79 直八型直升機尾傳動軸偏擺量和跳動量的檢測與調(diào)整-王猛(6).doc

第二十八屆（2012）全國直升機年會論文直八型直升機尾傳動軸偏擺量和跳動量的檢測與調(diào)整王 猛 吳由錄 唐春華 鄭 華（(71901部隊，聊城， 252000)摘 要：直八型直升機的尾傳動軸系統(tǒng)在新機出廠前、大修后和更換尾傳動軸組件后，由于生產(chǎn)加工工藝水平參差不一和安裝誤差的存在，常常出現(xiàn)尾傳動軸同軸度過大，導(dǎo)致尾傳動軸在工作時振動量過大，使撓性聯(lián)軸節(jié)產(chǎn)生疲勞損傷，尾傳動軸軸承密封圈滑出脫落和軸承潤滑脂大量滲出，最終產(chǎn)生尾傳動軸軸承干磨直至抱死等嚴(yán)重危及直升機飛行安全的后果。本文根據(jù)直八型直升機維護手冊與技術(shù)通報要求，結(jié)合工作實踐，在介紹尾傳動軸組件的結(jié)構(gòu)及原理的基礎(chǔ)上，介紹直八型直升機尾傳動軸偏擺量和跳動量檢測與調(diào)整的方法，為直八型直升機尾傳動軸偏擺量和跳動量檢測與調(diào)整提供參考。關(guān)鍵詞：直升機; 尾傳動軸組件; 檢測與調(diào)整1 尾傳動軸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及工作原理1.1 尾傳動軸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成直八型直升機尾傳動軸系統(tǒng)由傳動軸、撓性聯(lián)軸節(jié)組件（一套撓性聯(lián)軸節(jié)組件由一個撓性聯(lián)軸節(jié)、6組專用螺栓和槽形螺母、24個厚度不同的調(diào)整墊片組成）和尾傳動軸承等部件組成（如圖1所示）。尾傳動軸由一根尾傳前軸、五根尾傳后軸和一根尾傳斜軸構(gòu)成。尾傳動軸均用薄壁大直徑鋁合金管制成，尾傳前軸和尾傳斜軸的兩端固定著高強度鋼制成的三角形法蘭盤，每個法蘭盤用膠和鉚釘與管子連接；尾傳后軸一端與花鍵接頭相連，另一端與鍛制的法蘭盤相連，這兩個部件由高強度鋼制成，用膠和鉚釘連接到管子上。1支座 2撓性聯(lián)軸節(jié) 3傳動軸承 4傳動軸 5前傳軸 6后傳軸圖1 尾傳動系統(tǒng)組成每根尾傳動軸輸入與輸出法蘭盤兩端通過安裝具有可調(diào)整厚度墊片的撓性聯(lián)軸節(jié)來實現(xiàn)扭轉(zhuǎn)力矩傳遞的安全可靠。撓性聯(lián)軸節(jié)能減弱在正常工作中由尾梁和斜梁裝置的彈性和溫度變化而引起的扭轉(zhuǎn)、彎曲和傳動軸的膨脹應(yīng)力。撓性聯(lián)軸節(jié)是為了連接傳動軸的法蘭盤而設(shè)計的。它有冷軋鋼片制成的15片圓盤層疊而成。層疊的兩片相鄰圓盤纖維方向是相交叉的，可以避免扭曲，撓性聯(lián)軸節(jié)的一面安裝著帶肩襯套，另一面安裝著圓墊圈。每根尾傳后軸帶有一個軸承座。每根軸都進行動平衡。通過用膠粘固定的配重塊來調(diào)節(jié)平衡，使之達到動平衡要求。1.2 尾傳動軸系統(tǒng)的工作原理直升機在工作時，發(fā)動機輸出功率后帶動主減速器運轉(zhuǎn)。主減速器通過內(nèi)部齒輪組的減速后將扭轉(zhuǎn)力矩傳遞給尾傳動軸輸出端法蘭盤；尾傳動軸輸出端法蘭盤將扭轉(zhuǎn)力矩輸出傳遞給尾傳動軸組件，然后再通過中間減速器和尾部減速器兩級減速后，將扭轉(zhuǎn)力矩傳遞給尾槳轂和尾槳葉，從而實現(xiàn)尾槳平衡主槳轂和主槳葉旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的反扭矩，實現(xiàn)航向的動力。尾傳動軸組件在工作時，尾傳動軸軸系由前至后依次由一根尾傳前軸通過撓性聯(lián)軸節(jié)帶動尾傳后軸組件，再傳遞至中間減速器；通過中間減速器減速和換向后傳遞給尾傳斜軸組件，再傳遞至尾部減速器；通過尾部減速器減速和換向后傳遞給尾槳轂和尾槳葉。由于尾傳動軸全長6040mm，傳遞距離較長，為了保證各個傳動軸工作的安全可靠，調(diào)整傳動軸兩端的撓性聯(lián)軸節(jié)的相位和可調(diào)墊片的厚度，來實現(xiàn)傳動軸跳動量和偏擺量符合使用要求。直升機正常工作時，尾傳前軸和尾傳后軸以n額定=3495rmim高速旋轉(zhuǎn)，尾傳斜軸以n額定=2896rmim高速旋轉(zhuǎn)，因此在安裝傳動軸組件時，必須保證傳動軸的安裝精度及較小的跳動量和偏擺量。根據(jù)直八型維護手冊規(guī)定，尾傳動軸跳動量不大于0.15mm，偏擺量不大于0.40mm。2 尾傳動軸偏擺量和跳動量過大的危害2.1 尾傳動軸偏擺量過大的危害尾傳動軸的偏擺指的是撓性聯(lián)軸節(jié)的偏擺，當(dāng)撓性聯(lián)軸節(jié)安裝在理想狀態(tài)時，撓性聯(lián)軸節(jié)的六個連接點是完全在同一個平面內(nèi)的，即偏擺量等于零，且該平面絕對與傳動軸的軸向垂直，當(dāng)聯(lián)軸節(jié)高速旋轉(zhuǎn)時，由于聯(lián)軸節(jié)的對稱性，每個點的離心力合為零，撓性聯(lián)軸節(jié)平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)。但是，這種理想狀態(tài)通常不存在，這六個點相對有個偏擺量，在安裝的過程要求偏擺量在規(guī)定的范圍之內(nèi)（偏擺量的最大差值不大于0.4mm），如果偏擺量過大，根據(jù)離心力公式F=m2r和力矩公式M=FL（L為偏擺、量）得出M=m2rL，由于偏擺量的存在，在聯(lián)軸節(jié)上就形成了兩個力矩，這兩個力矩方向相反，不在同一條直線上，這樣就形成了一個扭力矩，當(dāng)偏擺量越大時，扭力矩就越大，當(dāng)這個扭力矩超出規(guī)定值時就可能損壞撓性聯(lián)軸節(jié)，嚴(yán)重時導(dǎo)致尾槳不能工作，使直升機失去平衡，嚴(yán)重影響了飛行安全。2.2 尾傳動軸跳動量過大的危害尾傳動軸的跳動指的是傳動軸法蘭盤的跳動，當(dāng)傳動軸安裝在理想狀態(tài)時，轉(zhuǎn)動尾傳軸時，傳動軸法蘭盤上的三個點完全在同一個旋轉(zhuǎn)面上，即跳動量等于零，當(dāng)尾傳軸高速旋轉(zhuǎn)時，尾傳軸上每個點的離心力合為零，尾傳軸平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)。但是，由于安裝誤差的存在，這種理想狀態(tài)通常不存在，法蘭盤始終有個跳動量，在安裝的過程要求跳動量在規(guī)定的范圍之內(nèi)（跳動量的最大差值不大于0.15mm），如果跳動量過大，根據(jù)離心力公式F=m2r得知，跳動量越大，不平衡的離心力就越大，當(dāng)尾傳動軸高速旋轉(zhuǎn)時，這個離心力也隨著尾傳動軸旋轉(zhuǎn)，使得尾傳動軸產(chǎn)生振動，嚴(yán)重時可能損壞尾傳動軸支座或者撓性聯(lián)軸節(jié)，甚至于尾傳動軸損壞，影響飛行安全造成飛行事故。由以上兩點得知，當(dāng)重新安裝尾轉(zhuǎn)動軸時，必須檢測尾傳動軸的偏擺量和跳動量，只有偏擺量和跳動量都符合要求時，直升機才能用于飛行。3 尾傳動軸的預(yù)先安裝在直升機出廠時，傳動軸跳動量和偏擺量已經(jīng)調(diào)整合格。但是，由于在交付部隊使用中，由于因故障或到壽等原因更換部分或全部尾傳動軸組件時，傳動軸跳動量和偏擺量就必須重新進行調(diào)整和檢測。特別是在更換部分尾傳動軸組件時，由于新舊傳動軸組件沒有經(jīng)過磨合使用，傳動軸跳動量和偏擺量調(diào)整起來比較費時費力。在對尾傳動軸偏擺量和跳動量檢測前，必須先對傳動軸進行預(yù)先安裝。調(diào)整墊圈能夠在撓性聯(lián)軸節(jié)和傳動軸法蘭盤之間消除間隙，務(wù)必讓調(diào)整墊片均勻分布在撓性聯(lián)軸節(jié)和法蘭盤之間（如圖2、圖3所示）。具體如下：a.把撓性聯(lián)軸節(jié)定位在兩個法盤之間，用定位銷固定；b.把聯(lián)軸節(jié)壓在第一法蘭盤上，在第二法蘭盤連接孔的位置，測量聯(lián)軸節(jié)臺階軸襯和第二法蘭盤間的間隙“a”；c.選取厚度為E=a2的墊圈(計算方法見示例)，分別放在第二法蘭盤連接點和聯(lián)軸節(jié)之間。用螺栓、螺母、墊圈將聯(lián)軸節(jié)連接到第二法蘭盤上；d.測量聯(lián)軸節(jié)臺階軸襯和第一法蘭盤之間間隙“b”；e.選取厚度為b的墊圈，安裝在聯(lián)軸節(jié)和第一法蘭盤之間，然后用螺栓、墊圈、螺母固定。例如：a=388mm、E=a2=194或取成靠近03的倍數(shù)=1，8mm后，需要下列墊圈：一個厚度1.5mm墊圈，一個厚度0.3mm墊圈；二個厚度0.6mm墊圈務(wù)必放在螺母下面。圖2 尾斜傳動軸撓性聯(lián)軸節(jié)與法蘭盤間隙的調(diào)整圖3 撓性聯(lián)軸節(jié)的調(diào)整4 尾傳動軸偏擺量和跳動量的檢測在測量尾傳動軸偏擺量和跳動量時，為確保所測得的數(shù)據(jù)可靠，要保證尾傳動軸系統(tǒng)已經(jīng)預(yù)先安裝好，安裝時，應(yīng)禁止工作人員上下直升機，保持直升機尾部平臺平穩(wěn)無晃動。測量時，要選取計量合格和質(zhì)量可靠的測量工具，通常使用百分表和磁性表座測量工具。如果條件允許，使用千分表精確度更高。具體測量時，要根據(jù)直升機尾部平臺上可利用空間的具體情況適時調(diào)整磁性表座和百分表的安裝角度，既要方便測量，又要保證盡量減少測量誤差，同時要保證方便觀察讀取百分表的指示數(shù)值。根據(jù)直八型維護手冊規(guī)定，偏擺量均差不大于0.40mm。4.1 尾傳動軸偏擺量的檢測進行尾傳動軸偏擺量測量時，通常通過適時調(diào)整將百分表的伸縮測量頭從前至后沿傳動軸的軸向方向指向撓性聯(lián)軸節(jié)的最外側(cè)，盡量接觸聯(lián)軸節(jié)的邊緣，保持磁性表座與百分表的位置固定不動（如圖4所示）。輕輕地轉(zhuǎn)動尾傳動軸，使觀察到的百分表上所顯示的數(shù)值均小于0.60mm即可。由于撓性聯(lián)軸節(jié)連接著前后兩個三角形法蘭盤，所以通常要測量6個連接點的偏擺量。尾傳動軸系統(tǒng)共有9個聯(lián)軸節(jié)，所以要逐個測量，通常對每個聯(lián)軸節(jié)測量數(shù)據(jù)不少于3組，方便對比分析。假設(shè)測量的偏擺量為L，轉(zhuǎn)動尾傳動軸系統(tǒng)一圈測得的數(shù)據(jù)分別為：L1、 L2、 L3 、L4、 L5、 L6。用最大的值減去最小的值，就得到了該部位一組偏擺量的均差，所得的均差值不得大于0.4mm。如果對于同一個撓性聯(lián)軸節(jié)，所測得的3組偏擺量的差值均小于0.4mm，那就表示這個撓性聯(lián)軸節(jié)偏擺量合格，如果大于等于0.4mm，就必須對這個撓性聯(lián)軸節(jié)偏擺量進行調(diào)整。圖4 尾傳動軸組件偏擺量的檢測4.2 尾傳動軸跳動量的檢測在對尾傳動軸進行跳動量的測量時，通常通過適時調(diào)整將百分表的伸縮測量頭從上至下垂直于軸向的方向指向撓性聯(lián)軸節(jié)的最外側(cè)，盡量接觸聯(lián)軸節(jié)的邊緣，保持磁性表座與百分表的位置固定不動（如圖5所示）。輕輕地轉(zhuǎn)動尾傳動軸，使觀察到的百分表上所顯示的數(shù)值均小于0.85mm即可開始讀取并記錄百分表上所指示的數(shù)值。由于撓性聯(lián)軸節(jié)連接著前后兩個三角形法蘭盤，所以通常要測量6個連接點的跳動量。尾傳動軸系統(tǒng)共有9個聯(lián)軸節(jié)，所以要逐個測量，通常對每個聯(lián)軸節(jié)測量數(shù)據(jù)不少于3組，便于對比分析。假設(shè)測量的跳動量為R，轉(zhuǎn)動尾傳動軸系統(tǒng)一圈測得的數(shù)值分別為：R1、R2、 R3 、R 4、 R5、 R6。用其中最大的值減去最小的值，就得到了該部位一組跳動量的均差，所得的均差值不得大于0.15mm。如果對于同一個撓性聯(lián)軸節(jié)，所測得的3組跳動量的差值均小于0.15mm，那就表示這個撓性聯(lián)軸節(jié)跳動量合格，如果大于等于0.15mm，就必須對這個撓性聯(lián)軸節(jié)跳動量進行調(diào)整。圖5 尾傳動軸跳動量的檢測5 尾傳動軸偏擺量和跳動量的調(diào)整根據(jù)直八型直升機維護手冊規(guī)定，偏擺量的最大差值不大于0.4mm，尾傳動軸跳動量最大差值不大于0.15mm。一般情況下，尾傳動軸系統(tǒng)的整個軸系在出廠前都要經(jīng)過靜平衡和動平衡試驗，只有試驗合格的尾傳動軸系統(tǒng)部附件才能裝機使用。如果更換整個尾傳動軸系統(tǒng)，經(jīng)過預(yù)先安裝后，尾傳動軸系統(tǒng)的偏擺量以及跳動量通常都是合格的。但更換的只是尾傳動軸系統(tǒng)的部分機件時，由于生產(chǎn)批次、時間、磨合期等因素的影響，偏擺量以及跳動量的均差則很容易超出規(guī)定。5.1 尾傳動軸偏擺量超差的調(diào)整偏擺量的均差的大小直接影響傳動軸扭力矩的大小，偏擺量的均差越大，對撓性聯(lián)軸節(jié)所施加的扭力矩也就越大。如果偏擺量的均差大于規(guī)定值則很容易造成撓性聯(lián)軸節(jié)和尾傳動軸軸承的損傷。所以，要盡可能的減小偏擺量的均差，通過調(diào)整使偏擺量的均差符合規(guī)定值。通常采用調(diào)整撓性聯(lián)軸節(jié)與法蘭盤之間的調(diào)整墊片的數(shù)量與厚度來調(diào)整偏擺量的大小，從而實現(xiàn)偏擺量均差符合規(guī)定值。調(diào)整的原則是，通過增減墊片的總的厚度使安裝于撓性聯(lián)軸節(jié)和三角形法蘭盤之間同一平面內(nèi)的墊片總的厚度是相同的。在調(diào)整時，要盡可能的保持撓性聯(lián)軸節(jié)位于兩個法蘭盤中間的位置，兩側(cè)墊片總的厚度盡可能一樣多。5.2 尾傳動軸跳動量超差的調(diào)整跳動量的均差大小直接影響傳動軸不平衡離心力的大小，該離心力越大，導(dǎo)致尾傳動軸縱向振動量越大，很容易造成尾傳動軸軸承的損傷。所以，要盡可能的減小跳動量的均差，通過調(diào)整使跳動量的均差符合規(guī)定值。根據(jù)維護手冊和外場使用經(jīng)驗，尾傳動軸跳動量超差的調(diào)整通常采用兩種辦法：一是如果跳動量的均差小于0.20mm，則針對相對應(yīng)撓性聯(lián)軸節(jié)的跳動量過大部位，擰松法蘭盤三角形在法蘭盤圓周面用橡膠榔頭輕輕敲擊，施加一個很小的外力，使得該部位的跳動量減小，然后再檢測其跳動量是否符合要求，否則，再給其跳動量過大的部位施加一個力，直至跳動量符合要求；二是使用第一種方法后，其跳動量始終無法達到規(guī)定的要求時，改變單獨每一根尾傳動軸的軸向相位這兩種方法的的來調(diào)整