飛機(jī)用滑輪的輪緣強(qiáng)度測試裝置及測試方法

白亞玲

（中航飛機(jī)起落架有限責(zé)任公司，陜西漢中723200）

0 引言

滑輪是飛機(jī)操縱系統(tǒng)的重要元件，主要用于飛機(jī)操縱系統(tǒng)的轉(zhuǎn)彎處?；啺粗圃觳牧戏譃榻饘俸头墙饘倩啞＝暧糜谥圃祜w機(jī)滑輪的材料主要是酚醛縮合物浸漬的纖維織物或等效增強(qiáng)材料，在-55～120 ℃環(huán)境溫度中正常工作，不會有裂紋、翹曲和潤滑脂泄漏[1]?；啺雌漕A(yù)定用途分為：1類輔助操縱，鋼絲繩直徑一般不大于2.4 mm；2類飛行操縱，鋼絲繩直徑在3.2～4.8 mm范圍內(nèi)；3類重型操縱，鋼絲繩直徑在4.8～6.4 mm范圍內(nèi)；4類一般操縱用滑輪，不得用于頻繁使用、鋼絲繩彎曲角超過15°的飛機(jī)操縱系統(tǒng)中[2]。飛機(jī)用滑輪在交付使用前要進(jìn)行輪緣與槽底的同軸度測試、擺動間隙、輪緣強(qiáng)度、結(jié)合強(qiáng)度、殼體強(qiáng)度、耐久性等一系列測試。輪緣強(qiáng)度測試中，滑輪輪緣不允許產(chǎn)生裂紋或剪切破壞。文中介紹的飛機(jī)用滑輪輪緣強(qiáng)度測試裝置，測試過程完全模擬滑輪在飛機(jī)使用中的受力狀態(tài)，克服了以前測試裝置的不足，結(jié)果精準(zhǔn)，更有說服力。該裝置允許用不帶軸承的滑輪進(jìn)行測試[2]，依據(jù)測試滑輪規(guī)格的大小，更換定位襯套、壓頭，調(diào)整壓板和墊板位置，能對公司所有規(guī)格的飛機(jī)用滑輪輪緣強(qiáng)度進(jìn)行測試。

1 測試裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計及特點

1.1 傳統(tǒng)測試裝置結(jié)構(gòu)

如圖1、圖2所示，公司以前測試滑輪輪緣強(qiáng)度的方法為:圖1為滑輪輪緣強(qiáng)度單邊測試結(jié)構(gòu)，將待測滑輪和墊板、壓板通過定位軸、螺母固定連接，由壓頭在滑輪一端面進(jìn)行加壓測試；圖2為雙邊測試結(jié)構(gòu)，由一定位銷將待測滑輪、壓板、墊板連成一體，測試時相當(dāng)于滑輪兩個端面受力。

圖1 滑輪輪緣單邊測試裝置簡圖

圖2 滑輪輪緣雙邊測試裝置簡圖

這兩種結(jié)構(gòu)的測試裝置結(jié)構(gòu)簡單，只能對一種規(guī)格的滑輪輪緣進(jìn)行檢測，且只適用于安裝滾珠軸承后的滑輪，因此測試裝置制造成本高。試驗中滑輪的受力與實際飛機(jī)使用中滑輪的受力位置有偏差（滑輪的受力位置在輪槽，受力方向朝外），而圖1、圖2的測試加力方向在滑輪端面，受力位置、方向都不符合飛機(jī)運行中滑輪輪緣的受力狀態(tài)，測試的結(jié)果說服力不夠。

1.2 測試裝置整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

測試裝置結(jié)構(gòu)由圖3所示的14部分組成。

圖3 測試裝置結(jié)構(gòu)圖

1）定位、定心部件。定心軸1用于裝置在試驗機(jī)工作臺中心定心，保證試驗機(jī)加載力與加載桿中心完全重合，與支撐板3大圓孔、壓力機(jī)工作臺中心孔成H9/f8間隙配合，可以隨時拆卸?；喍ㄎ惠S2用于連接支撐板3、墊板4、滑輪5、壓板6、定位襯套7并對滑輪進(jìn)行固定，保證滑輪在測試裝置中的確定位置，可以在支撐板3的U形槽中滑動，上端與帶孔滾花螺母8螺紋連接。定位襯套7用于確定滑輪在裝置中的準(zhǔn)確位置，為便于裝入定位軸2，在定位套孔口端設(shè)計有15°的倒角[3]；定位襯套7可依據(jù)滑輪規(guī)格更換，內(nèi)孔與滑輪定位軸2成H9/f8間隙配合，外徑與滑輪內(nèi)孔成H9/f8間隙配合。

2）支撐部件。支撐板3用于連接、承載其它所有元件并保持總裝精度。墊板4用于滑輪5下端面支撐定位，耐磨性好，保證能長期反復(fù)使用；可沿支撐板3上表面移動，最大載荷位置與滑輪槽底一致，模擬滑輪使用時受力狀態(tài)。支座12固定連接在支撐板3上，用于引導(dǎo)加載桿11的正確位置。

3）加力、受力部件。壓頭9有φ2.4 mm、φ4.8 mm、φ6.4 mm三種規(guī)格，用于不同規(guī)格滑輪的測試；壓頭9與加載桿11孔成H9/f8間隙配合，用錐端緊定螺釘10與加載桿11固定，如圖5所示；壓頭工作面與滑輪輪槽錐面一致并緊密貼合，完全模擬滑輪受力狀態(tài)。加載桿11用于承載試驗機(jī)壓力，與壓頭9連成一體，將試驗機(jī)壓力傳遞給壓頭9；與支座12成H9/f8間隙配合，在支座12孔中滑動。

4）壓緊部件。壓板6、帶孔滾花螺母8用于保持滑輪定位所取得的確定位置并抵抗動態(tài)下所受的外力及影響，使測試得以順利實現(xiàn)。壓板6的最大位置與滑輪槽底一致，可隨測試需要調(diào)整位置。螺釘13、銷子14用于將支座12固定于支撐板3上。

圖4 壓頭與滑輪輪槽底部關(guān)系簡圖

1.3 飛機(jī)用滑輪輪緣強(qiáng)度測試的壓頭直徑及加載載荷

圖5 加載桿與壓頭三維簡圖

對滑輪來說，最重要的參數(shù)是與其相配的鋼絲繩直徑，即壓頭直徑?；喼睆脚c鋼絲繩直徑的關(guān)系之比取決于操縱使用滑輪的頻繁程度，在操縱結(jié)構(gòu)規(guī)范中最低為20倍。進(jìn)行滑輪輪緣強(qiáng)度檢測時,滑輪輪緣應(yīng)能承受表1規(guī)定的載荷, 輪緣不應(yīng)產(chǎn)生裂紋或剪切破壞。同一規(guī)格的滑輪可以用不同直徑的壓頭，但試驗時選用滑輪所適用的最大直徑的壓頭進(jìn)行。滑輪直徑指的是滑輪槽底直徑。鋼絲繩即壓頭直徑由鋼絲繩最大工作強(qiáng)度載荷確定[4]:

表1 輪緣強(qiáng)度載荷

式中: d為鋼絲繩最小直徑；C為選擇 系 數(shù),mm/N1/2；S為鋼絲繩最大工作載荷。

1.4 測試裝置結(jié)構(gòu)特點

1） 測 試 裝 置的滑輪定心軸將支撐板、墊板、待測滑輪、壓板通過螺母固定連接成一體，使待測滑輪的定位、夾緊一起完成，結(jié)構(gòu)性能可靠，操作方便。

2）測試裝置結(jié)構(gòu)簡單，定位軸、壓板、墊板、定位襯套、壓頭等多個元件可柔性更換、組合，可滿足飛機(jī)用所有規(guī)格待測滑輪輪緣強(qiáng)強(qiáng)度的測試，裝置達(dá)到了通用化。

3）測試裝置定心軸一端連接試驗機(jī)工作臺中心，另一端連接測試裝置支撐板，確保加載桿受力與試驗機(jī)加載力、定心軸受力完全重合。

4）測試裝置壓頭的外型面與待測滑輪輪槽斜面完全貼合，壓板、墊板的外圓面可以調(diào)整到與待測滑輪的輪槽底部位置一致，真實模擬待測滑輪在使用中輪緣的受力狀態(tài)，測試結(jié)果更精準(zhǔn)。

5）測試裝置能滿足測試壓力為330～1110 N、測試待測滑輪直徑為25～140 mm、壓頭直徑2.4、4.8、6.4 mm所有飛機(jī)用待測滑輪輪緣強(qiáng)度的測試。

6）測試裝置支撐板上設(shè)計有條形孔，待測滑輪的定位軸可沿條形孔移動，帶動墊板在支撐板上表面移動，滿足輪緣強(qiáng)度測試的需要。

2 測試裝置工作原理即測試方法

1）將待測滑輪放于測試裝置中，并使其處于自由狀態(tài)，如圖1所示。

2）將測試裝置整體裝入測試用試驗機(jī)，使支撐板支撐在試驗機(jī)工作臺上，由定心軸將測試裝置定心在試驗機(jī)壓力中心。

3）調(diào)整待測滑輪位置，將壓頭放入待測滑輪輪槽中，并使其與待測滑輪下輪緣接觸，壓頭端部與滑輪槽底保持1.6 mm距離，如圖5所示。壓板、墊板的外圓面與滑輪輪槽槽底對齊，使滑輪輪緣的受力完全模擬在飛機(jī)上的受力狀態(tài)，并擰緊螺母使待測滑輪固定。

4）調(diào)整加載桿，使加載桿的軸線與定心軸的軸線重合后加載，加載到試驗要求的最大載荷（依據(jù)試驗滑輪直徑、使用要求和壓頭規(guī)格，輪緣強(qiáng)度測試壓力有330、780、1110 N三種載荷），以不大于1960 N/min的速度加載到試驗要求的最大載荷，最大載荷下保持10 s。

5）松開螺母，旋轉(zhuǎn)待測滑輪90°，重復(fù)步驟3）、4）再次進(jìn)行試驗。

6）測試結(jié)束，待測滑輪沒有產(chǎn)生裂紋或剪切破壞為合格，否則不合格。要測試其它規(guī)格的滑輪，更換定位襯套7和壓頭9，然后調(diào)整滑輪定位軸2、墊板4位置就可以實現(xiàn)[5]。

3 結(jié)語

文中介紹的滑輪輪緣強(qiáng)度測試裝置結(jié)構(gòu)簡單，多個元件可柔性更換、組合，滿足公司飛機(jī)用所有規(guī)格滑輪輪緣強(qiáng)度測試；壓頭與滑輪輪緣緊密貼合，完全模擬滑輪在工作中的受力狀態(tài)，測試結(jié)果更精準(zhǔn)；該測試裝置的使用，為飛機(jī)操縱系統(tǒng)用滑輪質(zhì)量提供保障，降低了工裝的設(shè)計制造費用。該裝置在YXX大型飛機(jī)滑輪輪緣的強(qiáng)度測試中應(yīng)用良好。