AIM型廚房烤箱安裝螺栓的重新設計

胡先龍 胡仲才 張曉蕾

摘要：介紹了一種替代AIM公司烤箱螺栓的螺絲設計思路，解決了AIM型烤箱易腐蝕、難以拆卸的問題。烤箱螺栓的替代以基于等強度設計并提高了螺栓的抗銹蝕能力為原則，尋找到一種抗腐蝕能力強、易拆卸且強度高于原緊固件的螺栓。

關鍵詞：烤箱；螺栓；替換；抗腐蝕

Keywords：oven；strew；alternative；corrosion resistance

1 設計背景

南航737NG機隊大多選型AIM公司的廚房設備，AIM型廚房設備的烤箱的安裝螺栓安裝在廚房工作臺面下。由于廚房工作臺面是潮氣以及旅客配餐湯汁的聚集地，形成一種極易腐蝕的工作環境。水汽與湯汁往往順著夾縫滲入安裝孔，造成螺栓的電化學腐蝕。AIM型烤箱原裝螺栓是一種低合金鋼材料表層鍍鎘的螺栓，當鍍鎘層遭到破壞后，裸露的鐵基材料直接暴露在腐蝕環境中，腐蝕就會加劇。腐蝕產物往往附著在螺栓表面造成螺栓與安裝孔機體直接黏著在一起，導致螺栓的拆卸困難。另外，原烤箱螺桿為沉頭內十字槽螺釘，在反復拆裝過程中極其容易損壞槽口，造成十字頭螺刀打滑，如圖1所示。

飛機烤箱設備可靠性并不高，大數據顯示，幾乎每隔24個月烤箱就會出現按鍵失效或者排風系統故障導致的內部電路跳閘等情況。航線中經常會出現在短停或航后更換烤箱設備的情況。如果恰好碰到一個需要更換的烤箱且其安裝螺釘銹蝕，機務人員會感覺非常棘手。銹蝕的螺栓極難拆裝，如果需要拆除一個刀口槽磨損且銹蝕的螺栓，基本都是采取破壞拆除法。首先需要像拆鉚釘一樣使用氣鉆鉆掉螺釘沉頭部分，然后用鋸條插入烤箱與臺面的縫隙鋸斷螺桿，最后使用氣沖沖出斷裂的螺桿。整個拆卸過程可能耗時7～8工時，且對操作手法要求非常高，稍有偏差就會破壞安裝孔。這是由于安裝孔為紙蜂窩結構，而螺釘為合金鋼材料，在鉆頭進給過程中，鉆頭中心會自動向軟的材料偏移。機務人員在需要特殊拆裝烤箱螺桿時都會小心不去破壞螺釘的內襯孔內壁，避免造成二次破壞。即便如此，本機隊每年因此而造成的維修損失仍不下數萬元。此外，烤箱因故障保留會影響旅客配餐，也給航空公司客艙服務間接造成了影響。

2 替代螺栓設計方案的適航認證

為了從源頭上解決這個問題，決定進行烤箱替代螺栓的設計。為此，需要解決兩方面問題：1）替代的螺栓需符合適航要求；2）替代的螺栓應拆卸快捷，抗腐蝕性能好，強度滿足要求。

螺栓標準規格與種類浩如煙海，常見有BAC、MS、AN等，飛機上安裝的螺栓必須經過相應的批準。需要在種類繁多的螺栓標準中找到合適的材料并得到認證。

工作中發現，貨艙地板螺釘處于極端潮氣聚集地，但是貨艙地板螺釘卻從未發生腐蝕。查閱相關資料，發現地板螺釘材料為Ti-6Al-4V，該材料有著出色的抗腐蝕性能和高的比強度，被廣泛應用于航空領域。內十字沉頭螺栓的刀口槽在反復拆裝過程中容易磨損，還會造成工具打滑。而六角螺栓可以使用套筒拆卸，工具不會打滑，且可以承受更大的扭力矩。綜合以上兩點要求，查閱所有BAC、MS、AN的緊固件標準，最終選定BACB30NM 系列六角頭螺栓，Ti-6Al-4V材料制造，抗拉強度為160KSI，最高使用溫度為450℉。烤箱原螺栓件號為MS24693S108，直徑為4/16，抗拉強度為125KSI。因此，無論是從強度還是抗腐蝕性能來說，BACB30NM系列螺栓都優于原螺栓。

基于以上情況，將兩種螺栓材質性能加以對比并上報波音公司，最終波音于2015年1月1日以SR3-3064324604批準此替代方案，我公司將波音SR上報AIM廠家，廠家經過兩個月論證后，于2015年 3月17日發布新的服務信函，批復了我們的整體替代方案（見圖2）。

3 埋頭窩修理墊片的使用

原AIM廚房螺釘為埋頭螺栓，在原安裝面板下表面為埋頭凹陷窩結構，不能直接安裝六角螺栓。為保證安裝時六角頭不至于凹陷，需要用到埋頭窩修理墊片。查閱波音結構手冊以及波音圖紙，有一種波音標準埋頭窩修理墊片66-2955-4可以配合螺栓一起使用，如圖3所示。

4 改裝成果

南航湖北公司于2015年7月開始對執管飛機符合構型的AIM烤箱原安裝螺栓進行了整體更換，截至2019年7月，在航線以及定檢維修中再未發生一起因烤箱螺栓銹蝕而需要破壞拆裝的案例。在航線短停的40分鐘能夠輕松完成烤箱設備的更換任務，整個烤箱拆裝過程簡單、快捷、方便。原烤箱螺栓腐蝕性問題以及難以拆裝問題得到徹底解決。每年可為公司節省人力和航材成本數萬元。鑒于其實用價值，可在行業內推廣使用。

參考文獻

[1] Boeing.D634A210 B737-800 Structural Repair Manual，Rev 64[Z]. 2018-11-10.

[2] Boeing. Boeing Part Standard-BACB30NM，Revision BC 22[Z]. 2018-3.

[3] Boeing. Drawing 66-2955[Z].