前緣縫翼自適應(yīng)調(diào)整裝配技術(shù)研究

1、    前緣縫翼自適應(yīng)調(diào)整裝配技術(shù)研究    晏瀛【摘 要】前緣縫翼在飛機(jī)起飛、降落過(guò)程中起到增加升力、提高性能的作用。對(duì)于縫翼裝配過(guò)程中的自身偏差和裝配誤差，設(shè)計(jì)了一種縫翼自適應(yīng)調(diào)整裝配技術(shù)使縫翼加強(qiáng)肋與滑軌良好對(duì)接。并通過(guò)該機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型、運(yùn)動(dòng)仿真及實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證并計(jì)算了偏心襯套偏心量對(duì)前緣縫翼尾緣偏離的影響。目前，前緣縫翼自適應(yīng)調(diào)整裝配技術(shù)已應(yīng)用到大型客機(jī)縫翼設(shè)計(jì)中?！娟P(guān)鍵詞】大型客機(jī)；前緣縫翼；裝配補(bǔ)償；偏心襯套0 引言前緣縫翼的設(shè)計(jì)是提高飛機(jī)的氣動(dòng)性能，減小大迎角下的失速速度，增強(qiáng)飛機(jī)機(jī)場(chǎng)適應(yīng)性的關(guān)鍵技術(shù)，是提高飛機(jī)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的有效手段之一。隨著現(xiàn)

2、代民機(jī)市場(chǎng)對(duì)飛機(jī)的高效性、經(jīng)濟(jì)性提出了更高的要求，前緣縫翼的設(shè)計(jì)逐漸成為民用飛機(jī)研制過(guò)程中的一個(gè)重要課題。由于縫翼是一種長(zhǎng)跨距的柔性結(jié)構(gòu)，在實(shí)際裝配過(guò)程中容易產(chǎn)生變形和扭轉(zhuǎn)，而且同時(shí)還要實(shí)現(xiàn)多連接點(diǎn)的完全配合，造成了前緣縫翼與滑軌連接易產(chǎn)生裝配應(yīng)力難度，若強(qiáng)制裝配，首先，接頭會(huì)產(chǎn)生附加載荷，影響了接頭及滑軌的使用壽命；其次，影響了縫翼的外形精確度。本研究主要工作在于依托大型客機(jī)前緣縫翼的設(shè)計(jì)研究，設(shè)計(jì)出一種能夠適應(yīng)縫翼自身偏差和裝配誤差的可操作補(bǔ)償機(jī)構(gòu)。1 縫翼與滑軌連接補(bǔ)償機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)大型客機(jī)縫翼滑軌與縫翼本體通過(guò)連接帶板、關(guān)節(jié)軸承、連接螺栓連接?？p翼滑軌與縫翼本體的連接分為兩種形式，一種為單耳

3、雙耳連接帶板連接，定義該形式為主連接形式，一種為單耳單耳連接帶板連接，定義該連接形式為從連接形式。主連接形式為安裝在滑軌上的2個(gè)關(guān)節(jié)軸承，縫翼本體的一個(gè)關(guān)節(jié)軸承，通過(guò)2個(gè)連接帶板，3個(gè)連接螺栓連接而成。主連接形式上的加強(qiáng)肋壓入了兩個(gè)凸肩襯套和一個(gè)滑動(dòng)襯套，縫翼安裝時(shí)，縫翼本體的一個(gè)凸肩襯套與安裝在滑軌上的關(guān)節(jié)軸承貼合，該形式控制縫翼本體的展向定位。再通過(guò)滑軌襯套頂住關(guān)節(jié)軸承另外一側(cè)，以承受側(cè)向載荷。從連接形式為安裝在滑軌上3個(gè)關(guān)節(jié)軸承，縫翼本體加強(qiáng)肋上兩個(gè)軸承，通過(guò)4個(gè)連接帶板，5個(gè)連接螺栓連接而成。該形式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，滑軌圓心與縫翼轉(zhuǎn)軸重合，驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)滑軌完成定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠滿足前緣縫翼的

4、運(yùn)動(dòng)要求（圖1）。圖2所示的偏心襯套可以為縫翼本體與滑軌接頭提供補(bǔ)償措施，利用偏心襯套調(diào)整縫翼尾緣與固定前緣的間隙。依次對(duì)每段縫翼，松開(kāi)鎖扣，調(diào)整偏心襯套，獲得尾緣與固定前緣的指定間隙。然后鎖緊偏心襯套鎖扣。這種連接機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有以下特點(diǎn)：（1）前緣縫翼與滑軌連接處增加大偏角關(guān)節(jié)軸承，以適應(yīng)前緣縫翼自身的變形，同時(shí)防止耳片承受面外力，所有連接孔增加連接襯套；（2）在前緣縫翼裝配時(shí)設(shè)計(jì)定位基準(zhǔn)，完全配合處增加滑動(dòng)襯套以調(diào)節(jié)使零件貼合，同時(shí)在其它非定位基準(zhǔn)配合處增加名義間隙以避免裝配誤差；（3）每個(gè)前緣縫翼與滑軌連接處有兩點(diǎn)連接，一點(diǎn)固定，另外一點(diǎn)設(shè)計(jì)偏心襯套調(diào)節(jié)連接孔的相對(duì)位置，實(shí)現(xiàn)縫翼特定理論

5、外形下與滑軌的連接。2 縫翼與滑軌連接補(bǔ)償機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)建模擬定前緣縫翼與滑軌連接固定孔中心a，偏心襯套安裝孔心為b，偏心襯套孔心為c，前緣縫翼與滑軌連接調(diào)節(jié)孔中心d，縫翼尾緣尖部e，可通過(guò)尾緣尖部的偏離量表明偏心襯套對(duì)縫翼裝配的調(diào)節(jié)能力，建立圖3所示幾何模型。由于a、d、e三點(diǎn)均為縫翼上點(diǎn)，且三點(diǎn)相對(duì)位置固定，可知e點(diǎn)的偏轉(zhuǎn)角度與d點(diǎn)相同。由于ab段位置固定，ad段偏轉(zhuǎn)角度可在abd內(nèi)用余弦定理計(jì)算：4 縫翼與滑軌連接補(bǔ)償機(jī)構(gòu)試驗(yàn)驗(yàn)證4.1 試驗(yàn)方法試驗(yàn)件包括支撐板1件、翼肋隔板4件、滑軌2件、縫翼基座（含接頭）1件、連接塊6件、襯套8件、偏心襯套2件、偏心襯套襯套鎖扣2件，滑軌的半徑不同，旋轉(zhuǎn)軸

6、線與滑軌平面垂直?？p翼接頭一個(gè)為單耳形式，一個(gè)為雙耳形式；雙耳接頭的下懸掛點(diǎn)和單耳接頭的內(nèi)懸掛點(diǎn)同軸，并與滑軌旋轉(zhuǎn)軸線平行，這樣在調(diào)整偏心襯套時(shí)縫翼可繞著接頭的這條軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)偏移，如圖5、圖6。試驗(yàn)件以縫翼基座的4個(gè)頂點(diǎn)為測(cè)量基準(zhǔn)，要求這4個(gè)點(diǎn)到支撐板x、y面的距離誤差為±1mm，試驗(yàn)件完成裝配后，檢測(cè)縫翼基座4個(gè)頂點(diǎn)到x、y面的距離檢測(cè)結(jié)果，若不滿足4個(gè)頂點(diǎn)到x、y面的距離要求，調(diào)整偏心襯套，檢測(cè)調(diào)整后4個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的位置是否滿足要求；若第一次檢測(cè)結(jié)果滿足要求，調(diào)整偏心襯套，驗(yàn)證滑軌和縫翼的對(duì)接接頭的結(jié)構(gòu)形式是否使縫翼具備這種可調(diào)性。4.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)（表2、表3、表4）

7、：根據(jù)試驗(yàn)件滑軌與基座對(duì)接設(shè)計(jì)原理可知，調(diào)整偏心襯套，基座可繞滑軌懸掛點(diǎn)進(jìn)行鉸鏈運(yùn)動(dòng)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以表明，調(diào)整偏心襯套可以有效改善裝配引起的誤差。5 結(jié)論本成果中的連接補(bǔ)償設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的前緣縫翼與滑軌連接相比，具有更強(qiáng)的可調(diào)節(jié)性、可操作性及裝配容差允許，有效地提高前緣縫翼裝配效率和質(zhì)量，預(yù)防裝配應(yīng)力的發(fā)生，目前，已應(yīng)用于大型客機(jī)前緣縫翼與滑軌連接的設(shè)計(jì)。交付運(yùn)行以后，可延長(zhǎng)前緣縫翼關(guān)鍵件及關(guān)鍵部位的維修和檢查間隔時(shí)間，大大減少因裝配應(yīng)力造成的前緣縫翼在飛機(jī)飛行過(guò)程中導(dǎo)致零件疲勞斷裂、縫翼運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)卡阻等事故的發(fā)生，具有較強(qiáng)的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。【參考文獻(xiàn)】1王寶忠，等.飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)第十冊(cè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)m.北京：航空工業(yè)出版社，2000.2龐歡，喻天翔，王慧，宋筆鋒.典型縫翼機(jī)構(gòu)虛擬仿真及運(yùn)動(dòng)卡滯可靠性分析j.系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2013，25（7）：1652-1656.3周金宇，陳占福.利用軸承偏心套調(diào)整斜齒輪副的接觸狀態(tài)j.重心機(jī)械，2006（6）：5-8.4bartolone， dean f. independent front suspension eccentric alignment devicep. united states：6176501，2011-1-13.責(zé)任編輯：王楠 科技視界2016年10期科技視界的其它