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[32起落架] 基础知识 | 飞机机轮

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东航中国民航大学在线王实名认证人气写手荣誉顾问解疑达人

发表于 2019-9-11 12:36:06 | 显示全部楼层 |阅读模式
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飞机机轮是起落架系统的重要组成部分。轮胎安装在飞机上,在滑行、起飞和降落过程中支撑着飞机的全部重量。
典型的飞机机轮重量轻,强度大,由铝合金制成,也有一些镁合金机轮。
早期的飞机机轮是单件结构,与现代汽车轮大同小异。随着飞机轮胎的使用上的改进,为了更好地吸收着陆时的力量而不被爆胎或从边缘分离,它们变得更加坚硬。把这样一个轮胎拉到一个整体式轮辋上是不可能的。于是两半式机轮应运而生。

早期的两半式飞机轮子基本上是带有一个可拆卸轮毂的一件式机轮,以便安装轮胎。这种在旧飞机上还可以找到的。[图1]
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图1:在旧飞机上使用的可拆卸轮毂可以是落心式或平底式
后来,开发出了两个几乎对称的两半机轮。几乎所有的现代飞机轮子都是这种两件式结构。[图2和图3]
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图2:现代轻型飞机上使用的两件式分体式机轮
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图3:现代客机上两件式机轮的特征


01.机轮结构Wheel Construction
典型的现代两件式飞机机轮由铝或镁合金铸造或锻造而成。两半部分用螺栓连接在一起,在O形圈的配合面上有一个凹槽,因为大多数现代飞机都使用无内胎轮胎,所以O形圈可以密封轮辋。
机轮的胎圈座区域是轮胎实际接触轮胎的地方。它是在着陆过程中承受轮胎显著拉伸载荷的关键区域。为了在制造过程中加强该区域,通常对胎圈座区域进行轧制,以在压缩应力荷载下对其施加预应力。

内侧半轮Inboard Wheel Half
两半机轮不相同。其主要原因是,内半机轮必须有一个装置来接收,并驱动安装在两个主轮上的飞机刹车转子。转子上的凸舌安装在许多机轮上的钢筋键槽中。其他机轮有用螺栓固定在内半轮上的钢键。这些是为了配合刹车盘周围的安装槽。
一些小型飞机的机轮有将刹车转子栓接到内半轮上的装置。无论如何,内半轮通过其刹车安装功能与外半轮区别开来。[图4]
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图4:飞机机轮内半轮上的驱动键,用于与旋转式刹车盘的转子接合
两半机轮包含一个在中心形成的轴承腔,该轴承腔安装典型机轮轴承装置的抛光钢轴承杯、圆锥滚子轴承和润滑脂保持架。还可以加工一个凹槽来安装固定夹,以便在拆卸机轮组件时将轴承组件固定到位。机轮轴承是机轮组件的重要组成部分。
高性能飞机上使用的内半机轮可能有一个或多个热熔塞。[图5]在紧急刹车过程中,温度会变得非常高,以至于轮胎温度和压力上升到一定程度,从而导致机轮和轮胎组件可能爆炸。
热塞芯内填充低熔点合金。在轮胎和机轮温度达到爆炸点之前,内芯熔化并放气。如果热塞融化,则轮胎必须停止使用,必须按照机轮制造商的说明检查机轮,然后才能恢复使用。还应检查相邻机轮组件是否有损坏迹象。隔热板通常安装在嵌件下方,用于接合刹车盘,以帮助防止机轮和轮胎组件过热。
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图5:飞机刹车能量高会导致轮胎气压和温度升高到一定程度,从而导致机轮组件爆炸。为了缓解这种情况,安装在高性能飞机机轮内半部分的热熔塞由一个可熔芯制成,在爆炸前熔化并释放轮胎中的空气
过充安全塞也可以安装在内半机轮上。这是为了在轮胎过度充气时破裂并释放轮胎内的所有空气。充气阀也经常安装在内半轮上,阀杆通过外半轮上的孔延伸,以允许进行充气和放气。

外侧半轮Outboard Wheel Half
外侧机轮半部用螺栓固定到内侧机轮半部,以构成安装轮胎的机轮组件。中心凸台的构造与内侧半个机轮上的一样,用于安装轴承外圈和轴承组件。外轴承和轴端盖上盖子,以防止污染物进入该区域。
带防滞刹车系统的飞机通常在这里安装轮速传感器。它是密封的,也可以用作轮毂盖。图3所示的737外半轮也在整个半轮上有一个轮毂盖整流罩。这起到了整流作用,因为在这种飞机上,外半轮没有关闭进起落架舱门里。轮毂盖也可以在固定起落架飞机上找到。
外侧半轮为气门杆提供了一个方便的位置,用于给无内胎轮胎充气和放气。或者,它可以包含一个孔,气门杆伸长部分可以通过该孔从内半轮穿过,或者如果使用内胎,气门杆本身可以穿过该孔。


02.机轮检查Aircraft Wheel Inspection
尽可能是在装机状态对机轮经常进行检查。更详细的检查和任何测试或修理需要从飞机上拆下机轮的后完成。


机上检查On Aircraft Inspection
飞机机轮组件的一般状况在飞机上就能检查,可以发现可能需要从飞机上拆卸机轮的任何可疑损伤迹象。

正确安装Proper Installation
起落架区域环境恶劣,技师应尽可能检查起落架,包括机轮、轮胎和刹车榖。不应理所当然就以为机轮安装正确。
所有机轮系紧螺栓和螺母必须在位并固定。螺栓缺失是拆卸的原因,由于可能出现的应力,必须按照机轮制造商的程序对两半机轮进行彻底检查。轮毂防尘盖和防滞传感器也应牢固。内侧半轮应与刹车榖接合,无磨损或过度移动迹象。机轮上的所有刹车键必须在位并固定。
检查机轮有无裂纹、剥落的油漆和过热迹象。检查热熔塞,确保没有可熔合金熔化的迹象。允许轮胎压力损失的热熔塞要求拆下机轮进行检查。在飞机上时,应仔细检查所有其他带刹车和热熔塞的轮子,以确定它们是否过热。应全面观察每个机轮,以确保其不会异常倾斜。轮毂不应丢失任何零件,且机轮上不应出现明显冲击损坏的区域。

轴螺母力矩Axle Nut Torque
轴螺母扭矩对飞机机轮的安装至关重要。如果螺母太松,轴承和机轮组件可能会过度移动。轴承外圈可能松动和旋转,从而损坏机轮。轴承滚柱也可能造成冲击损坏,从而导致轴承故障。[图6]
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图6:轴螺母上的不当松开力矩可能导致过大的端隙,导致轴承座圈损坏,称为扇形磨损。最终,这会导致轴承故障
过紧的轴螺母阻止轴承正确接受飞机的重量载荷。轴承在没有充分润滑的情况下旋转,吸收较高摩擦水平产生的热量。这也会导致轴承故障。所有飞机轴螺母必须按照机身制造商的维护程序安装和拧紧。

机轮从飞机上拆下后的检查Off Aircraft Wheel Inspection
安装在飞机上的机轮检查时发现异常,可能需要在机轮从飞机上拆下的后进行进一步检查。其他项目,如轴承状况,只能在机轮组件拆下的情况下进行。全面检查机轮需要将轮胎从轮辋上拆下。从飞机上拆卸机轮组件时,请遵守以下注意事项。
注意:在开始从飞机上拆卸机轮之前,先给轮胎放气。
众所周知,机轮组件在拆卸轴螺母时会爆炸,特别是在处理高压、高性能轮胎时。螺母的扭矩可能是将有缺陷的机轮或断裂的系紧螺栓固定在一起的唯一力。当轮胎松脱时,轮胎的高内压会造成灾难性的故障,对技师来说可能是致命的。
在拆卸前让飞机轮胎冷却也很重要。冷却需要三个小时或更长时间。从前面或后面接近机轮组件,不要从侧面接近。从轮胎中排出空气时,不要站在释放空气和气门芯轨迹的路径上,因为如果空气从气门杆中释放出来,可能会严重伤害技师。
注意:作为预防措施,一次只能从一对轮胎和机轮组件上拆下一个轮胎和机轮组件。这样,如果飞机从千斤顶上掉下来,轮胎和机轮组件还会在位,从而减少飞机受损和人员受伤的可能性。

从轮毂上松开轮胎Loosening the Tire from the Wheel Rim
充气和使用后,飞机轮胎有粘在机轮上的倾向,必须将胎圈翻折才能取出轮胎。有专门为此设计的机械和液压机。如果没有专门为这项工作而制造的装置,则可以耐心地使用轴压机,在尽可能靠近胎圈的方向盘周围依次操作。[图7]
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图7:轮胎胎圈必须从机轮上断开才能拆下轮胎。(a)所示为设计用于翻折胎圈的机械拆卸工具;(b)所示为设计用于大型飞机机轮的液压机;以及(c)所示为轴压机。所有工具都可供技术人员使用
如上所述,当轮胎从机轮上压出时,轮胎内不应有气压。切勿用螺丝刀或其他装置将轮胎从轮辋上撬下。轮子比较软。任何刻痕或变形都会导致应力集中,很容易导致机轮故障。

机轮的分解Disassembly of the Wheel
机轮的分解应在平坦表面上的清洁区域进行,如桌子。先拆下机轮轴承,放在一边进行清洁和检查。然后可以拆下系紧螺栓。
不要使用冲击工具拆解系紧螺栓。飞机的轮子是由相对柔软的铝和镁合金制成的。它们的设计不是为了接受冲击工具的反复锤击,如果使用它们会受到损坏。

清洁机轮组件Cleaning the Wheel Assembly
用机轮制造商推荐的溶剂清洁两半机轮。使用软刷有助于这一过程。避免使用能够去除机轮表面光洁度的研磨工艺、材料和工具,如刮刀。如果某个区域缺少表面处理,腐蚀会迅速形成并削弱机轮。当机轮清洁时,可以用压缩空气将其干燥。

清洁机轮轴承Cleaning the Wheel Bearings
应使用推荐的溶剂(如Varsol、Naptha或Stoddard®溶剂),从要清洁的机轮上拆下轴承。将轴承浸泡在溶剂中可以使干的润滑脂变松。用软毛刷将轴承刷干净,并用压缩空气吹干。用压缩空气干燥时,切勿转动轴承。
轴承滚柱与座圈的高速金属对金属接触会导致热量损坏金属表面。如果轴承分离,轴承零件也可能造成伤害。务必避免用蒸汽清洗轴承。金属的表面光洁度会受到影响,导致早期失效。

机轮轴承检查Wheel Bearing Inspection
清洁后,检查机轮轴承。轴承和轴承外圈有许多不可接受的情况,这是不可用的理由。事实上,几乎在轴承组件中检测到的任何缺陷都可能是更换的原因。
导致不可用的轴承常见情况如下:
  • 磨损-由配合面摩擦引起。金属在焊接时会变得很热,表面金属会随着运动的继续而被破坏,并沿着运动的方向将金属拉开。[图8]


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图8:磨损是由配合面摩擦引起的。金属在焊接时变得很热,当运动继续时,表面金属会被破坏,并沿运动方向将金属拉开
  • 剥落-轴承滚柱或轴承座圈硬化表面的剥落部分。[图9]


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图9:剥落是轴承滚柱或轴承座圈硬化表面的剥落部分
  • 过热-由于缺乏足够的润滑导致金属表面呈蓝色。所示的辊端过热,导致金属流动和变形,以及变色。轴承外圈滚道通常也会变色。[图10]

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图10:由于缺乏足够的润滑而引起的过热导致金属表面呈蓝色。所示的辊端过热,导致金属流动和变形,以及变色。轴承外圈滚道通常也会变色
  • 擦伤-由过度撞击引起。它在轴承外圈滚道上显示为凹痕。任何静态过载或严重冲击都可能导致真正的布氏硬度,从而导致振动和轴承过早失效。[图11]

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图11:卤化是由过度冲击引起的。它在轴承外圈滚道上显示为凹痕。任何静态过载或严重冲击都可能导致真正的盐水化,从而导致振动和轴承过早失效
  • 假布氏硬度-在静态状态下由轴承振动引起。即使在静态过载的情况下,润滑油也可能从滚柱和滚道之间被挤出。在金属与金属接触处去除的亚微观颗粒氧化。润滑的作用是清除更多传播损伤的颗粒。这也被称为摩擦腐蚀。它可以通过润滑油生锈的颜色来识别。[图12]

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图12:在静态状态下,轴承的振动会引起假布氏硬度。即使在静态过载的情况下,它也会迫使润滑油从滚柱和滚道之间流出。在金属与金属接触处去除的亚显微颗粒氧化。它们的作用是清除更多传播损伤的颗粒。这也被称为摩擦腐蚀。它可以通过润滑油生锈的颜色来识别
  • 染色和表面标记-位于轴承杯上,呈灰黑色条纹,与滚柱间距相同,由进入轴承的水引起。这是随后发生的第一个深度腐蚀阶段。[图13 ]

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图13:轴承杯上与滚柱间距相同的灰黑色条纹的污渍和表面标记是由进入轴承的水引起的。这是随后发生的第一个深度腐蚀阶段
  • 蚀刻和腐蚀-当水和水穿透轴承元件表面处理时造成的损坏。呈红色/棕色。[图14]

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图14:腐蚀和腐蚀是由水引起的,而水的破坏,渗透到轴承元件的表面处理。呈红色/棕色
  • 擦伤-可能是由于密封不良或轴承清洁度维护不当造成的微粒污染。它在轴承外圈上留下一个不太光滑的表面。[图15]

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图15:擦伤是由细颗粒污染引起的,可能是由于密封不良或轴承清洁度维护不当造成的。它在轴承外圈上留下一个不光滑的表面
轴承外圈不需要拆卸进行检查;但是,它必须牢固地固定在半机轮凸台中。不应该有任何迹象表明外圈是松的或能够旋转的。[图16]
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图16:轴承外圈应在轮毂中拧紧,不得旋转。图示为安装在机轮上时旋转的轴承外圈的外侧

通常通过在受控烤箱中加热轮子并将其压出或用非金属冲子敲出来取出外圈。安装过程与此类似。在用非金属锤或冲子将外圈敲入到位之前,先加热轮子,然后用干冰冷却外圈。座圈外部通常在插入前喷上底漆。有关具体说明,请参阅机轮制造商的维护手册。

轴承处理和润滑Bearing Handling and Lubrication
处理轴承是最重要的。污染、湿气和振动,即使在轴承处于静态时,也会损坏轴承。避免可能影响轴承的情况,并确保按照制造商的说明安装和扭转轴承。
适当的润滑是防止轴承受到负面环境影响的一部分。使用制造商推荐的润滑剂。建议使用压力轴承填料工具或适配器,作为从轴承内部清除清洁后可能残留的污染物的最佳方法。[图17]
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图17:轴承润滑工具


对机轮半部的检查Inspection of the Wheel Halves
应彻底目视检查每半个机轮是否超标。建议使用放大镜。在检查机轮时,腐蚀是最常见的问题之一。应仔细检查受潮的位置。根据制造商的说明,可以去除一些腐蚀。在机轮恢复使用前,必须进行经批准的保护性表面处理和抛光。超过规定限度的腐蚀是机轮报废的原因。
除腐蚀外,机轮某些部位的裂纹尤其普遍。其中一个区域是胎圈座区域。[图18]
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图18:轻型飞机轮对的珠座区域。胎圈座区域裂纹的涡流检测是常见的

着陆时的高应力通过轮胎在这个接触区域转移到机轮上。硬着陆产生的变形或裂缝非常难以检测。这是所有机轮的问题,在高压锻造机轮中问题最严重。
当检查焊道区域的裂纹时,染料渗透检查通常无效。一旦拆下轮胎,应力从金属上消除,裂纹就有紧密闭合的趋势。需要对胎圈座区域进行涡流检查。执行涡流检查时,请遵循机轮制造商的说明。
机轮刹车盘驱动键区域是另一个常见裂纹的区域。当键槽驱动刹车盘对抗刹车组件的制动力时所受的力很大。一般来说,染料渗透试验足以揭示该区域的裂纹。所有的驱动键都应该是安全的,不能移动。此区域不允许有腐蚀。[图19]
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图19:在多个机轮上使用染色渗透剂检查轮盘驱动键区域是否有裂纹


机轮系紧螺栓检查Wheel Tie Bolt Inspection
机轮半部系紧螺栓在使用过程中受力较大,需要检查。拉结螺栓通常在螺纹处和螺栓头下拉伸和形变。这些是裂缝最常见的区域。磁粉探伤可以发现这些裂纹。按照维修手册的步骤检查系紧螺栓。

驱动键和键螺钉检查Key and Key Screw Inspection
在大多数飞机的内半轮上,驱动键是用螺钉或螺栓固定在机轮上以驱动刹车盘。当踩下刹车时,驱动键会受到极大的力。
如前所述,机轮和驱动键之间不应移动。应检查螺栓是否牢固,并检查键周围是否有裂纹。驱动键的磨损程度也有限制,因为磨损过多会导致过度移动。应使用机轮制造商的维护说明对该关键区域进行全面检查。

易熔塞检查Fusible Plug Inspection
必须目视检查易熔塞或热熔塞。这些螺杆堵头有一个芯,其熔化温度低于插头的外部。这是为了在温度上升到危险水平时释放轮胎中的空气。仔细检查应能发现是否有内芯因高温而变形。如果检测到,则应使用新堵头更换机轮上的所有热熔塞。[图20]
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图20:目视检查热塞或易熔塞的芯部是否因热而变形。如果有任何堵头开始变形,请更换所有堵头


平衡配重Balance Weights
飞机机轮组件的平衡是很重要的。制造时,对每个轮进行了静态平衡。
如果需要,可以配重块来完成平衡。它们是机轮组件的永久零件,必须安装才能使用机轮。
平衡块用螺栓固定在两半机轮上,清洁和检查机轮时可以将其拆下。必须将它们重新固定在原来的位置。
当轮胎安装在机轮上时,机轮和轮胎组件的平衡可能需要增加额外的重量。这些通常安装在机轮外圈上,不能用机轮平衡重量来代替。[图21 ]
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图21:两件式飞机机轮在制造时是静态平衡的,每个机轮半部的配重在整个使用寿命内必须与机轮保持在一起


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发表于 2019-9-11 16:38:10 | 显示全部楼层
这些彩图是哪里来的啊
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发表于 2019-9-17 00:01:31 来自手机 | 显示全部楼层
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