新型起落架緩沖器活塞桿鍍鉻層防滲油工藝應(yīng)用研究

張春亮，李 堯，鄢 琛，張麗娟

（航空工業(yè)洪都，江西 南昌，330024）

0 引 言

飛機起落架系統(tǒng)一般由機輪、緩沖器、承力支柱、收放機構(gòu)等構(gòu)成，用于最大限度地緩沖飛機著陸或不平坦跑道上高速滑行時的較大沖擊載荷，有效降低地面沖擊載荷對機體結(jié)構(gòu)的影響。緩沖器是起落架系統(tǒng)最重要的吸耗能部件，是影響飛機性能和壽命的重要因素，一般分為油液式、氣體式、油氣式、彈簧式等。

為提高緩沖器活塞桿的耐磨性，活塞桿零件表面一般采用鍍硬鉻的表面處理工藝，由于鍍鉻網(wǎng)紋的存在，鉻層滲氣滲油現(xiàn)象在起落架產(chǎn)品中發(fā)生頻率較高。針對由于鍍鉻網(wǎng)紋引起的起落架、作動筒滲油問題，國內(nèi)專家學(xué)者進行了深入研究，取得了一些成績，有代表性的有陜西燎原航空機械制造公司采用的底涂漆法和噴丸與金剛石擠壓法、北京航空材料研究院與沈飛公司采用的金剛石碾平法、空軍第一航空學(xué)院采用的滲蠟法、液體拋光法、北京航天發(fā)射技術(shù)研究院采用的封孔工藝、成飛公司采用的柔性擠壓電鍍鉻工藝等。

在種子處理過程中，應(yīng)進行科學(xué)有效的拌種。目前主要有三種科學(xué)的種子方法，分別是根瘤菌拌種法、鉬酸銨拌種法和藥劑拌種法。這三種有效的混合方法可以大大提高種子的發(fā)芽率和生長速度，促進大豆植株的生長，增強大豆植株對外界的抵抗力。

由于起落架生產(chǎn)的專業(yè)性和特殊性，出現(xiàn)滲油就需要進行產(chǎn)品分解，重新清洗，更換橡膠件并補做相關(guān)試驗，故外廠和客戶使用過程中一旦出現(xiàn)滲油問題，就必須返廠處理，給客戶使用造成極大不便。因此，研究如何降低或消除鍍鉻網(wǎng)紋的影響，提高緩沖器的密封性，改善甚至杜絕出現(xiàn)滲油問題，對起落架設(shè)計和制造顯得尤為重要。

1 問題描述

現(xiàn)在飛機普遍采用油氣式緩沖器，一般由外筒、活塞桿、活塞、橡膠件、擋圈等組成，緩沖器內(nèi)筒內(nèi)壁表面、活塞桿外表面通過橡膠件進行密封，典型結(jié)構(gòu)如圖1 所示。由于金屬鉻的強鈍化能力，使鉻層表現(xiàn)出了貴金屬的一些特征，具有硬度高、摩擦系數(shù)低、光亮美觀、耐熱性好、耐腐蝕性好、耐磨性好等優(yōu)點，因此飛機起落架緩沖器活塞桿一般采用鍍硬鉻工藝，并對零件鍍鉻表面進行磨削和拋光，以提高零件密封區(qū)的表面粗糙度，提高零件運動的靈活性和密封性。

由于電鍍鉻工藝本身固有的特點，鉻層在沉積時會形成網(wǎng)狀裂紋，在起落架緩沖器、作動筒這類零件中，由于承受載荷比較大，產(chǎn)品對密封性要求嚴格的情況下，在緩沖器運動過程中，氣壓或油壓會導(dǎo)致鉻層的局部網(wǎng)紋缺陷內(nèi)應(yīng)力加大，使網(wǎng)紋加寬，在鉻層承受高壓區(qū)形成進氣（油）點，在鉻層低壓區(qū)形成滲氣（油）點，進氣（油）點、網(wǎng)紋暗道、滲氣（油）點連通起來即為整體的滲氣（油）通道，最終表現(xiàn)為鉻層緩慢漏氣或滲油。鍍鉻網(wǎng)紋示意圖見圖2。

閆宇（1990-），女，山西長治人，山西師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，2016級碩士研究生，研究方向：旅游規(guī)劃與開發(fā)。

圖1 緩沖器結(jié)構(gòu)示意圖

2 故障機理分析

通過實際施工 （理論計算工程量相同施工渠段74+660～75+095段），可將強夯法、翻壓法、素土擠密樁法進行綜合對比，如表1。

輕微的滲油雖然短時間不影響飛機的正常使用，但是隨著時間的推移，緩沖器里油液會減少，造成緩沖器密封腔壓力下降，行程變小，靜壓曲線發(fā)生變化。如遇到頻繁高強度大過載起落、極限低溫等惡劣使用條件和環(huán)境，鍍鉻網(wǎng)紋會因應(yīng)力加大而變寬，橡膠件老化加劇或彈性不足，從而使?jié)B油量加劇。

由于鍍鉻零件表面存在細微的網(wǎng)紋，且位置存在隨機性，雖然通過磨削和拋光，能夠消除大多數(shù)網(wǎng)紋引起的滲油問題，但在外廠使用過程中仍然發(fā)現(xiàn)了少數(shù)滲油問題。主要故障表現(xiàn)為，在產(chǎn)品飛行和起降過程中無滲油現(xiàn)象，飛行結(jié)束后，飛機在停機坪上放置2-3 天或更長時間，就會有液壓油從活塞桿與密封圈處滲出來，滲油量不大，一般目視有油路痕跡或1-2 滴油。

圖2 鍍鉻網(wǎng)紋放大示意圖

由于鍍鉻網(wǎng)紋缺陷位置的不確定性，且滲油滲氣量微小，在正常產(chǎn)品交付的氣密、高低壓腔密封試驗、曲線壓力、高低溫等試驗中很難發(fā)現(xiàn)；由于飛機起落架的實際使用工況、載荷和環(huán)境與工廠差別較大，外廠鍍鉻網(wǎng)紋滲油故障在廠內(nèi)也復(fù)現(xiàn)困難。

3 工藝改善措施

為解決某型號緩沖器鍍鉻網(wǎng)紋引起的滲油問題，工藝上采取新型防滲漏鍍鉻封孔工藝。該工藝采用北京航材院研制的某型封孔劑，刷涂于活塞桿鍍鉻層表面，利用封孔劑將細微的鍍鉻網(wǎng)紋進行填充和封堵，能有效彌補橡膠密封圈彈性和變形不足而無法填充微小縫隙引起的滲油和漏氣問題。鍍鉻封孔主要工藝過程見圖3。

從電鍍工藝中我們了解到，鍍鉻過程中會發(fā)生析氫現(xiàn)象，使鉻層出現(xiàn)拉應(yīng)力，隨著鉻層厚度的增加，鉻層中的氫含量也增加，內(nèi)應(yīng)力也更大，這些內(nèi)應(yīng)力聚集到一定程度會將鉻層拉裂，造成鉻層裂隙，裂隙有網(wǎng)狀，有十字交叉狀，這些裂隙通過網(wǎng)絡(luò)連接在鉻層之間，形成多層裂紋網(wǎng)。

圖3 鍍鉻封孔工藝流程圖

通過后續(xù)的強度、氣密、耐壓等試驗及客戶的使用，證明封孔工藝可以有效解決鍍鉻網(wǎng)紋引起的緩沖器活塞桿滲油（氣）問題。

4 結(jié)語

滲蠟、涂漆等工藝是通過后處理手段將鉻層中較大的裂紋密封住，而對于微小的裂紋可能不起作用；碾壓、噴丸和磨光等表面強化處理是通過鍍鉻層的塑性變形，使裂紋收縮，在氣密試驗時，可能檢測不出滲油（氣）現(xiàn)象，但是經(jīng)過使用，在復(fù)雜環(huán)境和載荷交替作用下，暫時收縮的裂紋會成為新裂紋的裂紋源，對起落架產(chǎn)生負面影響。新的鍍鉻封孔防止緩沖器滲油工藝，具有設(shè)備投資少、工藝操作簡單、制造成本低等優(yōu)點，該工藝成功解決了某型號緩沖器滲油故障，而且對于其他常見的鍍鉻密封運動產(chǎn)品（如作動筒）都有較好的改善效果，具有一定的推廣使用價值。

基于統(tǒng)一潮流模型的電-氣耦合綜合能源系統(tǒng)靜態(tài)靈敏度分析//駱柏鋒,穆云飛,趙波,余曉丹,賈宏杰,周金輝//(13):29