某飛機主起落架上位鎖間隙檢測裝置的改進設計

白亞玲， 胡阿林， 樊智敏

（中航飛機股份有限公司 長沙起落架分公司，陜西漢中723200）

0 引 言

某飛機上位鎖是我公司研制的一種新型上位鎖，它用于主起落架，在主起落架收起時上位鎖處于上鎖狀態(tài)，將主起落架固定在收起位置；主起落架放下前將上位鎖開鎖，實現(xiàn)起落架的順利放下，是起落架系統(tǒng)中的一個重要部件。上位鎖零件多，結(jié)構比較復雜，氣密性能要求高且承受很高的壓力（既有氣壓密封要求，又有油壓密封要求），要求檢測保證的間隙、尺寸較多。上位鎖包括左、右件等2種規(guī)格。上位鎖由鎖殼、活塞桿、鎖鉤、鎖鍵、彈簧、頂桿、搖臂、撥環(huán)、管嘴及其它零件構成。上位鎖要求檢測的主要間隙、尺寸有：模擬上鎖狀態(tài)，檢查鎖鍵與鎖鉤的接觸面積貼合率在70%以上；模擬上鎖狀態(tài)，調(diào)整頂桿以保證頂桿與鎖鍵間隙為0.5～1.0 mm后擰緊螺母；模擬上鎖狀態(tài)，檢查鎖鉤高于鎖殼上2個平面0.7～1.2 mm；鎖鉤與鎖殼平齊時，檢查鎖鉤與鎖鍵（原貼合率70%的兩表面）之間產(chǎn)生的間隙應為1.5～3.0 mm。這些間隙、尺寸不僅不易檢測保證，而且不同尺寸間還互相關聯(lián)。如果檢測裝置結(jié)構不合理或上位鎖檢測、裝配方法不合理，不僅效率低，而且不易保證質(zhì)量，甚至造成重要件報廢。上位鎖檢測裝置在第2種設計結(jié)構投入現(xiàn)場使用后，軍方提出，為保證上位鎖在上鎖、開鎖過程中鎖鉤與撥環(huán)間的動態(tài)間隙，需要一個可控的技術方案。改進后的第3種設計結(jié)構融合了液控上鎖、開鎖配合手動左、右螺紋調(diào)整，完全解決了上位鎖動態(tài)間隙的檢測問題,得到了軍方認可。

1 檢測裝置結(jié)構設計

針對上位鎖多個間隙的檢測需要，上位鎖間隙檢測裝置經(jīng)歷了3次結(jié)構改進，最終定型的檢測裝置完全解決了上位鎖所有間隙的檢測和軍方提出的動態(tài)間隙的檢測問題，使我公司起落架的交付合格率達100%。

1.1 檢測裝置設計方案一

方案一結(jié)構簡圖如圖1所示，在左立板上設計有2個圓柱插孔，支撐2個小圓柱插銷，這種方案的優(yōu)點是2個小插銷不用太長，強度好。缺點是：測量右件時，還需要一套與圖1完全對稱的檢測裝置；裝配完成的上位鎖成品件已安裝好電磁開關，使用該裝置檢測間隙時需要10～20 min來拆掉電磁開關，上鎖、開鎖試驗完成再重新安裝電磁開關，效率低。

圖1 檢測裝置方案一簡圖

1.2 檢測裝置設計方案二

方案二結(jié)構簡圖如圖2所示，經(jīng)分析,上位鎖鎖殼上有一U形槽，在檢測裝置底板上設計小插銷支撐孔，讓開鎖殼U形槽，左立板、右立板完全對稱。該方案優(yōu)點是2個小插銷可以做得更短一些，強度更好；上位鎖安裝了電磁開關，不會影響到各個間隙的檢測，可以從左、右立板分別插入2個小插銷，完成上位鎖左、右件間隙的檢測。缺點是：該裝置只能在模擬上位鎖上鎖、開鎖狀態(tài)等2個狀態(tài)下檢測間隙，不能完成上位鎖在開鎖、上鎖過程中鎖鉤與撥環(huán)動態(tài)間隙的檢測。

圖2 檢測裝置方案二簡圖

1.3 改進后的檢測裝置結(jié)構設計

圖3 上位鎖間隙檢測裝置

改進后的上位鎖檢測裝置由圖3所示的21個部分組成，和第2種方案相比，增加了掛鉤1、支座2、銷子3、活節(jié)螺栓4、大螺母5、底座6、壓緊螺釘7（共3件）、螺釘8組成的柔性拉壓結(jié)構，完全解決了軍方提出的動態(tài)間隙檢測問題。

1）拉壓部分組成。大螺母5的簡圖如圖4所示，設計有左、右螺紋，左螺紋用于連接圖5所示掛鉤1，右螺紋用于連接活節(jié)螺栓4。旋轉(zhuǎn)大螺母5，帶動掛鉤1和活節(jié)螺栓4同時向外運動或向里運動，即伸長或收縮；或者固定掛鉤1或活節(jié)螺栓4，可以單獨調(diào)整掛鉤1或活節(jié)螺栓4在大螺母5中的長度，依據(jù)需要可以隨時停止。掛鉤1的簡圖如圖5所示，采用強度較好的30CrMnSiA材料，掛鉤掛在上位鎖螺栓軸上。支座2的結(jié)構如圖6所示，與活節(jié)螺栓4用銷子3連接成一體，底板上開有腰形孔，可以在底座6側(cè)面移動到需要位置后用壓緊螺釘7固定；圖3所示的上位鎖左件間隙檢測完成后，松開壓緊螺釘7，支座2帶著掛鉤1、活節(jié)螺栓4、大螺母5再安裝到底座6左面，由壓緊螺釘7固定鎖緊[1]，檢測上位鎖右件間隙?；罟?jié)螺栓4螺紋部分與大螺母5右螺紋連接，球面安裝在支座2頭部銷子孔處，可以繞銷子3旋轉(zhuǎn)調(diào)整位置。

2）支撐部分。左立板9和右立板18、上平板14和下平板21，由12個內(nèi)六方螺釘16和8個銷子17連接固定為一個整體框架。其中左立板9和右立板18完全對稱，設計有中心距7 mm的腰形槽，便于上位鎖在上鎖、開鎖時壓緊插銷10的上下調(diào)整；上平板14安裝叉形件11；下平板21用4個螺釘8安裝在底座6上，底座6安放在工作臺上，保證檢測裝置平穩(wěn)。

3）壓緊部分。為使上位鎖在檢測過程中相對于檢測裝置保持正確的檢測位置，防止在壓力、重力、慣性力等作用下發(fā)生位移或振動，保證檢測尺寸的準確性和安全性，需要設計壓緊裝置將上位鎖壓緊夾牢。將上位鎖壓緊夾牢的裝置叫壓緊裝置。本文的叉形件11是該檢測裝置的壓緊裝置，叉形件11可以在上平板14槽中上下滑動，將力傳遞給壓緊插銷10，用于上位鎖鎖鉤的壓緊調(diào)整；螺釘15用于叉形件11調(diào)整到位后的壓緊；擋板12控制叉形件11位置，用3個螺釘13安裝在上平板14中。上平板14的三維簡圖如圖7所示。

圖4 大螺母5的簡圖

圖5 掛鉤1的三維簡圖

圖6 支座2的三維簡圖

4）定位部分。工件的定位使每一批工件都能在夾具中占據(jù)同一正確的位置，以保證工件相對于刀具和機床的正確加工位置。工件在夾具中的定位，是由工件的定位基準面與夾具定位元件的工作面相接觸或相配合實現(xiàn)的。壓緊插銷10用于上位鎖上鎖、開鎖中鎖鉤的定位、壓緊，有足夠的強度、剛度，可以橫穿左立板9和右立板18，是檢測裝置的定位元件；小插銷19、20用于上位鎖檢測中的定位，完全模擬上位鎖在飛機上的安裝姿態(tài)，檢測上位鎖左件、右件時可分別從左立板9和右立板18插入。

5）檢測裝置定位部分的設計原則。壓緊插銷10、小插銷19和小插銷20定位面是完整的圓面，即讓定位插銷GB2205-80中的S1=d；不能設計為標準結(jié)構的半圓面，即S1=0.95d[2]，以免扁面與上位鎖定位面接觸后引起檢測結(jié)果不準確；3個插銷定位尺寸比上位鎖定位孔尺寸小0.5 mm，設計為活動的定位元件[3]，以免引起過定位，使上位鎖在加壓、減壓情況下不能實現(xiàn)上鎖、開鎖功能。

圖7 上平板14三維簡圖

2 改進后的檢測裝置工作原理及上位鎖裝配工藝的有益效果

2.1 檢測裝置工作原理

上位鎖左件在自由狀態(tài)裝入圖3所示的檢測裝置中，將壓緊插銷10、小插銷19、小插銷20安裝到位，擰緊六角螺栓15，使叉形件11向下運動，壓緊插銷10隨動壓緊上位鎖鎖鉤，完全模擬上位鎖在飛機運行中的姿態(tài)。調(diào)整支座2位置，旋轉(zhuǎn)活節(jié)螺栓4，將掛鉤1掛在上位鎖的螺栓軸上，用螺栓7將支座2壓緊固定在底座6上；在圖3所示上位鎖管嘴處接入試驗臺油管開始加壓，模擬飛機運行狀態(tài)檢查開鎖、上鎖壓力，開鎖、上鎖3次，整個過程上位鎖各零件應運動靈活無卡滯。開鎖、上鎖過程中，手動旋轉(zhuǎn)大螺母5，掛鉤1和活節(jié)螺栓4同時向大螺母5收縮，此時掛鉤1帶動上位鎖上的螺栓軸旋轉(zhuǎn)，上位鎖的螺栓軸上安裝著撥環(huán)，撥環(huán)隨動；同時上位鎖鎖鉤也繞滾輪旋轉(zhuǎn)，可隨時檢測出上鎖、開鎖過程中撥環(huán)和鎖鉤的間隙。松開壓緊螺釘7，支座2帶著掛鉤1、活節(jié)螺栓4、大螺母5沿底座6滑動到左側(cè)并固定，用同樣方法檢測上位鎖右件間隙。

2.2 上位鎖裝配工藝的有益效果

上位鎖間隙檢測裝置的改進結(jié)構應用到起落架裝配現(xiàn)場，給起落架的裝配工藝帶來很大的改進，主要體現(xiàn)在以下三方面：1）經(jīng)過對產(chǎn)品結(jié)構、技術要求進行分析，發(fā)現(xiàn)上位鎖多處要壓裝襯套且需補加工。與機加分廠協(xié)調(diào)，將襯套的壓裝和補加工安排在機械加工工序，既保證產(chǎn)品質(zhì)量，又縮短上位鎖裝配周期。2）上位鎖所有強度、氣密試驗工序都安排在裝配外部連接件之前進行（經(jīng)過對上位鎖結(jié)構和技術條件進行分析，鎖鉤、鎖鍵、搖臂等外連件與鎖殼工作腔氣密性無關），上位鎖做完強度、氣密試驗，再裝配各個外連件進行間隙檢測，既便于生產(chǎn)效率的提升，又保護了產(chǎn)品的表面質(zhì)量。3）裝配中與檢測間隙、保證尺寸有關的工序都需要調(diào)整各個相關零件處于上鎖、開鎖狀態(tài)，經(jīng)檢查間隙、尺寸合格后固定狀態(tài)，直至最終加壓模擬飛機實際工作時的上鎖、開鎖狀態(tài)下，所有的間隙、尺寸合格，不用多次在裝配、試驗工序間反復。實踐證明，工藝改進既保證試驗檢查的一次性合格率，又避免了重復返工，保證上位鎖交付的合格率達100%。

3 結(jié) 語

本文通過分析某飛機上位鎖結(jié)構、工作原理及性能要求，設計制造了全開放式的動態(tài)檢測裝置，確定了合理檢測間隙的工藝方法，保證了多個間隙的檢測與尺寸合格，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時，保證了較高的生產(chǎn)效率；改進后的檢測裝置打破了上位鎖拆除油路進行間隙檢測的傳統(tǒng)思維，將強度、氣密試驗等工序安排在裝配外連件之前，形成了一套科學的裝配檢測工藝方法，并為以后研制其它類似產(chǎn)品積累了寶貴經(jīng)驗。該檢測裝配裝置及裝配檢測方法已獲專利證書，專利號為ZL 2016 1 0738317.4，于2018年11月2日授權。