飛機液壓系統管路徑向壓接故障及分析

朱興浩 王堅 惠鴻釗

摘 要：隨著國家航空工業的快速發展，越來越多的新技術應用到國家民用以及軍用飛機研制領域。一種管接頭由于質量小、體積小、可靠性高、裝配過程簡易、耐壓能力強等優點，被應用于飛機液壓系統的裝配。但在液壓管路徑向壓接過程中，會發生液壓管道褶皺、管接頭內部密封環破損等故障，從而引起液壓管路泄露。本文以某機液壓系統管路裝配為例，通過對現場液壓管路徑向壓接產生的故障進行原因分析，識別液壓管路徑向壓接過程中的風險點，作為工藝改進應用到液壓管路徑向壓接操作中，從而從源頭上預防液壓管路徑向壓接故障的發生，提高飛機裝配質量，保證了飛機在液壓管路徑向壓接過程中的安全性和可靠性。

關鍵詞：液壓徑向壓接;飛機液壓系統;壓接故障;工藝改進

1 引言

飛機液壓系統是飛機能夠安全飛行的重要保障，是飛機飛行狀態的執行系統。它連接著飛控計算機和機翼、尾翼的各個活動面，接收飛控計算機的飛行指令，并根據指令調整飛機的飛行狀態。

但飛機液壓系統由于工作壓力、裝配間隙、溫度、油液污染、毛刺等原因，導致管路滲漏，壓力減少，執行部件不到位，對飛機造成重大安全隱患。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，液壓徑向壓接技術近年來逐步應用到飛機液壓系統裝配當中。

液壓徑向壓接技術相比于液壓螺接技術有著接頭質量小、體積小、可靠性高、裝配過程簡易、耐壓能力強等優點。但在實際應用當中，會發生液壓管道褶皺、管接頭內部密封環破損等故障。

針對裝配過程中產生的各種故障，通過液壓徑向壓接工藝流程分析，找出故障發生的原因并提出相應工藝改進方法。

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生變形，使管接頭與管道連接處產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，管接頭內部設計有兩個密封槽（如管接頭NSA855006，ABS0335，NSA855008等），密封槽內裝有硅酮密封環來實現接頭備份密封[2][3][4]。此外，管接頭內部端面有一個最大為7.6mm（0.3in）的管端間隙，防止管道在裝配時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，不僅能吸收結構公差（裝配誤差積累），還能補償飛機結構變化對管路產生的影響[5]，如圖1所示。

接頭端內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生尖角，從而實現在彎曲或振動條件下，有效減少應力集中的目的[1]，如圖2所示。

該工藝由于具有諸多優點，因此逐步應用在可用于飛機液壓系統管路裝配中。同時，為了避免液壓油在管路內部高速流動過程中與管壁摩擦，導致局部區域產生較高的靜電電壓;因此在接頭和周邊材料兼容性上也要重點考慮，一個重要的方面就是防止電位腐蝕。在接頭選用時，應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，但當壓接到鋁合金管道上，需要對壓接處進行“密封膠+防腐劑”保護，增強抗腐蝕能力。

液壓管路徑向壓接系統組成有：液壓氣動泵、液壓徑向壓接工具、管道劃線樣板、檢驗量規，切管機和毛刺去除工具，如圖3所示。

工藝流程：①，根據液壓管道尺寸選擇相應的劃線樣板、液壓徑向壓接工具以及檢驗量規;②，用標記筆以及劃線樣板在液壓管道外表面作出壓接標記線（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位于兩側液壓管道連續標記線（稱為“olive”線）上，用檢驗量規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

根據日常裝配操作過程中出現的各類故障現象，現總結如下：

故障1：液壓管道產生褶皺

當徑向壓接1"1/2尺寸不銹鋼液壓管道時，發現管接頭內部液壓管道端部產生褶皺，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，壓力值差別較大，故液壓管道發生褶皺。

故障2：壓接后接頭無法通過檢驗量規

在現場用檢驗量規檢查壓接后接頭直徑和長度時，檢驗量規無法通過接頭，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 壓接前未確認管接頭端部位于兩側液壓管道連續標記線（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。

故障4：管接頭內部密封環損壞

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部時，液壓管道端部外直徑上存在毛刺，從而引起密封環損壞;② 液壓管道在插入管接頭內部時，由于管道內部以及外部存在尖銳硬物質，引起管接頭內部密封環損壞。

故障5：壓接區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、下壓接顎內表面存在雜質、或者內表面損壞等，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：液壓系統管路污染度超標

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、設備污染;④ 壓接區域管道外表面有漆層。

4 工藝改進

通過分析生產現場液壓管路徑向壓接常見故障產生的原因，我們提出相應的工藝改進措施，如表1所示。

5 結論

實踐證明，通過分析生產現場液壓管路徑向壓接常見故障產生的原因，并制定相應工藝改進措施，作為重點控制項完善到液壓管路徑向壓接操作中，從而實現提前預防故障再次發生的目的，保障液壓管路安裝質量。

參考文獻

[1]《航空液壓管接頭綜述》.中國機械工程第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]《民用飛機液壓接頭選用及安裝探討》.科技視界2016年第13期.

[6]《飛機裝配工藝液壓系統的無縫壓接技術應用》.科技創新導報 Science and Technology Innovation Herald.2011 NO.19.