某型飛機起落架裂紋故障分析及對策

唐斌

（國營蕪湖機械廠，安徽 蕪湖 241007）

某型起落架裝機使用較長時間，總體無損檢測結果表明，其使用至1500起落時，疲勞薄弱部位及主要承力構件未發(fā)現(xiàn)裂紋，疲勞薄弱部位主要來自以下各處：

第一，細節(jié)有限元分析和強度計算報告中的高應力區(qū)；

第二，局部因幾何尺寸變化引起應力集中的部位；

第三，疲勞試驗資料暴露出的薄弱部位。

主要承力構件為：

第一，起落架外筒；

第二，起落架活塞桿；

第三，扭力臂；

第四，輪軸；

第五，主要承力軸及螺栓。

無損檢測結果表明，起落架總體使用狀況仍處于良好階段；但其非主要承力構件已有裂紋現(xiàn)象出現(xiàn)，裂紋發(fā)生率為1.69%。本文就維修過程中發(fā)現(xiàn)的裂紋現(xiàn)象進行研究分析、探索其排除方法，并根據(jù)發(fā)現(xiàn)問題對外場使用維護提出建議，以力求提高維護保障的可靠性。

1 裂紋故障現(xiàn)象

為便于分析研究，我們按裂紋出現(xiàn)的狀況將其分為規(guī)律性裂紋和偶發(fā)性裂紋兩類，規(guī)律性裂紋具有較高的重復性，其產(chǎn)生原因主要與設計缺陷和制造工藝有關；偶發(fā)性裂紋的出現(xiàn)具有偶然性，其產(chǎn)生原因主要與材質缺陷和零件外傷有關。

1.1 規(guī)律性裂紋

（1）支座7027的裂紋。某右主起落架，編號為01028，使用起落次數(shù)1281個，磁粉探傷時發(fā)現(xiàn)支座7027的Φ18mm孔座及加強筋與支座底板轉接處有4條裂紋：①②長60mm③長4mm④長6.5mm（見圖1）。這是到目前為止發(fā)現(xiàn)裂紋最為嚴重的一個零件，一般情況下其裂紋僅位于Φ18mm孔座與支座底板轉接處，長度為2～5mm之間，其共同特征是轉接圓角較小。

圖1 裂紋的右支座7027

（2）支架7001的裂紋。.

圖2 裂紋的左支架7001

某左主起落架，編號為01191，使用起落次數(shù)1199個，磁粉探傷時發(fā)現(xiàn)支架7001加強筋與支架交接處2端頭各有一處裂紋，其中位于部位1的長約2mm，位于部位2的長約1mm（見圖2）。裂紋部位表面粗糙度較大（該零件為鑄件）。

（3）某左主起落架，編號為01173，使用起落次數(shù)1236個，磁粉探傷時發(fā)現(xiàn)安裝在輪軸的襯盤3314，在保險片與墊圈端面交接處有一條裂紋長約3mm（見圖3）。該裂紋位于應力集中部位，裂紋發(fā)生處有較鋒利的尖角。

圖3 裂紋的左襯盤3314

1.2 偶發(fā)性裂紋

（1）某右主起落架，編號為01064，使用起落次數(shù)1113個，磁粉探傷時發(fā)現(xiàn)搖臂3421上有一處裂紋，裂紋沿加強筋內(nèi)表面向下長度約為3mm（見圖4），裂紋部位有明顯的表面缺陷。

（2）某前起落架，編號為01061，使用起落次數(shù)1199個，磁粉探傷時發(fā)現(xiàn)其上傳動接頭（離合機構）上襯套 11.4209.0.086.900 在圖 5 所示部位有一條裂紋長約6mm，該處為非應力集中部位，裂紋部位有較為明顯的表面缺陷。

圖4 裂紋的右搖臂3421

圖5 裂紋的襯套0086

（3）某前起落架，編號為01061，使用起落次數(shù)1199個，磁粉探傷時發(fā)現(xiàn)其上傳動接頭（離合機構）的軸0208在圖6所示部位有一條裂紋長約5mm，該處為應力集中部位，近裂紋處接耳有受過彎折的跡象。

2 故障分析及排除

一般情況下，裂紋可在規(guī)定范圍內(nèi)排除，但某型飛機所有維修手冊對裂紋的修理施工意見都是報廢，這與以往的修理原則相悖。為此，咨詢了起落架生產(chǎn)廠家，他們都認為其裂紋可以在規(guī)定范圍內(nèi)排除。

圖6 裂紋的軸0208

架零件非工作表面上不大于0.3mm深度的缺陷（壓傷、劃痕），允許用銼刀、刮刀或砂紙打磨排除，這也從側面說明了其裂紋可以排除。

2.1 規(guī)律性裂紋的分析及排除

（1）支座7027（圖1）。該零件在起落架收放過程中與收上位置鎖鎖鉤存在擠壓和撞擊關系，在飛行時承受交變載荷，裂紋原因主要是材料強度不夠及其轉接面設計不合理。造成長期使用中該零件易發(fā)生疲勞裂紋，故所有裂紋零件一律報廢換新，并針對支座裂紋發(fā)生率較高的情況（占裂紋零件總數(shù)的46.7%），在制造過程中提高了材料強度，以降低它的裂紋發(fā)生率。

（2）支架7001（圖2）。支架7001位于主起落架上部，支架上安裝的是液壓系統(tǒng)的轉動接頭，零件的受力并不大。該處裂紋產(chǎn)生主要是：由于支架為鑄造件，裂紋處的轉接面表面粗糙度較大（制造缺陷），造成該部位應力程度較大而易于形成裂紋，可在0.3mm范圍內(nèi)排除裂紋，打磨光滑過度，拋光后表面粗糙度不劣于Ra0.8，并經(jīng)磁粉探傷復查合格后裝機使用。

（3）法蘭盤3314（圖3）。該墊圈材料為結構鋼，裂紋由保險片與墊圈端面交接處的尖邊（制造缺陷）引起，可在0.5mm范圍內(nèi)排除裂紋，并將裂紋發(fā)生處的尖邊倒圓，打磨光滑過度，拋光后表面粗糙度不劣于Ra0.8，并經(jīng)磁粉探傷復查合格后裝機使用。

2.2 偶發(fā)性裂紋的分析及排除

（1）搖臂3421（圖4）。該搖臂為結構鋼模壓件，其Φ8А3孔與彈簧拉桿連接，受力狀態(tài)并不嚴重，裂紋由原制造的模壓缺陷引起。可在0.5mm深度范圍內(nèi)排除裂紋，打磨光滑過度，拋光后表面粗糙度不劣于Ra0.8，并經(jīng)磁粉探傷復查合格后裝機使用。

（2） 襯套0086（圖5）。該零件受力狀態(tài)并不嚴重，裂紋由原制造缺陷引起。打磨0.5mm后裂紋仍未排除，故將其報廢換新。

（3）軸0208（圖6）。該零件的裂紋位于應力集中部位，由接耳部位受過變形而引起，所以將其報廢換新。

2.3 排除裂紋時的注意事項

裂紋消失后，打磨拋光量必須達到一定值（0.08～0.10mm），以消除裂紋前緣的塑性區(qū)；排除深度超過標準的零件報廢換新。

3 結論和建議

按照“三、故障分析及排除”指導思想修復的零件已裝機使用，起落架按規(guī)定要求進行使用監(jiān)控，監(jiān)控要求如下。

（1）每100起落進行一次定期檢查工作。

（2）總起落數(shù)達到第2000起落時需要進行特殊檢查。

（3）在使用過程中，如果出現(xiàn)有最大重量起飛、著陸及出現(xiàn)粗猛著陸的情況，隨時增加一次定期檢查。

監(jiān)控情況表明起落架狀態(tài)良好，裝機使用的飛行起落數(shù)已近2000個，實現(xiàn)了延壽大修的既定目標。某型飛機起落架修理中的裂紋狀態(tài)，符合裂紋修理的普遍規(guī)律，到目前為止其主要承力構件未發(fā)現(xiàn)裂紋，只是非主要承力構件有裂紋出現(xiàn)，說明了某型飛機起落架設計的科學性。其中支座7027的裂紋發(fā)生率占裂紋零件總數(shù)的46.7%之多，它在產(chǎn)生裂紋時的最短起落次數(shù)僅為191個，外場維護中可根據(jù)裂紋部位及裂紋發(fā)生概率的高低，有針對性地進行檢查。

以上規(guī)律性裂紋零件的確定，對于在維修中明確裂紋檢測和修理的重點范圍有指導意義。