飛機用滑輪的擺動間隙、軸承強度檢測裝置及檢測方法

白亞玲，蘭天

（1.中航飛機起落架有限責任公司，陜西 漢中 723200；2.陜西航空職業技術學院，陜西 漢中 723102）

0 引言

滑輪是飛機操縱系統的重要元件，用于輔助操縱、飛行操縱、重型操縱或一般操縱[1]。本文所述飛機用滑輪是單槽滑輪的典形結構，材料為經過酚醛縮合物浸漬的纖維織物或等效增強材料，由圖1所示滑輪殼體、設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。交付使用前要進行輪緣與槽底的同軸度測試、擺動間隙檢測、輪緣強度、結合強度、殼體強度、耐久性等一系列試驗[2]，并保證在相應規定范圍內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環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構、性能與設計標準的符合性和生產工藝的穩定性，確保生產的飛機用滑輪滿足飛機裝機要求。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，軸承出現任何形式的破壞都視為滑輪破壞，且試驗后滑輪軸承轉動靈活，檢測結果可證明軸承強度。

1 測試裝置結構設計及特點

1.1 傳統檢測裝置結構

現有的滑輪擺動間隙檢測，采用圖2所示的結構形式。軸承內環固定在試驗裝置上，靠近滑輪槽底處用鋼球、杠桿、砝碼加力使滑輪偏轉，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上的使用狀態，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 檢測裝置整體結構設計

檢測裝置結構如圖3、圖4所示，共由9部分組成。

圖4 檢測裝置側視圖

1.2.1 定位部件的設計

1）上接頭1的上部分設計有與試驗機上工作臺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T形槽中（如圖5）；下接頭9的“T”狀頭同樣安裝在試驗機下工作臺上。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向扯開2°夾角[3]，完全模擬工作中滑輪受力狀態，如圖3所示。上接頭1定位面上設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]，并可以依據檢測需要更換。

1.2.2 加力、受力部件

滑輪3的上部輪槽內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中工作狀態

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設計為“U”形開口墊圈，可依據滑輪直徑安裝在鋼絲繩5的左、右兩側，保證鋼絲繩5在受力時處于垂直狀態。

1.3 飛機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，應排除軸承軸向間隙，殼體不受任何支撐，將滑輪旋轉一圈進行測量。飛機用所有滑輪的同軸度和擺動間隙檢測結果應符合表1規定范圍，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，測試結果更精準；另外，滑輪軸承出現任何形式的破壞，即視為滑輪不合格，檢測結果可驗證軸承強度。

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使用中的受力狀態，得出擺動間隙結果的同時也得到軸承強度結果。

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，測試裝置有很強的通用性和經濟性。

4）裝置按滑輪槽底直徑為25～50 mm、50～75 mm、75～140 mm設計3種規格，更換定位軸、鋼絲繩直徑，適當調整墊圈7厚度和位置，可以對飛機操縱滑輪所有規格25～140的滑輪進行擺動間隙檢測。

5）裝置已經在大型飛機操縱滑輪擺動間隙、軸承強度、同軸度測量中應用良好。

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分別沿試驗機上、下工作臺T形槽移動到試驗機工作臺中心。試驗設備為微機控制電子萬能試驗機（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，并使軸承內環端面緊貼上接頭1定位面，擰緊壓緊螺母2，使滑輪3軸承內環完全固定，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，讓試驗機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，調整墊圈7，使鋼絲繩5處于垂直狀態，然后擰緊帶肩螺母6，鋼絲繩5固定。

4）操縱試驗機，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一次試驗。測得的擺動間隙值小于0.13 mm或軸承出現任何形式的破壞，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，滑輪旋轉一周由百分表測量輪緣、槽底同軸度值，依據表1判斷滑輪同軸度是否合格。

3 結語

飛機用滑輪的擺動間隙和軸承強度檢測裝置結構簡單，完全模擬滑輪在飛機運行時工作中受力狀態，得出滑輪擺動間隙結果的同時也得到軸承強度結果；去掉裝置的鋼絲繩、下接頭，旋轉滑輪一周可檢測出滑輪輪緣、槽底同軸度，使本裝置具有很強的通用性和經濟性。該檢測裝置已在大型飛機操縱滑輪擺動間隙、同軸度測量中應用良好。