减震器异常响动分析论文_李安荣

摘要：某型飞机在试飞准备过程中，发现关座舱盖过程中存在异常响动，通过对异响结构进行分析，确定故障原因，并根据分析结果提出具体的建议。

关键词：减震器；异响；减震；粗糙度

Keywords:vibration；abnormal sound；shock absorber；roughness

0引言

减震器是为吸收振动能量，加速机械振动衰减，以改善机械装置运动平稳的装置，减震器广泛用于各类具有机械运动的设备、汽车、轮船、飞机等领域中。在航空领域，也有少量减震器的使用，使用中发生的异常响动，可能影响到航空装备的飞行安全。因此，对减震器在使用过程中的异常响动进行分析， 可排除安全隐患，确保航空飞行器的使用安全。

1故障情况

某型飞机在试飞准备过程中，发现关座舱盖过程中存在异常响动，经过多次开关舱盖检查，确定发生异响的部位为减震器与顶块处。分解减震器后单独进行试验，减震器各项参数指标符合设计资料要求，且地面试验过程中无异响情况，再次装机后开关舱盖，仍存在异常响动情况。通过开关座舱盖检查发现， 座舱盖开启时，整个过程中没有发出异常响动。座舱盖关闭时，座舱盖沿直线向前移动过程中，当座舱盖快关闭到位时发出异常响声，初步分析该异常响声为减震器运动中存在卡滞，使滚轮撞击顶块所发出响声。

2原理分析

（一）减震器的组成

减震器由壳体、柱塞、胶圈 1、胶圈 2、螺帽、轴、滚轮、弹簧组成（见图 1）。滚轮用轴连接在柱塞上，且能够绕轴灵活转动；柱塞可在壳体内上下运动，在弹簧和胶圈的作用下，保持伸出状态，在滚轮受到向下的压力时，弹簧和胶圈被压缩而起到减震作用。

图 1 减震器组成

（二）工作原理

减震器的作用是在座舱盖关闭过程中，为避免座舱盖骨架与座舱口框梁直接发生撞击，在座舱左右口框梁上各安装 1 件减震器，对座舱盖起到缓冲减震作用。

关座舱盖过程时，座舱盖由上向下 落，减震器上的滚轮先与顶块平面段接 触，减震器开始工作，座舱盖下降到与 口框梁接触时，减震器被压缩至工作最 低位置（见图 2），进入初始状态。座舱盖继续沿航向运动（座舱盖上锁过程），减震器滚轮逐渐由平面段接触转向斜面 段接触，直至与顶块分离，达到关闭状 态。座舱开启过程与关闭过程正好相反，滚轮先接触斜面段，逐步向平面段运动， 最后座舱盖向上抬起使滚轮与顶块分离。

图 2 减震器工作原理

（三）故障原因分析

在舱盖关盖过程中，座舱盖由上向下落，顶块随座舱盖向下运动，顶块平面段与减震器上的滚轮接触，减震器柱塞受到顶块给的向下压力。减震器被压缩至工作最低位置后，座舱盖开始沿航向运动，此时柱塞受到舱盖运动的反作用力（受力情况见图 3）。在上述 2 力（见图中蓝色箭头指示）的作用下，柱塞形成弯矩。

图 3 柱塞受力分析

座舱盖带动顶块向前运动，减震器与顶块接触也由平面段向斜面段转移。当顶块向前运动至滚轮与斜面快接触时， 柱塞受到舱盖运动的反作用力及压力突 然减小，柱塞弯矩变小。此时柱塞将有 恢复状态的趋势，如果此时柱塞存在卡 滞，将导致滚轮与顶块分离，存在一定 间隙。柱塞在弹簧和胶圈弹性力作用下 迅速弹起，由于间隙的存在，使得滚轮 与顶块发生撞击而产生异常响动。导致柱塞卡滞的原因有：壳体与柱塞间摩擦力大、柱塞与壳体间隙大、减震器内部不清洁等。

1.壳体与柱塞间摩擦力大。图纸规定壳体与柱塞接触的表面主要有 2 个部位，分别是壳体内腔和底部开孔处（见图 4 箭头所示部位）。壳体内腔表面粗糙度为 Ra1.6，底部通孔处表面粗糙度为 Ra6.3；柱塞与壳体内腔接触部位表面粗糙度为 Ra1.6，与壳体底部通孔处接触部位表面粗糙度为Ra1.6 和Ra0.8， 表面处理为镀镉。从设计要求看，壳体与柱塞间光滑度要求不高，柱塞与壳体之间为面接触摩擦运动，根据装配要求， 所有摩擦表面和橡胶件均不允许涂油。因此，壳体与柱塞间有摩擦力过大。

图 4 壳体表面要求2.柱塞与壳体间隙大。根据图纸要 求，柱塞上与壳体内腔接触部位的凸缘 直径为Φ24.8，与壳体底部接触部位的 圆柱直径为Φ8f9；壳体内腔与柱塞接触 部位的直径为Φ25H11，底部通孔圆弧直 径为Φ8。柱塞与壳体内腔配合间隙为0～0.33mm，柱塞与壳体底部通孔圆柱面 配合间隙为 0.013mm～0.199mm。柱塞与壳体极限配合间隙较大，在柱塞受到弯 矩影响时，柱塞与壳体的轴线会发生偏 移，如果此时柱塞与壳体内腔配合间处 表面光滑度不高，且柱塞凸缘厚度仅4mm， 并进行 R1 倒角，加之装配后不允许润滑， 可能柱塞凸缘处与壳体内壁局部形成 “死点”，造成柱塞卡滞现象。

1.减震器内部不清洁。减震器内部不清洁，可能会造成柱塞由静止状态开始运动时的静摩擦力增大，存在卡滞现象。

2.按照设计图纸要求，装配后沿柱塞轴线施加 200N 压力，释放柱塞应弹回原位，无卡滞现象。但实际使用过程中， 柱塞不仅受沿轴线方向的压力、还受到座舱盖的运动阻力，因此受合力方向并不平行轴线方向。这就造成了地面检查无卡滞现象，而在机上使用时存在卡滞现象。

4.结束语

对减震器进行综合分析，其异常响动对减震器功能上没有影响，不影响产品使用安全。在减震器修理过程中建议采取以下措施：

1、严格控制柱塞与壳体的配合间隙，该间隙不能过大，也不能过小。过小摩擦力增大，多大会卡滞。

2、增加柱塞与壳体接触面的光洁度，减少摩擦力。

3、注意内部清洁。

论文作者:李安荣

论文发表刊物:《科学与技术》2019年第23期

论文发表时间:2020/5/8