A320货舱门人工选择活门修理技术与故障分析

mec蔚龙 · 发表于 2010-9-23 14:20:43

摘要：A320货舱门人工选择活门是该型飞机货舱门操纵的重要控制部件，本文较详细的介绍了该活门的修理技术包括测试，拆装，检查等工艺要点并就活门的典型故障，排除方法等进行重点分析，为同行提供有益的参考。
关键词：活门原理修理故障
一、A320货舱门人工选择活门构造
A320货舱门人工选择活门（件号：S4-3400900系列）安装在飞机货舱门上，与货仓门作动筒共同完成对A320飞机货舱门的开关操作，货舱门开关手柄安装在选择活门的控制轴上，当顺时针或反时针转动控制手柄时，选择活门控制轴分别操纵活门内部不同的子活门进行液压油路转换以控制货舱门作动筒的伸出与收进，实现对货舱门的打开与关闭。该活门由LIEBHERR公司制造，外形如图-1所示。

图1
人工选择活门主要由活门壳体（10），控制轴（120），接近电门（250）和4套子活门组等构成（图-2）。其中活门壳体用于装配各个子零件并与飞机液压系统，和货舱门作动筒相联接，活门壳体是铝合金材料经阳极化防腐处理。其中四个油孔分别用A，B，C，D 标示，A（图-3）口内部带有油滤与飞机液压源相连；B口有限流器接系统回油；C口接货舱门作动筒伸出腔；D口接作动筒收进腔，D口内部装有单向阀以防止当作动筒回到中立位置时作动筒伸出。控制轴（120），与飞机上货舱门操纵手柄相连，靠弹簧（100）加载保持在中立位，当操纵手柄顺时针或逆时针转动控制轴时，轴上加工的多路周向凹槽分别控制相应的子活门和接近电门工作，实现对货舱门的打开与关闭，操纵完毕后，控制轴在弹簧力作用下自动恢复到中立位。接近电门（250-310）是压阻式位置传感器，由28伏直流电供给，主要提供控制轴位置信号，用于控制飞机电动液压泵的工作。止动柱塞（如图-3 BLOCKING PISTON）是当顺时针转动控制轴时，暂时性限制控制轴在2号位以避免货舱门由于重力落下。另外，在止动柱塞内部还有一个热释压活门，用于在货舱门打开时，如果外界温度过高造成液压系统超压时，释放部分压力以避免损害货舱门。

图2
二、A320货舱门人工选择活门工作原理
A320货舱门人工选择活门属于机械式位置选择活门，根据控制轴转动方向和角度的不同分别对应四个控制位置分别是；1号位；2号位；3号位和4号位，对应货舱门是以下四种工作模式：
A中间模式（图-3，1号位）在此位置，货舱门转动手柄不操纵，即控制轴保持中立位，接近电门上的顶珠处于控制轴上的凹槽内，电门无控制信号输出，电动泵不工作，液压系统无压力；各子活门保持在初始关闭位置，货舱门保持在打开或者关闭位。
B伸出模式（4号位）逆时针转动货舱门手柄，即反时针转动控制轴，接近电门顶珠受压，输出电信号激励电动泵工作，给系统供压；另外，控制轴转动推动伸出供压活门AP，使活门打开高压油可以从A口经C进入货舱门作动筒的伸出腔，同时伸出回油活门AR打开，作动筒收进腔油液从D口经B口回油，作动筒伸出，货舱门打开。当货舱门全开后松开操纵手柄，控制轴在弹簧力作用下自动返回至中立位，接近电门信号消失，电动泵停止工作，伸出供压活门AP关闭，作动筒伸出腔压力保持，保证舱门处于打开状态。

图3
C过渡模式（2号位）当顺时针转动控制轴时，首先触发接近电门给出电信号激励电动泵工作，系统供压；另外，控制轴转动伸出供压活门AP和收进供压活门EP先后作动，高压油从A口分别经C口和D口进入作动筒的伸出腔和收进腔，给两腔同时增压以保持舱门不动，防止货舱门因重力落下，如果压力过低在2号位置时止动柱塞会暂时卡住控制轴使轴转动不到3号位。
D收进模式（3号位）如前所述顺时针转动控制轴时，在2号位置当系统压力过低时止动柱塞会暂时卡住控制轴，使控制轴不会转至3号位，防止货舱门因重力落下，造成危险。当系统压力达到35-70bar（508-1015psi）时，止动柱塞克服弹簧力下移，使控制轴开锁可以继续转动，此时伸出供压活门AP复位，A口到C口供压油路切断，ER活门作动使C口到B口相通作动筒伸出腔回油，从而作动筒可以收进使货舱门关闭，继续转动控制轴至全收进模式（3号位），当舱门完全关闭后松开操纵手柄，控制轴自动返回至中立位，接近电门信号消失，电动泵停止工作。
三、人工选择活门修理工艺流程
1.人工选择活门功能测试
选择活门的功能测试是判定活门性能完好的依据，也是实施具体修理工作的前提，对于送修的故障件一般应进行全面的预测试，以确定所有故障源。而对于修理后的活门，完整的测试与准确的流量调节是检验活门修理质量的最后环节。CMM手册里列出了全部测试程序此处不做详述，在实际的测试过程中，有几个方面必须注意：
测试工装的完好与精准。如控制轴转动角度测量工具，手册上仅仅给出了LIEBHERR 的工具号，未提供实用的图纸尺寸，该工具要制作精确，以保证接近电门的角度测试的准确性，测试用作动筒必须符合要求，另外与活门连接必须牢靠无松动，防止活门在测试中出现外漏。试验台测试液压油的清洁度应满足NSA1638体系8级要求，测试连接如图4所示。
在启动液压泵时，应先加低压转动控制轴彻底排空活门内部的空气，然后才能加压试验。测试完毕后，一定要先释放净活门内的压力，才可以拆下活门。进行内漏测试时，每项测试前必须在规定的位置下让活门稳定工作3分钟，然后再进行内漏量检测，以确保测量值稳定准确。
测试时，转动控制轴时要用力柔和，切不可转动太猛，以免损害活门内部零件，对于新装配后的活门，尤为如此，因为活门内部尚未经过充分润滑，此时一定要反复轻柔的多转动几次，以便活门内部零件润滑完全。

图4
2.拆卸清洗
工艺中规定了依据预测试的故障现象确定零件分解的程度，但在实际修理中，一般也参考活门的使用时限，如果活门使用时间较长，建议全部分解，更换密封件。有时如果对仅仅是因液压油污染造成油污沉积，或液压油中的颗粒状杂质导致的液压活门故障，经拆卸清洗一般能够排除故障，恢复活门的功能。在进行拆卸清洗作业时，务必确保：
（1）拆卸前要了解选择活门的结构和零件间的连结方式，拆卸时记录各零件间的位置次序。拆卸次序是：先拆下接近电门，止动柱塞和四个子活门然后才是控制轴部分，不可强行先脱开控制轴以免由于弹簧预紧力造成对其他子件的损伤；在拆卸四个子活门时，要注意其安装位置，最好做上标示，以便装配时参考。拆卸时要报废拆下的全部橡胶密封圈、尼龙挡圈。分解过程中要避免人为损伤精密配合零件，例如活门芯、活门衬套和控制轴等。拆下的零件一定要妥善放置好，防止二次污染和损害。
（2）清洗零件时应在专用清洗台上进行，按照工艺要求的清洗液进行清洗，清洗后的零件不准用棉、麻、丝和化纤织品擦拭，防止脱落的纤维污染系统。必要时可以用洁净干燥的压缩空气吹干零件。然后把零件放入干净的带盖子的容器内，以便于下一步的零件检查。
3.零件检查
对于清洗过的零件，应严格按照工序对零件状况进行检查。首先，目视检查各个零件有无腐蚀，裂纹，划伤，磨损等情况；尤其是各活门密封面与封严座，控制轴等。特别要仔细检查控制轴上凹槽是否完好，有无磨损情况，还有控制轴转动滑套有无因转动过度造成的划伤等。对于有损伤零件还要进行无损检测，活门壳体用荧光渗透进行裂纹检查，控制轴和弹簧用磁粉检查。依据检查结果，把零件分为三类：可用件，可修理件和报废件。可修理件的需严格按照手册的方法进行修复，需更换的元件必须予以更换，以确保活门的修理质量
4.修理
对于选择活门损伤的修理，CMM手册限定的修理内容为未超标的腐蚀和轻微的划伤，腐蚀与划伤修理的界限参照厂家的规定。如果零件损伤严重必须予以更换，许可修理涉及以下两个方面。对于零件上细微的损伤只要没有出现结构上的裂纹以及损伤深度不超过0.02mm（0.0008inch），如果无损检测显示更严重的损伤，可以用220grit 纱布打磨去除损伤，然后进行表面防腐处理，对于钢件涂Molykote DX，铝合金件涂Alodine 1200。
螺纹衬套的的更换。首先用专用工具拆下损坏的螺纹衬套，然后清洗原始孔，检查原始孔是否完好，如果完好，在孔壁上刷涂一层薄的防腐涂层（Molykote DX）接下来用专用工具装上新的螺纹衬套，注意衬套要低于孔沿1/4圈，装后要清除干净孔内异物，重新试装螺钉，以检查螺纹衬套是否安装牢靠。
5.装配。
活门最后的装配应严格按照工艺进行，装配之前，确保装配现场、工作台面、装配用工具清洁无污染，活门各零件干净完好并摆放整齐，防止相互磕碰损伤。从库房领取的零备件要仔细与手册IPL清单对照，检查件号是否一致，零件完好无损。装配时应穿戴纤维不易脱落的工作服、工作帽，以防异物等散落入零件上对活门内部造成人为污染。在装配过程中一定要控制潜伏的污染物，例如不准用纤维织品擦拭安装面，防止纤维类脏物进入活门内部。
活门的装配中密封件的装配尤为重要，选择活门的主要密封包括静密封和动密封。静密封是相对静止结合面之间的密封，例如活门衬套与活门体之间的密封主要以O形圈为主，动密封是相对运动结合面之间的密封，例如控制轴与活门壳体之间的密封。密封件的安装质量对选择活门的密封性能与使用寿命有直接的影响，装配前对密封件和装配部位要充分润滑并使用专用装配工具，决不能强行盲目装配。例如：由于控制轴上的三套旋转密封圈（图2，110）结构比较特殊，在把密封圈装配到控制轴上之前，必须先使用安装锥把密封圈装到安装导向套2上（图5），然后通过安装套导向装配到控制轴上，最后再用工具3进行收缩定型，不能直接强行安装以防止损坏弹性密封圈。

图5
密封圈装配完毕后，再进行总装，按照先控制轴，后各个活门组的次序进行。装配中要随时检查以确保装配顺序和装配质量符合手册的要求，活门装配完毕后，要及时将所有油口用干净的堵盖堵住，防止污染。
四、人工选择活门典型故障分析
人工选择活门故障主要分为两种，一是货舱门操纵功能故障，包括：货舱门不能打开或者关闭；货舱门操纵缓慢；货舱门卡阻在开位或者关位。二是人工选择活门漏油，包括内漏和外漏。常见的外部漏油部位是控制轴与活门壳体的上下两个结合区域，因这两个区域是控制轴转动部位，与活门壳体的密封主要由3套组合旋转密封圈完成，装配不良或者过度磨损都会造成密封失效。
典型故障分析：
1.货舱门操纵功能故障。曾有一活门故障描述为后货舱门操纵故障，预测试发现控制轴中立位时，接近电门有信号，这意味电动泵会一直处于工作状态，因此货舱门操纵失控。活门分解后发现接近电门内滑动顶珠脱离控制轴上的原始凹型槽，卡在控制轴凹形槽外部边沿上，造成接近电门一直有信号输出。仔细检查接近电门内滑动套，钢珠完好，而且控制轴凹形槽没有磨损的痕迹，钢珠在槽内滑动正常。单独测试位置电门信号也正常，重新装配后故障消失，功能正常。经过认真分析并到飞机现场观察，可能的原因是货舱门开关手柄操纵时转动力矩过大，造成钢珠离位且卡住，引起信号异常，电动泵持续工作，系统失控。因此建议在对货舱门操纵时，转动手柄时一定要用力轻柔。
2.货舱门卡阻在开位或者关位。故障描述为货舱门无法保持在开位，预测试时发现当控制轴转到4号位时，作动筒伸出腔增压正常，但是当控制轴复位后伸出腔压力迅速降低，保压功能失效；而当顺时针转动手柄时，控制轴在压力正常时也无法从2号位转动至3号位，而是卡在2号位置，且此时回油口油量增加表明活门内漏严重。分解后发现C口子活门芯断裂，而且控制轴限位导套边沿磨损严重，子活门断裂造成4号位时活门密封失效系统无法保压。而在2号位时内漏造成止动活塞无法作动，因此控制轴无法转动到3号位置。由于从未遇到类似现象，分解后仔细检查活门内其他零件，各零件均完好且活门内部也没有其他易造成磨损，断裂的异物，更换断裂的子活门以及控制轴限位导套后故障排除。分析原因可能液压油污染，污染物沉积造成的液压活门活门芯动作失常或卡紧所致，因此应特别注意在活门修理后的装配工序中，必须保证零件清洁，无污染。
3.活门漏油。活门的外漏在日常的修里中，比较容易排除。针对内漏，往往影响的是活门的可靠性，而且故障原因不易查找。2008年8月份一个活门反映故障为货舱门操纵缓慢。车间测试控制功能正常，但是在测试热释压活门时，发现密封不严，释压活门在正常关闭时，性能良好，但是在释压后复位关闭状态时，密封不良，泄露量超标（按要求不超过3ml/min，但实际是约40ml/min）.分解后检查热释压活门球阀与阀座，均有不同程度磨损，经过精细研磨修复后，装配性能检测密封良好，性能恢复。
结论
人工选择活门故障一般主要由活门内部的磨损、不正当操作、污染等因素造成，因此要确保液压活门的修理质量，修理人员必需养成严格按照手册实施修理工作的作风，在修理中不断积累和提高故障的判断能力和修理的技能。
参考文献：
[1] 《《密封使用与维修问答》》机械工业出版社2005年7月第1版
[2] 《《液压传动与气压传动》》华中科技大学出版社何存兴主编2000年8月第2版
[3] 《《实用液压技术300题》》机械工业出版社张磊等主编 2001年4月第2版
[4] 《《COMPONENT MAINTENANCE MANUAL》》 LIEBHERR-AEROSPACE LINDENBERG GmbHCMM523013R4.2004.

jerytian · 发表于 2010-10-19 23:51:37

谢谢楼主。haha

kongxin11 · 发表于 2010-10-20 01:39:59

真详细啊

一部落2011 · 发表于 2011-4-14 21:48:31

图看不到！！！

平常心 · 发表于 2011-6-16 18:40:55

真详细啊

single_ljf · 发表于 2011-6-30 21:13:22

楼主顶你

fran001 · 发表于 2011-8-8 13:40:48

感谢，真详细

zhang4550 · 发表于 2011-8-8 13:56:59

好详细啊谢了

chengduhangkong · 发表于 2011-9-26 10:51:48

实现对货舱门的打开与关闭

wwwjianghan · 发表于 2011-10-22 16:33:32

真详细啊，谢谢楼主

kuang · 发表于 2011-10-22 21:31:05

真详细啊，谢谢楼主

luyue · 发表于 2012-4-10 16:22:07

顶顶顶顶顶

于 2012-04-10 16:37:30 连续回帖自动追加:
高人，谢谢指点

zhfy_007 · 发表于 2013-11-29 22:27:39

学习一下

帐号		自动登录	找回密码
密码			立即注册

[A320] A320货舱门人工选择活门修理技术与故障分析

浏览过的版块

西藏航空