，把可調(diào)柵片壓緊在框架上。此時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，在擠壓潤(rùn)滑脂時(shí)柵片結(jié)合緊密、無(wú)縫隙。

打開(kāi)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)，傳動(dòng)軸套向后縮回，帶動(dòng)傳動(dòng)拉桿向內(nèi)收攏，把可調(diào)柵片拉至與框架相互垂直的位置。此時(shí)處于打開(kāi)狀態(tài)，不影響清洗液（氣）噴出后對(duì)被清洗軸承進(jìn)行沖擊。

（2）下部工作腔

下部工作腔安裝有聯(lián)軸器、針形噴頭、廢液（氣）出口、潤(rùn)滑脂溢出孔。針形噴頭位于腔體左側(cè)中部位置，專(zhuān)門(mén)用來(lái)沖擊軸承側(cè)部；聯(lián)軸器位于腔體底部中央，是軸承的固定裝置，可滿足不同直徑的軸承的固定；底部左側(cè)為廢液（氣）出口，右側(cè)為潤(rùn)滑脂溢出孔。

聯(lián)軸器由漲緊器和叉形傳動(dòng)桿兩部分組成，如圖3所示。漲緊器可分為調(diào)整螺帽、漲緊卡齒、尾部，調(diào)整螺帽裝在在兩個(gè)漲緊卡齒中間，通過(guò)對(duì)它旋進(jìn)或旋出可以調(diào)大或調(diào)小齒距，滿足不同直徑的軸承的固定。叉形傳動(dòng)桿可分為叉形件與搖把，叉形傳動(dòng)桿頭部凹槽卡在漲緊器尾部橫桿上，搖動(dòng)搖把就可轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)軸器，解決清洗初期由于廢舊潤(rùn)滑脂與磨屑等雜質(zhì)結(jié)合較緊密，單靠高溫高壓清洗液的沖擊無(wú)法使軸承轉(zhuǎn)動(dòng)的問(wèn)題。

圖3 聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)圖

3 工作流程及核心性能試驗(yàn)

該一體化裝置的工作流程如圖4所示。

圖4 工作流程圖

對(duì)于該裝置而言，其核心性能是軸承清洗效果、潤(rùn)滑脂加注效果、清洗后的風(fēng)干效果，為檢驗(yàn)核心性能，按照以上設(shè)計(jì)思路和工作原理，研制了圖5、6所示的人工操縱的簡(jiǎn)化裝置，驗(yàn)證核心設(shè)計(jì)內(nèi)容的可行性。該簡(jiǎn)化裝置同樣利用虹吸裝置的高壓水射式方式清洗軸承，清洗液從虹吸裝置噴嘴噴出，通過(guò)進(jìn)液（氣）口噴入工作腔，帶動(dòng)軸承高速旋轉(zhuǎn)，清洗軸承，清洗后的廢液和廢脂從排液（氣）口排出。利用噴嘴噴出的高壓氣體風(fēng)干清洗后的軸承。利用注脂手柄擠壓工作腔上部的潤(rùn)滑脂，從而給軸承加注潤(rùn)滑脂。

圖5 簡(jiǎn)化裝置圖

圖6 簡(jiǎn)化裝置三維圖

按照工作流程進(jìn)行清洗、風(fēng)干、加注潤(rùn)滑脂的操縱。單步操作時(shí)，清洗時(shí)間1 min后，從排液（氣）口排出清潔清洗液，軸承清洗徹底；風(fēng)干15 s，軸承滾道及表面無(wú)清洗液；轉(zhuǎn)動(dòng)注脂手柄20 s后，有連續(xù)潤(rùn)滑脂從溢出孔（小孔）溢出，潤(rùn)滑脂加注均勻。

4 結(jié)束語(yǔ)

飛機(jī)機(jī)輪軸承清洗、干燥、潤(rùn)滑脂加注通用一體化裝置具有清洗潔凈度髙、注脂能力強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、安全可靠、適用于各型飛機(jī)機(jī)輪軸承等特點(diǎn)，對(duì)減少地面維護(hù)時(shí)間，提高飛機(jī)的可用度具有十分重要的作用，具有很大的軍事和經(jīng)濟(jì)意義。