79直八型直升机尾传动轴偏摆量和跳动量的检测与调整王猛(6).doc

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1、第二十八届（2012）全国直升机年会论文直八型直升机尾传动轴偏摆量和跳动量的检测与调整王 猛 吴由录 唐春华 郑 华（(71901部队，聊城， 252000)摘 要：直八型直升机的尾传动轴系统在新机出厂前、大修后和更换尾传动轴组件后，由于生产加工工艺水平参差不一和安装误差的存在，常常出现尾传动轴同轴度过大，导致尾传动轴在工作时振动量过大，使挠性联轴节产生疲劳损伤，尾传动轴轴承密封圈滑出脱落和轴承润滑脂大量渗出，最终产生尾传动轴轴承干磨直至抱死等严重危及直升机飞行安全的后果。本文根据直八型直升机维护手册与技术通报要求，结合工作实践，在介绍尾传动轴组件的结构及原理的基础上，介绍直八型直升机尾传动轴

2、偏摆量和跳动量检测与调整的方法，为直八型直升机尾传动轴偏摆量和跳动量检测与调整提供参考。关键词：直升机; 尾传动轴组件; 检测与调整1 尾传动轴系统的结构组成及工作原理1.1 尾传动轴系统的结构组成直八型直升机尾传动轴系统由传动轴、挠性联轴节组件（一套挠性联轴节组件由一个挠性联轴节、6组专用螺栓和槽形螺母、24个厚度不同的调整垫片组成）和尾传动轴承等部件组成（如图1所示）。尾传动轴由一根尾传前轴、五根尾传后轴和一根尾传斜轴构成。尾传动轴均用薄壁大直径铝合金管制成，尾传前轴和尾传斜轴的两端固定着高强度钢制成的三角形法兰盘，每个法兰盘用胶和铆钉与管子连接；尾传后轴一端与花键接头相连，另一端与锻制的

3、法兰盘相连，这两个部件由高强度钢制成，用胶和铆钉连接到管子上。1支座 2挠性联轴节 3传动轴承 4传动轴 5前传轴 6后传轴图1 尾传动系统组成每根尾传动轴输入与输出法兰盘两端通过安装具有可调整厚度垫片的挠性联轴节来实现扭转力矩传递的安全可靠。挠性联轴节能减弱在正常工作中由尾梁和斜梁装置的弹性和温度变化而引起的扭转、弯曲和传动轴的膨胀应力。挠性联轴节是为了连接传动轴的法兰盘而设计的。它有冷轧钢片制成的15片圆盘层叠而成。层叠的两片相邻圆盘纤维方向是相交叉的，可以避免扭曲，挠性联轴节的一面安装着带肩衬套，另一面安装着圆垫圈。每根尾传后轴带有一个轴承座。每根轴都进行动平衡。通过用胶粘固定的配重块来

4、调节平衡，使之达到动平衡要求。1.2 尾传动轴系统的工作原理直升机在工作时，发动机输出功率后带动主减速器运转。主减速器通过内部齿轮组的减速后将扭转力矩传递给尾传动轴输出端法兰盘；尾传动轴输出端法兰盘将扭转力矩输出传递给尾传动轴组件，然后再通过中间减速器和尾部减速器两级减速后，将扭转力矩传递给尾桨毂和尾桨叶，从而实现尾桨平衡主桨毂和主桨叶旋转所产生的反扭矩，实现航向的动力。尾传动轴组件在工作时，尾传动轴轴系由前至后依次由一根尾传前轴通过挠性联轴节带动尾传后轴组件，再传递至中间减速器；通过中间减速器减速和换向后传递给尾传斜轴组件，再传递至尾部减速器；通过尾部减速器减速和换向后传递给尾桨毂和尾桨叶。

5、由于尾传动轴全长6040mm，传递距离较长，为了保证各个传动轴工作的安全可靠，调整传动轴两端的挠性联轴节的相位和可调垫片的厚度，来实现传动轴跳动量和偏摆量符合使用要求。直升机正常工作时，尾传前轴和尾传后轴以n额定=3495rmim高速旋转，尾传斜轴以n额定=2896rmim高速旋转，因此在安装传动轴组件时，必须保证传动轴的安装精度及较小的跳动量和偏摆量。根据直八型维护手册规定，尾传动轴跳动量不大于0.15mm，偏摆量不大于0.40mm。2 尾传动轴偏摆量和跳动量过大的危害2.1 尾传动轴偏摆量过大的危害尾传动轴的偏摆指的是挠性联轴节的偏摆，当挠性联轴节安装在理想状态时，挠性联轴节的六个连接点是

6、完全在同一个平面内的，即偏摆量等于零，且该平面绝对与传动轴的轴向垂直，当联轴节高速旋转时，由于联轴节的对称性，每个点的离心力合为零，挠性联轴节平稳旋转。但是，这种理想状态通常不存在，这六个点相对有个偏摆量，在安装的过程要求偏摆量在规定的范围之内（偏摆量的最大差值不大于0.4mm），如果偏摆量过大，根据离心力公式F=m2r和力矩公式M=FL（L为偏摆、量）得出M=m2rL，由于偏摆量的存在，在联轴节上就形成了两个力矩，这两个力矩方向相反，不在同一条直线上，这样就形成了一个扭力矩，当偏摆量越大时，扭力矩就越大，当这个扭力矩超出规定值时就可能损坏挠性联轴节，严重时导致尾桨不能工作，使直升机失去平衡，

7、严重影响了飞行安全。2.2 尾传动轴跳动量过大的危害尾传动轴的跳动指的是传动轴法兰盘的跳动，当传动轴安装在理想状态时，转动尾传轴时，传动轴法兰盘上的三个点完全在同一个旋转面上，即跳动量等于零，当尾传轴高速旋转时，尾传轴上每个点的离心力合为零，尾传轴平稳旋转。但是，由于安装误差的存在，这种理想状态通常不存在，法兰盘始终有个跳动量，在安装的过程要求跳动量在规定的范围之内（跳动量的最大差值不大于0.15mm），如果跳动量过大，根据离心力公式F=m2r得知，跳动量越大，不平衡的离心力就越大，当尾传动轴高速旋转时，这个离心力也随着尾传动轴旋转，使得尾传动轴产生振动，严重时可能损坏尾传动轴支座或者挠性联轴

8、节，甚至于尾传动轴损坏，影响飞行安全造成飞行事故。由以上两点得知，当重新安装尾转动轴时，必须检测尾传动轴的偏摆量和跳动量，只有偏摆量和跳动量都符合要求时，直升机才能用于飞行。3 尾传动轴的预先安装在直升机出厂时，传动轴跳动量和偏摆量已经调整合格。但是，由于在交付部队使用中，由于因故障或到寿等原因更换部分或全部尾传动轴组件时，传动轴跳动量和偏摆量就必须重新进行调整和检测。特别是在更换部分尾传动轴组件时，由于新旧传动轴组件没有经过磨合使用，传动轴跳动量和偏摆量调整起来比较费时费力。在对尾传动轴偏摆量和跳动量检测前，必须先对传动轴进行预先安装。调整垫圈能够在挠性联轴节和传动轴法兰盘之间消除间隙，务必

9、让调整垫片均匀分布在挠性联轴节和法兰盘之间（如图2、图3所示）。具体如下：a.把挠性联轴节定位在两个法盘之间，用定位销固定；b.把联轴节压在第一法兰盘上，在第二法兰盘连接孔的位置，测量联轴节台阶轴衬和第二法兰盘间的间隙“a”；c.选取厚度为E=a2的垫圈(计算方法见示例)，分别放在第二法兰盘连接点和联轴节之间。用螺栓、螺母、垫圈将联轴节连接到第二法兰盘上；d.测量联轴节台阶轴衬和第一法兰盘之间间隙“b”；e.选取厚度为b的垫圈，安装在联轴节和第一法兰盘之间，然后用螺栓、垫圈、螺母固定。例如：a=388mm、E=a2=194或取成靠近03的倍数=1，8mm后，需要下列垫圈：一个厚度1.5mm垫圈

10、，一个厚度0.3mm垫圈；二个厚度0.6mm垫圈务必放在螺母下面。图2 尾斜传动轴挠性联轴节与法兰盘间隙的调整图3 挠性联轴节的调整4 尾传动轴偏摆量和跳动量的检测在测量尾传动轴偏摆量和跳动量时，为确保所测得的数据可靠，要保证尾传动轴系统已经预先安装好，安装时，应禁止工作人员上下直升机，保持直升机尾部平台平稳无晃动。测量时，要选取计量合格和质量可靠的测量工具，通常使用百分表和磁性表座测量工具。如果条件允许，使用千分表精确度更高。具体测量时，要根据直升机尾部平台上可利用空间的具体情况适时调整磁性表座和百分表的安装角度，既要方便测量，又要保证尽量减少测量误差，同时要保证方便观察读取百分表的指示数值

11、。根据直八型维护手册规定，偏摆量均差不大于0.40mm。4.1 尾传动轴偏摆量的检测进行尾传动轴偏摆量测量时，通常通过适时调整将百分表的伸缩测量头从前至后沿传动轴的轴向方向指向挠性联轴节的最外侧，尽量接触联轴节的边缘，保持磁性表座与百分表的位置固定不动（如图4所示）。轻轻地转动尾传动轴，使观察到的百分表上所显示的数值均小于0.60mm即可。由于挠性联轴节连接着前后两个三角形法兰盘，所以通常要测量6个连接点的偏摆量。尾传动轴系统共有9个联轴节，所以要逐个测量，通常对每个联轴节测量数据不少于3组，方便对比分析。假设测量的偏摆量为L，转动尾传动轴系统一圈测得的数据分别为：L1、 L2、 L3 、L4

12、、 L5、 L6。用最大的值减去最小的值，就得到了该部位一组偏摆量的均差，所得的均差值不得大于0.4mm。如果对于同一个挠性联轴节，所测得的3组偏摆量的差值均小于0.4mm，那就表示这个挠性联轴节偏摆量合格，如果大于等于0.4mm，就必须对这个挠性联轴节偏摆量进行调整。图4 尾传动轴组件偏摆量的检测4.2 尾传动轴跳动量的检测在对尾传动轴进行跳动量的测量时，通常通过适时调整将百分表的伸缩测量头从上至下垂直于轴向的方向指向挠性联轴节的最外侧，尽量接触联轴节的边缘，保持磁性表座与百分表的位置固定不动（如图5所示）。轻轻地转动尾传动轴，使观察到的百分表上所显示的数值均小于0.85mm即可开始读取并记

13、录百分表上所指示的数值。由于挠性联轴节连接着前后两个三角形法兰盘，所以通常要测量6个连接点的跳动量。尾传动轴系统共有9个联轴节，所以要逐个测量，通常对每个联轴节测量数据不少于3组，便于对比分析。假设测量的跳动量为R，转动尾传动轴系统一圈测得的数值分别为：R1、R2、 R3 、R 4、 R5、 R6。用其中最大的值减去最小的值，就得到了该部位一组跳动量的均差，所得的均差值不得大于0.15mm。如果对于同一个挠性联轴节，所测得的3组跳动量的差值均小于0.15mm，那就表示这个挠性联轴节跳动量合格，如果大于等于0.15mm，就必须对这个挠性联轴节跳动量进行调整。图5 尾传动轴跳动量的检测5 尾传动轴

14、偏摆量和跳动量的调整根据直八型直升机维护手册规定，偏摆量的最大差值不大于0.4mm，尾传动轴跳动量最大差值不大于0.15mm。一般情况下，尾传动轴系统的整个轴系在出厂前都要经过静平衡和动平衡试验，只有试验合格的尾传动轴系统部附件才能装机使用。如果更换整个尾传动轴系统，经过预先安装后，尾传动轴系统的偏摆量以及跳动量通常都是合格的。但更换的只是尾传动轴系统的部分机件时，由于生产批次、时间、磨合期等因素的影响，偏摆量以及跳动量的均差则很容易超出规定。5.1 尾传动轴偏摆量超差的调整偏摆量的均差的大小直接影响传动轴扭力矩的大小，偏摆量的均差越大，对挠性联轴节所施加的扭力矩也就越大。如果偏摆量的均差大于

15、规定值则很容易造成挠性联轴节和尾传动轴轴承的损伤。所以，要尽可能的减小偏摆量的均差，通过调整使偏摆量的均差符合规定值。通常采用调整挠性联轴节与法兰盘之间的调整垫片的数量与厚度来调整偏摆量的大小，从而实现偏摆量均差符合规定值。调整的原则是，通过增减垫片的总的厚度使安装于挠性联轴节和三角形法兰盘之间同一平面内的垫片总的厚度是相同的。在调整时，要尽可能的保持挠性联轴节位于两个法兰盘中间的位置，两侧垫片总的厚度尽可能一样多。5.2 尾传动轴跳动量超差的调整跳动量的均差大小直接影响传动轴不平衡离心力的大小，该离心力越大，导致尾传动轴纵向振动量越大，很容易造成尾传动轴轴承的损伤。所以，要尽可能的减小跳动量

16、的均差，通过调整使跳动量的均差符合规定值。根据维护手册和外场使用经验，尾传动轴跳动量超差的调整通常采用两种办法：一是如果跳动量的均差小于0.20mm，则针对相对应挠性联轴节的跳动量过大部位，拧松法兰盘三角形在法兰盘圆周面用橡胶榔头轻轻敲击，施加一个很小的外力，使得该部位的跳动量减小，然后再检测其跳动量是否符合要求，否则，再给其跳动量过大的部位施加一个力，直至跳动量符合要求；二是使用第一种方法后，其跳动量始终无法达到规定的要求时，改变单独每一根尾传动轴的轴向相位这两种方法的的来调整。6 结束语尾传动轴是主减速器向中间减速器和尾减速器传递功率的唯一部件。直升机飞行时，尾传动轴高速旋转，如果尾传动轴偏摆量与跳动量超范围，很容易造成尾传动轴轴承与挠性联轴节损伤，可能造成尾传动轴断裂的严重事故，直接威胁直升机飞行安全。因此在更换尾传动轴组件中的部附件时，必须进行尾传动轴偏摆量与跳动量的检测，如超差，应当根据测量的具体情况进行调整，保证尾传动轴偏摆量与跳动量在规定范围内。参 考 文 献1直八A直升机维护手册中国直升机设计研究所2直八A直升机技术使用手册中国直升机设计研究所1257