一种新型缓冲器的工艺方法

黄慧群 尹航洪 李永东

(中航工业江西洪都航空工业集团有限责任公司，江西南昌330024)

缓冲器用于减缓飞机着陆撞击和地面滑跑冲击载荷，广泛运用在各种类型的飞机起落架上。笔者公司原生产的缓冲器为单腔式油气一体的缓冲装置。为了使乘员更舒适，有利于飞机着陆、滑跑功能，减小滑行载荷等，目前在三代机以上的飞机起落架上大多采用双腔油气分离、高低压腔缓冲器。本文介绍的起落架缓冲器就是这种新型的缓冲器。

1 缓冲器结构原理

该缓冲器结构如图1所示，主要由外筒、活塞杆、芯杆、针杆和浮动活塞等组成，二端连接采用了自润滑轴承设计方式，且缓冲器内设计为高、低压双腔工作结构。低压腔充气压力为P1，初始容积为V1;高压腔充气初压为P2，初始容积为V2，且P2＞P1，当有外力作用时，缓冲器开始压缩，这时V1开始压缩，P1开始增大，此时为第一阶段;当行程到S1，P1=P2时，高压腔开始压缩，由这一点开始，高、低压腔同时压缩，此阶段为第二压缩行程。由于第二级两个活塞面积大于第一级一个活塞面积，因此气压总载荷有突变。

2 难点分析与解决方法

2.1 主要部件难点分析

(1)多筒体组件设计要求高

该缓冲器为多筒体组件结构，外筒和活塞杆均为30CrMnSiNi2A材料，零件的形状公差主要有同轴度、垂直度、对称度要求，孔的精度为7～8级，尤其外筒为薄壁筒形零件，内表面粗糙度要求高。

(2)高低压腔易串气

缓冲器内部设计为高、低压腔结构，低压腔注油后，填充压力仅为0.5 MPa，而高压腔填充压力高达20 MPa。研制初期，该缓冲器的高压腔两端密封沿用了O形胶圈密封(见图2)，当缓冲器高压腔做功时，浮动活塞作往复直线运动，经试验量压，发现高、低压腔易出现串气现象。经查O形圈最高承压为不大于21 MPa，在做功时，压力可能达到50～60 MPa，故串气是必然的。

(3)自润滑轴承装配难

自润滑轴承是引进美国先进技术，其安装固定与我们用过的轴承完全不一样，是外翻边，还必须进行脱出力检测，其配合要求高及压紧力必须掌握好，其相关尺寸精度高，且不充许超差，否则配制。

2.2 难点问题解决方法

(1)多筒体的加工

零件的形状公差和尺寸精度要求较高。因此，分析零件的结构特点并合理地选择工艺方法，是工艺加工过程中的重要环节。特别是对深孔加工，为了控制其变形、保证同轴度要求，除了要有丰富的经验外，还要配备相应的设备和刀量具作保证。为此，加工多筒体采取针对性的热前、热后工艺，热前粗加工和半精加工，可用加长麻花钻或高刚性麻花钻，在普通机床(车床、钻床)上加工，也可采用深孔刀具(板钻、枪钻等)在普通的专用机床上加工;然后进行锪、镗的半精加工。热后先加工精加工基准，再进行精加工和光整加工，通常采用磨削，再精磨和珩磨、超精或滚压加工;同时，在每道工序中控制跳动量均不大于0.02 mm，使多筒体零件内外圆同轴度控制在0.04 mm之内，满足使用技术要求。

(2)密封圈选型试验

由于双腔缓冲器的压力较高，原有材料密封出现高、低压腔易串气现象，工艺人员查对了O形圈的使用条件和范围，认为O形圈对＞21 MPa压力达不到密封作用，故必须从材料密封性能方面入手，重新选型。

在密封圈性能试验过程中，先后选用了FM－5和FM－1新材料进行密封试验，但低温试验仍有串气;为此，又选用了新的密封圈(K03－P、K08－35)来进行密封性能试验。同时，为配合新选的密封圈做密封试验，还对浮动活塞进行了重新设计(见图3)。

新选的密封胶圈，采用了国外目前较为先进的双层矩形密封胶圈，旨在解决高、低压腔密封串气问题，试装阶段新密封胶圈装配和O形密封胶圈相比，难度不小。

(3)密封圈装配

①密封圈K08－DS+K35的安装:将滑环(灰色)上的密封组件(蓝色)拆下，将滑环放到100℃的水中，煮沸40～50 min。把弹性体(红棕色)放入密封槽中，把安装用心轴装到浮动活塞上，将滑环安装到安装心轴上，向上推动至密封槽中，拆下心轴;一边转动，一边把复原工具推到密封组件上，5 h后拆去复原工具，将密封组件(蓝色)装到滑环上。

②密封圈S09－DS+K35的安装:把弹性体(红棕色)放入密封槽中，把滑环(灰色)进行弯曲压缩，不得擦伤，然后将滑环放入密封槽中，安装后，把密封圈的内径理平;把安装工具旋推入孔中，30 min后拆出安装工具，把密封组件(蓝色)装入密封槽内。

由于新的密封胶圈结构为双层矩形截面密封胶圈，在装配时必须借助引导圈、引导轴等，安全、稳妥地把新的胶圈装入密封槽内，而不出现变形、扭曲等。装配时，严格按程序操作，否则极易使密封圈折断。

③O形圈的安装:缓冲器低压腔采用O形密封胶圈密封的部分，挡圈装入外槽后，变形较为明显，需要进行定型处理(见图4)，以免进筒时挡圈被切边后，挡圈被切残余挤兑O形密封胶圈，造成漏油、漏气现象。

④装配注意:缓冲器装配时要避免密封件入筒时出现划伤、翻边等。

缓冲器选用的新密封胶圈(见图5)和正确的安装方法，并经密封性能试验验证，工作压力大于21 MPa时，高、低压腔未出现串气现象，串气问题得到解决。

(4)自润滑轴承的安装

①安装孔的加工:其要求精度非常高，采取精镗加工，利用校准环规作孔的比对检测。如若超差必须配制轴承。

②自润滑轴承的安装(见图6):自制专用安装设备，在曲线压力机上，按要求设计压紧力，进行轴承安装，在压制前对孔与轴承的配合一定要保持好，否则检查脱出力时产生压脱或轴承不灵活，脱出力也必须按要求设定，灵活性也必须按要求检查。从2005年对自润滑轴承进行工艺攻关至今，所压轴承均满足使用要求，未出现脱出和卡死情况。

3 结语

(1)由于该缓冲器是多筒体组件，多筒体内外圆的同轴度加工，单件均保持内、外同轴，选用基准准确，工艺方法合理。

(2)该双腔缓冲器结构内部采用了新的密封圈密封，选型正确;密封圈K08－DS+K35和密封圈S09－DS+K35的有效装配，工艺方法可行、有效。

(3)缓冲器低压腔O形胶圈密封部分，挡圈装入外槽后，变形较为明显，进行有效的定型处理，可避免挡圈入筒时被切残余挤兑O形密封胶圈，造成漏油、漏气现象，解决的方法有效。

(4)自润滑轴承的安装，经过几年的使用考核，未发生脱出和卡死情况，采用的安装技术可行。

总之，通过实践与探索，对双腔缓冲器的设计、制造和装配方法等积累了经验，为今后其他新型缓冲器的研制，探索了一条新路，具有应用、推广价值。

［1］邱宣怀.机械设计［M］.北京:高等教育出版社，1989.

［2］杨可桢，程光蕴.机械设计基础［M］.北京:高等教育出版社，1989.

［3］郑修本.机械制造工艺学［M］.北京:机械工业出版社，1999.