飛機(jī)用滑輪的擺動間隙、軸承強(qiáng)度檢測裝置及檢測方法

白亞玲，蘭天

（1.中航飛機(jī)起落架有限責(zé)任公司，陜西 漢中 723200；2.陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 漢中 723102）

0 引言

滑輪是飛機(jī)操縱系統(tǒng)的重要元件，用于輔助操縱、飛行操縱、重型操縱或一般操縱[1]。本文所述飛機(jī)用滑輪是單槽滑輪的典形結(jié)構(gòu)，材料為經(jīng)過酚醛縮合物浸漬的纖維織物或等效增強(qiáng)材料，由圖1所示滑輪殼體、設(shè)置在殼體中部的深溝球軸承、殼體和軸承之間的鋁合金襯套組成。交付使用前要進(jìn)行輪緣與槽底的同軸度測試、擺動間隙檢測、輪緣強(qiáng)度、結(jié)合強(qiáng)度、殼體強(qiáng)度、耐久性等一系列試驗[2]，并保證在相應(yīng)規(guī)定范圍內(nèi)才能將滑輪交付使用。擺動間隙檢測的是滑輪殼體凸緣端面和垂直于軸承軸線內(nèi)環(huán)的端面相接觸的平面之間的間隙，此時需要完全消除軸承軸向活動間隙，在加載點測出滑輪的最大偏斜值。

圖1 滑輪簡圖

檢測滑輪擺動間隙的目的是保證滑輪的結(jié)構(gòu)、性能與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的符合性和生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性，確保生產(chǎn)的飛機(jī)用滑輪滿足飛機(jī)裝機(jī)要求。各種用途的滑輪擺動間隙，除一般操縱用滑輪，在排除軸承軸向間隙影響后，都不能小于0.13 mm，軸承出現(xiàn)任何形式的破壞都視為滑輪破壞，且試驗后滑輪軸承轉(zhuǎn)動靈活，檢測結(jié)果可證明軸承強(qiáng)度。

1 測試裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計及特點

1.1 傳統(tǒng)檢測裝置結(jié)構(gòu)

現(xiàn)有的滑輪擺動間隙檢測，采用圖2所示的結(jié)構(gòu)形式。軸承內(nèi)環(huán)固定在試驗裝置上，靠近滑輪槽底處用鋼球、杠桿、砝碼加力使滑輪偏轉(zhuǎn)，另一端用百分表測量出滑輪的擺動間隙。這種檢測方法雖然能測量出擺動間隙，但不能模擬滑輪在飛機(jī)上的使用狀態(tài)，更不能在加載點測量出擺動間隙，滑輪受力點在滑輪凸緣上，使得測量結(jié)果誤差較大。

圖2 原滑輪擺動間隙檢測裝置簡圖

1.2 檢測裝置整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

檢測裝置結(jié)構(gòu)如圖3、圖4所示，共由9部分組成。

圖4 檢測裝置側(cè)視圖

1.2.1 定位部件的設(shè)計

1）上接頭1的上部分設(shè)計有與試驗機(jī)上工作臺T形槽配合的“T”狀頭，“T”狀頭的下端面工作時定位安裝在試驗機(jī)T形槽中（如圖5）；下接頭9的“T”狀頭同樣安裝在試驗機(jī)下工作臺上。上接頭1的安裝面與對滑輪軸承端面的定位面成88°夾角，這樣就保證擺動間隙檢測中要求的側(cè)向扯開2°夾角[3]，完全模擬工作中滑輪受力狀態(tài)，如圖3所示。上接頭1定位面上設(shè)計有與其垂直的定位孔，用于安裝定位軸4。

圖3 檢測裝置主視圖

2）定位軸4 設(shè)計為臺階形，分別用于自身在上接頭1中定位和對滑輪3軸承孔的定位。定位軸4穿過上接頭1的定位孔和滑輪3的軸承孔，將上接頭1、滑輪3利用壓緊螺母2連成一體。定位軸4與上接頭1的定位孔、軸承孔成H9/f8間隙配合[4]，并可以依據(jù)檢測需要更換。

1.2.2 加力、受力部件

滑輪3的上部輪槽內(nèi)180°纏繞鋼絲繩5（如圖5），鋼絲繩兩端固定在承力軸8上，承力軸8穿過下接頭9雙耳片上的定位孔，與下接頭9成間隙配合；試驗機(jī)上、下工作臺運動時，帶動上接頭1、下接頭9運動，給檢測裝置加力到表1所示的極限載荷。

圖5 擺動間隙檢測裝置在試驗機(jī)中工作狀態(tài)

表1 擺動間隙和同軸度允值

1.2.3 壓緊部件

壓緊螺母2大端外圓設(shè)計滾花，在滑輪3安裝到定位軸4上后，可手動擰緊；小端端面壓緊滑輪3的軸承端面，消除軸承的軸向活動間隙。帶肩螺母7與承力軸8螺紋連接，用于鋼絲繩5、墊圈7安裝到位后的鎖定, 墊圈7設(shè)計為“U”形開口墊圈，可依據(jù)滑輪直徑安裝在鋼絲繩5的左、右兩側(cè)，保證鋼絲繩5在受力時處于垂直狀態(tài)。

1.3 飛機(jī)用滑輪允許的同軸度、擺動間隙和極限載荷值

如圖6所示，由最大和最小半徑之差表示槽底和輪緣的同軸度值，測量同軸度時，應(yīng)排除軸承軸向間隙，殼體不受任何支撐，將滑輪旋轉(zhuǎn)一圈進(jìn)行測量。飛機(jī)用所有滑輪的同軸度和擺動間隙檢測結(jié)果應(yīng)符合表1規(guī)定范圍，表1中D值為滑輪槽底直徑。

圖6 同軸度檢測示意圖

1.4 檢測裝置的有益效果

1）本裝置在加載點測試出滑輪擺動間隙，測試結(jié)果更精準(zhǔn)；另外，滑輪軸承出現(xiàn)任何形式的破壞，即視為滑輪不合格，檢測結(jié)果可驗證軸承強(qiáng)度。

2）上接頭定位面直接保證測試要求的2°的加力方向，完全模擬滑輪在飛機(jī)使用中的受力狀態(tài)，得出擺動間隙結(jié)果的同時也得到軸承強(qiáng)度結(jié)果。

3）裝置去掉下接頭9和鋼絲繩5，不用重新裝夾滑輪，旋轉(zhuǎn)滑輪一周，由百分表檢滑輪輪緣和槽底同軸度，測試裝置有很強(qiáng)的通用性和經(jīng)濟(jì)性。

4）裝置按滑輪槽底直徑為25～50 mm、50～75 mm、75～140 mm設(shè)計3種規(guī)格，更換定位軸、鋼絲繩直徑，適當(dāng)調(diào)整墊圈7厚度和位置，可以對飛機(jī)操縱滑輪所有規(guī)格25～140的滑輪進(jìn)行擺動間隙檢測。

5）裝置已經(jīng)在大型飛機(jī)操縱滑輪擺動間隙、軸承強(qiáng)度、同軸度測量中應(yīng)用良好。

2 測試裝置工作原理即測試方法

1）如圖3、圖4、圖5所示，將上接頭1、下接頭9分別沿試驗機(jī)上、下工作臺T形槽移動到試驗機(jī)工作臺中心。試驗設(shè)備為微機(jī)控制電子萬能試驗機(jī)（型號為RGM-4100，精度為0.3級）。

2）定位軸4裝入上接頭1定位孔中，然后將滑輪3安裝在定位軸4上，并使軸承內(nèi)環(huán)端面緊貼上接頭1定位面，擰緊壓緊螺母2，使滑輪3軸承內(nèi)環(huán)完全固定，消除軸承的軸向活動間隙。

3）鋼絲繩5沿滑輪3輪槽底纏繞180°，操縱試驗機(jī)，讓試驗機(jī)上工作臺下行或下工作臺上行到能將鋼絲繩套入承力軸8上，調(diào)整墊圈7，使鋼絲繩5處于垂直狀態(tài)，然后擰緊帶肩螺母6，鋼絲繩5固定。

4）操縱試驗機(jī)，使鋼絲繩5完全受力，施加試驗要求的極限載荷（飛行操縱滑輪，加載鋼絲繩5的直徑為4.8 mm，滑輪直徑為25～50 mm，極限載荷為2220 N；直徑為50～75 mm，極限載荷7470 N；直徑大于75 mm，極限載荷為11 120 N。重型操縱滑輪，加載鋼絲繩5的直徑為6.4 mm，滑輪直徑為50～85 mm，極限載荷為12 460 N；直徑為85～125 mm，極限載荷為21 800 N，直徑大于125 mm，極限載荷為31 140 N）。

5）如圖3所示，在加載點用塞尺（精度0.02 mm）插入上接頭1定位面和滑輪3凸緣之間，測量最小間隙。旋轉(zhuǎn)滑輪3，在滑輪整個圓周至少3個不同位置加載檢測擺動間隙，滑輪翻面同樣方法重復(fù)一次試驗。測得的擺動間隙值小于0.13 mm或軸承出現(xiàn)任何形式的破壞，即證明滑輪不合格，反之則滑輪合格。

6）如圖6所示，可去掉鋼絲繩5，滑輪旋轉(zhuǎn)一周由百分表測量輪緣、槽底同軸度值，依據(jù)表1判斷滑輪同軸度是否合格。

3 結(jié)語

飛機(jī)用滑輪的擺動間隙和軸承強(qiáng)度檢測裝置結(jié)構(gòu)簡單，完全模擬滑輪在飛機(jī)運行時工作中受力狀態(tài)，得出滑輪擺動間隙結(jié)果的同時也得到軸承強(qiáng)度結(jié)果；去掉裝置的鋼絲繩、下接頭，旋轉(zhuǎn)滑輪一周可檢測出滑輪輪緣、槽底同軸度，使本裝置具有很強(qiáng)的通用性和經(jīng)濟(jì)性。該檢測裝置已在大型飛機(jī)操縱滑輪擺動間隙、同軸度測量中應(yīng)用良好。