摘 要:针对某型飞机的加油口盖伞形阀门出现断裂, 对该件进行自制开发, 设计制作了一种橡胶模具, 目前使用该模具生产出的零件已经装机使用。
关键词:飞机; 伞形阀门; 橡胶模具; 设计;
1 开发背景
在某型飞机的一次航后定检中, 机务人员发现其加油口盖的伞形阀门出现断裂脱落 (如图1所示) , 并在随后的普查中, 发现多架该型飞机存在相同问题。
该伞形阀门为橡胶件, 主要作用是阻挡水分进入油箱, 如果该阀门出现破损或缺失都会造成一定的安全隐患。导致该故障发生的主要原因是橡胶件老化, 安装了此橡胶件的该型飞机均存在发生此类故障的可能性。咨询该橡胶件的生产厂, 厂方无法确定其售价以及能否单独购买。若更换整个加油口盖, 费用较高, 且采购周期也较长。综合考虑, 决定对该件进行国产化自制。
2 自制开发过程
由于该橡胶件长期处于汽油浸泡的工作环境, 根据此特点, 选用5250丁腈橡胶作为原料。5250丁腈橡胶有耐油性好、伸长率高等优点, 是常用的航空耐油橡胶。首先, 将5250胶料放入该机型飞机所使用的100LL号汽油中进行浸泡实验, 浸泡时间为5天。经过浸泡试验检测, 该胶料在浸泡后无溶解和开裂等异常情况, 可以作为制造伞形阀门的胶料使用。
图1某机型飞机加油口盖 (左为正常件, 右为伞形阀门断裂件)
自制的伞形阀门外形及尺寸需与原件一致。在对原件进行尺寸测绘后, 绘制出伞形阀门零件尺寸图, 如图2所示。
根据零件尺寸计算模具中型腔尺寸 (需考虑胶料的收缩) , 并进行模具设计, 模具装配图如图3所示。整个模具使用调质HRC25~30的45号钢棒料制作。模具大体由上下模构成, 由上下模结合部分构成零件的外部轮廓, 在模具中间加入一个衬套, 以形成零件中的安装固定台阶。模具采用梯形结构镶嵌配合设计, 这种设计能够稳定地安装模具, 并能够在生产中省去安装和拆卸镶块和定位销的步骤, 达到提高生产效率的目的。
3 功能验证
通过咨询飞机制造商, 获得伞形阀门的工作性能要求是在4英寸水柱的负压时能够打开, 并能够保持0.5psi的正压。根据这些需进行验证的参数, 设计测试试验。
试验中使用大气数据测试仪 (型号LAVERSAB MODEL 6580) , 通过橡皮管与加油口盖的芯部相连 (伞形阀门安装在芯部零件上) .该大气数据测试仪精度为0.01英寸泵柱, 能提供稳定的正压和负压环境, 并能检测连接管路是否存在渗漏。
管路环境按照飞机厂商给出的验证标准进行设置, 分别连接原装件和自制件进行测试, 同时增加负压0.01英寸泵柱和正压0.02英寸泵柱情况, 检测微小正负压是否影响伞形阀门状态。
具体试验步骤为:
1) 试验设备开机进行自检, 确认设备正常工作。
2) 试验设备检测当前常压值, 检测结果为28.47英寸泵柱。
3) 在设备上设置正压值, 即在常压值基础上增加2~3英寸泵柱, 对试验管路进行增压, 检测管路是否漏气。若发生漏气, 将管路浸泡水中, 调整管路连接, 直至管路没有气泡浮出, 此时管路压力达到设备设定值。
图2伞形阀门测绘图
图3伞形阀门橡胶模具装配图
表1 试验结果
3) 进行原装件和自制件的对比试验。
试验结果如表1所示。
通过上述试验对比, 证明自制件具备与原厂件相同的功能。此外, 自制件在装机监控使用过程中反应良好, 可以替代原厂件进行使用。
参考文献
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