飛機(jī)液壓系統(tǒng)管路徑向壓接故障及分析

朱興浩 王堅(jiān) 惠鴻釗

摘 要：隨著國家航空工業(yè)的快速發(fā)展，越來越多的新技術(shù)應(yīng)用到國家民用以及軍用飛機(jī)研制領(lǐng)域。一種管接頭由于質(zhì)量小、體積小、可靠性高、裝配過程簡易、耐壓能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，被應(yīng)用于飛機(jī)液壓系統(tǒng)的裝配。但在液壓管路徑向壓接過程中，會(huì)發(fā)生液壓管道褶皺、管接頭內(nèi)部密封環(huán)破損等故障，從而引起液壓管路泄露。本文以某機(jī)液壓系統(tǒng)管路裝配為例，通過對(duì)現(xiàn)場液壓管路徑向壓接產(chǎn)生的故障進(jìn)行原因分析，識(shí)別液壓管路徑向壓接過程中的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，作為工藝改進(jìn)應(yīng)用到液壓管路徑向壓接操作中，從而從源頭上預(yù)防液壓管路徑向壓接故障的發(fā)生，提高飛機(jī)裝配質(zhì)量，保證了飛機(jī)在液壓管路徑向壓接過程中的安全性和可靠性。

關(guān)鍵詞：液壓徑向壓接;飛機(jī)液壓系統(tǒng);壓接故障;工藝改進(jìn)

1 引言

飛機(jī)液壓系統(tǒng)是飛機(jī)能夠安全飛行的重要保障，是飛機(jī)飛行狀態(tài)的執(zhí)行系統(tǒng)。它連接著飛控計(jì)算機(jī)和機(jī)翼、尾翼的各個(gè)活動(dòng)面，接收飛控計(jì)算機(jī)的飛行指令，并根據(jù)指令調(diào)整飛機(jī)的飛行狀態(tài)。

但飛機(jī)液壓系統(tǒng)由于工作壓力、裝配間隙、溫度、油液污染、毛刺等原因，導(dǎo)致管路滲漏，壓力減少，執(zhí)行部件不到位，對(duì)飛機(jī)造成重大安全隱患。其中，裝配間隙則是管路滲漏的主要原因。為了解決這一問題，液壓徑向壓接技術(shù)近年來逐步應(yīng)用到飛機(jī)液壓系統(tǒng)裝配當(dāng)中。

液壓徑向壓接技術(shù)相比于液壓螺接技術(shù)有著接頭質(zhì)量小、體積小、可靠性高、裝配過程簡易、耐壓能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。但在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，會(huì)發(fā)生液壓管道褶皺、管接頭內(nèi)部密封環(huán)破損等故障。

針對(duì)裝配過程中產(chǎn)生的各種故障，通過液壓徑向壓接工藝流程分析，找出故障發(fā)生的原因并提出相應(yīng)工藝改進(jìn)方法。

2 液壓管路徑向壓接工藝

液壓管路徑向壓接（Permaswage法）是使用特殊工具將管接頭與管道一起被擠壓而產(chǎn)生變形，使管接頭與管道連接處產(chǎn)生良好密封的工藝方法，如圖1所示。管接頭與管道在受擠壓后會(huì)有回彈力，通過管道和接頭的變形和回彈力的作用形成可靠的永久性連接，該回彈力的大小受接頭和管道退火條件的影響[1]。

為避免因管道表面缺陷而存在泄露，管接頭內(nèi)部設(shè)計(jì)有兩個(gè)密封槽（如管接頭NSA855006，ABS0335，NSA855008等），密封槽內(nèi)裝有硅酮密封環(huán)來實(shí)現(xiàn)接頭備份密封[2][3][4]。此外，管接頭內(nèi)部端面有一個(gè)最大為7.6mm（0.3in）的管端間隙，防止管道在裝配時(shí)和另一根管道端面直接接觸，允許接頭安裝位置在管道上有少量軸向位移余量，不僅能吸收結(jié)構(gòu)公差（裝配誤差積累），還能補(bǔ)償飛機(jī)結(jié)構(gòu)變化對(duì)管路產(chǎn)生的影響[5]，如圖1所示。

接頭端內(nèi)部涂有聚四氟乙烯干膜，使管接頭與管道接觸面更大更可靠，防止管接頭與管道接觸處產(chǎn)生尖角，從而實(shí)現(xiàn)在彎曲或振動(dòng)條件下，有效減少應(yīng)力集中的目的[1]，如圖2所示。

該工藝由于具有諸多優(yōu)點(diǎn)，因此逐步應(yīng)用在可用于飛機(jī)液壓系統(tǒng)管路裝配中。同時(shí)，為了避免液壓油在管路內(nèi)部高速流動(dòng)過程中與管壁摩擦，導(dǎo)致局部區(qū)域產(chǎn)生較高的靜電電壓;因此在接頭和周邊材料兼容性上也要重點(diǎn)考慮，一個(gè)重要的方面就是防止電位腐蝕。在接頭選用時(shí)，應(yīng)避免將接頭與電位差異較大的材料接觸安裝[5]。即：

a）鋁合金管接頭壓接到鋁合金管道上;

b）鈦合金管接頭壓接到鈦合金管道上;

c）不銹鋼管接頭壓接到鋁合金、不銹鋼、鈦合金管道上，但當(dāng)壓接到鋁合金管道上，需要對(duì)壓接處進(jìn)行“密封膠+防腐劑”保護(hù)，增強(qiáng)抗腐蝕能力。

液壓管路徑向壓接系統(tǒng)組成有：液壓氣動(dòng)泵、液壓徑向壓接工具、管道劃線樣板、檢驗(yàn)量規(guī)，切管機(jī)和毛刺去除工具，如圖3所示。

工藝流程：①，根據(jù)液壓管道尺寸選擇相應(yīng)的劃線樣板、液壓徑向壓接工具以及檢驗(yàn)量規(guī);②，用標(biāo)記筆以及劃線樣板在液壓管道外表面作出壓接標(biāo)記線（稱為“olive”線）;③，將液壓管接頭安裝在所要連接的管路上;④，將液壓管壓接工具放置與壓接區(qū)域，施加壓力直至10000±250PSI，然后釋放壓力，拆除壓接工具;⑤，目視檢查液壓管接頭兩端應(yīng)位于兩側(cè)液壓管道連續(xù)標(biāo)記線（稱為“olive”線）上，用檢驗(yàn)量規(guī)檢查壓接后液壓管接頭的直徑和長度[6]。

3 液壓管路徑向壓接常見故障及分析

根據(jù)日常裝配操作過程中出現(xiàn)的各類故障現(xiàn)象，現(xiàn)總結(jié)如下：

故障1：液壓管道產(chǎn)生褶皺

當(dāng)徑向壓接1"1/2尺寸不銹鋼液壓管道時(shí)，發(fā)現(xiàn)管接頭內(nèi)部液壓管道端部產(chǎn)生褶皺，如圖4所示。

原因分析：由于管道尺寸較大，管壁較薄，上、下壓接顎對(duì)接處與管接頭未貼合，如圖5所示，造成壓接力傳遞至液壓管道各部分時(shí)，壓力值差別較大，故液壓管道發(fā)生褶皺。

故障2：壓接后接頭無法通過檢驗(yàn)量規(guī)

在現(xiàn)場用檢驗(yàn)量規(guī)檢查壓接后接頭直徑和長度時(shí)，檢驗(yàn)量規(guī)無法通過接頭，如圖6所示。

原因分析：引起此故障的原因有：① 液壓氣動(dòng)泵輸出壓力小于10000±250 PSI范圍，壓力過小，造成壓接不完全，壓接后接頭直徑過大;② 徑向壓接工具上、下壓接顎組成圓直徑超差，如圖7所示，造成壓接后接頭直徑過大。

故障3：壓接后管接頭在與之連接液壓管道上位置不符合要求

管接頭在與之連接液壓管道上位置不符合要求，主要有兩種現(xiàn)象：① 液壓管道插入管接頭深度不夠;② 液壓管道插入管接頭深度過長。如圖8。

原因分析：造成該故障的原因有：① 壓接前未確認(rèn)管接頭端部位于兩側(cè)液壓管道連續(xù)標(biāo)記線（稱為“olive”線）上;② 壓接過程中壓接工具不垂直與液壓管道中心線，在壓力作用下，引起管接頭沿液壓管道移動(dòng)。

故障4：管接頭內(nèi)部密封環(huán)損壞

原因分析：引起此故障的原因有：① 液壓管道在插入管接頭內(nèi)部時(shí)，液壓管道端部外直徑上存在毛刺，從而引起密封環(huán)損壞;② 液壓管道在插入管接頭內(nèi)部時(shí)，由于管道內(nèi)部以及外部存在尖銳硬物質(zhì)，引起管接頭內(nèi)部密封環(huán)損壞。

故障5：壓接區(qū)域管接頭和液壓管道上有劃痕

原因分析：由于徑向壓接工具上、下壓接顎內(nèi)表面存在雜質(zhì)、或者內(nèi)表面損壞等，在壓接力作用下，壓接工具剮蹭管接頭和液壓管道，從而引起壓接后管接頭和液壓管道上有劃痕。

故障6：液壓系統(tǒng)管路污染度超標(biāo)

原因分析：引起此故障的原因有：① 液壓管道壓接前端部沒有使用塑料堵帽，液壓管長期暴漏在空氣中;② 管接頭安裝前包裝袋破損，造成管接頭污染;③ 徑向壓接工具、設(shè)備污染;④ 壓接區(qū)域管道外表面有漆層。

4 工藝改進(jìn)

通過分析生產(chǎn)現(xiàn)場液壓管路徑向壓接常見故障產(chǎn)生的原因，我們提出相應(yīng)的工藝改進(jìn)措施，如表1所示。

5 結(jié)論

實(shí)踐證明，通過分析生產(chǎn)現(xiàn)場液壓管路徑向壓接常見故障產(chǎn)生的原因，并制定相應(yīng)工藝改進(jìn)措施，作為重點(diǎn)控制項(xiàng)完善到液壓管路徑向壓接操作中，從而實(shí)現(xiàn)提前預(yù)防故障再次發(fā)生的目的，保障液壓管路安裝質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]《航空液壓管接頭綜述》.中國機(jī)械工程第26卷第16期2015年8月下半月.

[2]NSA855006 UNION - STRAIGHT， SWAGE-TYPE

[3]ABS0335 Union - reducer

[4]NSA855008 UNION - TEE， SWAGE-TYPE

[5]《民用飛機(jī)液壓接頭選用及安裝探討》.科技視界2016年第13期.

[6]《飛機(jī)裝配工藝液壓系統(tǒng)的無縫壓接技術(shù)應(yīng)用》.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) Science and Technology Innovation Herald.2011 NO.19.