单液压系统供压不报故的分析与排除

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  摘要:通过对单液压系统供压不报故进行分析,确定了故障机理,提出了相应的维修解决方案及改进措施,为稳定修理质量奠定了基础。
  关键词:单液压系统;供压;不报故
  Keywords:single hydraulic system;pressure supply;not fault report
  1 故障現象
  某型飞机在进行电传控制系统性能调试时发现,仅第Ⅰ液压系统供压时,推拉驾驶杆,电传控制盒Ⅳ通道故障灯不亮;仅第Ⅱ液压系统供压时,推拉驾驶杆,电传控制盒Ⅰ通道故障灯不亮。该型飞机要求单液压系统供压时非对应通道故障灯应燃亮,即需报故。经对系统各部件分析、判断,认为该故障由平尾分配机构导致。
  2 故障分析
  2.1 复试情况
  模拟机上调试条件对平尾分配机构进行性能检查,仅第Ⅰ液压系统供压时,产品Ⅳ号小舵机大活塞(不通油)随其他三个通油小舵机大活塞运动;仅第Ⅱ液压系统供压时,产品Ⅰ号小舵机大活塞(不通油)随其他三个通油小舵机大活塞运动。以上运动发生时,不通油小舵机大活塞组件之间均为非刚性连接状态。产品外部结构如图1所示。
  2.2 故障分析
  由机上故障情况可知,通道故障灯不亮的原因是当仅有一个系统液压源时,舵机不通油小舵机大活塞的随动是因其未突破小舵机微动电门的报故门限所致。


  2.3 文件规定
  该型飞机电传控制系统性能调试要求为:接通第Ⅰ液压系统液压源,断开“航向阻尼”开关,推拉驾驶杆到限动位置,左右平尾分配机构第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号小舵机大活塞应做相应移动,控制盒上第Ⅳ通道灯应燃亮;断开第Ⅰ液压系统液压源,接通第Ⅱ液压系统液压源,断开“航向阻尼”开关,推拉驾驶杆到限动位置,左右平尾分配机构第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号小舵机大活塞应做相应移动,控制盒上第Ⅰ通道灯应燃亮。
  平尾分配机构技术规范的要求是:当一个、两个和三个小舵机接通工作时,允许不工作小舵机的活塞移动。
  2.4 技术交流
  与产品研制厂家共同对产品及系统的故障情况进行分析,认为单液压系统供压时,随动现象(非刚性连接状态)不影响舵机功能实现;当随动现象引发主机通道故障灯不亮时,需尽量减小随动,直至突破小舵机报故门限可正常引发故障灯亮。
  2.5 随动的产生与解决方向
  1)随动的产生
  随动是一种工作(通油)小舵机拉杆通过摇臂拉动不工作(不通油)小舵机拉杆、再带动其大活塞的现象。上述随动现象仅在单液压系统供压时才会出现,双液压系统供压时不存在随动问题,因为此时拉杆通过组件之间的油路与大活塞形成了液压刚性连接。
  下面具体分析随动是如何产生的。小舵机的工作原理为:当小舵机电磁活门(图2中10号件)接通时,高压工作液分为两路进入小舵机内部。一路先到达大活塞,经通孔进入其内部与离合器活塞及活塞杆,最终到达连通活门端部(图2中12号件),这一路是封闭的通路,在设计上有两个作用,一是在大活塞、离合器活塞及活塞杆构成的活塞杆组件内部形成液压刚性连接;二是压缩连通活门的弹簧,使大活塞与壳体之间形成两个封闭的腔体。另一路到达电动液压放大器(图2中11号件),当系统给予指令信号后,电动液压放大器配油到大活塞两端封闭腔体,控制大活塞的伸出或收回动作。当小舵机电磁活门断开时,无高压工作液进入小舵机内部,活塞杆组件解除液压刚性,同时连通活门阀芯在压缩弹簧力的作用下复位,大活塞两封闭腔体沟通,活塞杆在拉杆的带动下可以移动,而大活塞保持静止或运动状态。
  大活塞处于静止还是运动状态取决于其内外所受摩擦力的大小。内部摩擦力由拉杆、活塞杆、离合器活塞之间摩擦力构成,记为f内,外部摩擦力由通道壳体、衬套之间的摩擦力构成,记为f外。当f内f外时,大活塞随着活塞杆运动而产生位移,产生随动现象。
  2)解决方式
  经综合分析认为,上述摩擦力的大小主要取决于密封圈的装配预压缩量与大活塞处配合间隙平衡后产生的预紧力大小,通过改变密封圈的尺寸进而改变相互之间的摩擦力关系,能够使问题得到解决。
  经查询,大活塞内外摩擦力涉及的密封圈共9种(图2中1~9号零件),各密封圈型号和数量如表1所示。
  对表1中不同尺寸密封圈进行多次选配研究,获取了f内与f外关系数值,得出以下结论:当f内  3 后续改进措施


  综上所述,单液压系统供压是出现随动的前提,是否随动与小舵机大活塞内外所受摩擦力大小直接相关,而摩擦力取决于密封圈装配综合平衡后的预紧力,增大预紧力可大幅度减少甚至消除随动现象。不过,预紧力在产品的后期使用过程中会随着密封圈性能逐渐衰退而变小,可能再次出现随动现象。随动具有明显的随机性,这种随机性是由产品结构及零件的设计模式决定的,不可完全避免,这也是产品的技术规范中允许有随动现象存在的原因。当随动现象在使用中再次出现且无法满足电传控制系统调试要求时需进行排除。针对以上情况,制定如下改进措施:
  1)以减小f内、增大f外为方向开展修理,可通过选配不同尺寸密封圈、增大活塞内孔和活塞杆组件表面润滑程度、提高大活塞内孔尾部处及活塞杆表面尾部处粗糙度等方法,保证无随动交付。
  2)在密封圈设计指标范围内,开展加大影响f外因素的密封圈尺寸或减小影响f内的密封圈尺寸工艺改进研究。
  参考文献
  [1]李曙林,贾连英. 某型飞机构造[Z].空军工程学院,1998.
  作者简介
  黄兴,高级工程师,主要从事飞机飞控产品修理技术研究工作。
  刘永俊,工程师,主要从事飞机飞控产品修理技术研究工作。
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