某发射装置氮气瓶对接接口故障分析与研究.pdf

2011年4月
机床与液压
2011
第39卷第8期
MACHINE TOOL& HYDRAULICS
Vol39 o8
DO1:10.3969/j.iss.1001-3881.2011.08.040
某发射装置氮气瓶对接接口故障分析与研究
杨学超,吴长春
(中国空空导弹研究院主机部,河南洛阳471009)
摘要:针对某型发射装置氮气瓶卡滯故障,从人为因素、环境因素、加工因素和设计因素4个方面分析故障原,
测量故障件的相关尺寸,重点分析其加工质量、接口材料与结构形式。分析结果表明:导致此故障发生的主要原因是加
工质量,其次是设讦基准选择不合理。据此改进接口结构和加工工艺,并提出相关建议,对彻底排除该类故障有重要参
考价值
关键词:发射装置;氮气瓶;接口;梯形螺纹
中图分类号:T760文献标识码:B文章编号:1001-3881(2011)8-135-3
某红外型发射装置需要与氮气瓶对接,其对接接(a),先测量活塞组
为梯形螺纹(5ACME-2G)配合连接。使用时经件和壳体螺纹的同心
常出现气瓶与发射装置对接困难,甚至无法安装等现度(经测量约为
象,现场操作人员往往不得不使用扳手等工具进行操0.12mm,满足使用
作;气瓶安装后易出现卡死无法卸出故障,需要专门要求);然后垂直剖开
的维修人员进行维修才能卸下。大多数情况下,整个(见图2),检査剖面
对接接口组件会遭到损坏,需要对整个组件进行更的内螺纹,并对配套
换,甚至出现外场无法实施维修,需要返回内场维修的两个气瓶的主阀螺
现象,浪费了大量的人力物力
纹进行测量;同时査
作者主要针对某次氮气瓶卡滯故障进行排査论证阅图纸,寻找设计上图2故障件剖开图
分析。故障件强行分解后,卸出氮气瓶检查,发现气的缺陷。
瓶上的螺纹和对接位置处内螺纹有大量磨屑和明显磨
从故障现象来看,主要从四个方面着手来分析故
损痕迹,见图1。以前对故障原因的分析大多定位在障产生的原因,其故障分析树见图3。
加工质量上,但事实上这并没有从根本上解决问题,
故障原因
该类故障还是发生。所以作者着重从设计上探讨故障
原因,找出设计上的缺陷,以彻底杜绝该类故障的发
生
人为因素
环境因素
加工因素
设计因素
尺す超差)(加工质)(选材热表)(結构設计
图3故障分析树
人为因素和环境因素
从故障发生时,现场工作人员和工作环境来看
两种因素皆可排除。
(a)对接内螺纹
(b)气瓶螺纹
1.2加工因素
图1对接螺纹处的磨损情沈
对故障件进行目视检査,发现螺纹上有大量碎屑
1排故思路与原因分析
(见图1)。因为零件都是经过清洗的,使用前即使有
针对故障现象制定排故思路。首先把故障件分解碎屑也不会很多,所以碎屑应该是在使用时,因螺纹
开来进行分析,对具备测量价值的故障件(图1咬合而刮蹭下来的。
收稿?期:2010-03-2
作者简介:杨学超(1979一),男,工程师,主要从事发射装置结构设计。电话:13461087271,E-mail: yangxuechao211
机床与液压
第39卷
(1)尺寸超差
1.3设计因素
用环规对气瓶螺纹进行测量,气瓶螺纹可以通过
(1)选材与热表分析
环规,现场的多个新气瓶也可以通过环规,说明气瓶
对于此类螺纹配合,根据以往发射装置的研制经
螺纹是合格的。而故障件却因为卡滞无法拧到底,说验,材料要求:不同种类且要有一定的硬度差。从材
明螺纹的加工尺寸没有达到要求。用塞规对零件内螺料性能方面看,与气瓶对接的发射装置结构部件壳体
纹进行检测,塞规通端无法通过。测量剖开故障件材料为圆钢15-5PH(GB70965、抚新93-52),热处
(见图2)的螺纹小径和剖开分流块剖截面的螺纹参理硬度为HRC32~38,表面处理钝化。査询标准
数,如图4。
CB/T1172,15-5PH不锈钢热处理后硬度换算成布氏
通过测量小径为如26.78mm,与要求值26.67硬度HBS298~3502,比成熟型号接口零件壳体硬度
mn(min)相比,没有问题;图示参数ん实测结果为大很多。而氮气瓶阀体所用材料为Y1Cr18Ni9(奥氏
2.37~2.47m,可以推算出其大径约为d29.15
体型钢CB/T1220),拉伸试验oa2≥205MPa,o≥
29.25mm,由于零件进行了对开分割(见图5)实520MPa,硬度≤HE187,该材料具有高切削性、耐
测值为ん,而应测值为2,m、m'为线切割切去的部烧蚀性,适用于自动车床、螺栓螺母。
分,ん>l=';而作者通过卡尺测量的气瓶外螺纹
综合考虑,材料的硬度对比为:故障件>氮气瓶
大径约为1.7mm左右,这样内螺纹大径<外螺阀体螺纹。由于发射装置故障件売体与氮气瓶主阀同
纹大径,二者是无法配合的,故该故障件的螺纹应为全寿命期零件,其硬度匹配本没有特别要求。气瓶
是超差的。
主阀螺纹使用了不锈钢这种较硬的材料,分流块也使
用不锈钢材料,且材料经钝化后,其硬度过高,其塑
性变形协调能力较差,在加工超差或质量不好的情况
下,会啃伤氮气瓶阀体,这是为何卡滞故障件内会存
在大量碎屑的原因“。至于抱死和粘连现象发生条件
为:两种材料相同、硬度相同的零件接触面间存在大
的压力时,再加上接触面间没有润滑,这时同种材料
图4故障件剖截面螺
图5零件测量
分子非常容易相互吸引而渗透,产生抱死和粘连现
纹测量参数图
分析图
象。而现在故障件与气瓶主阀材料、硬度和工作条
(2)加工质量
件来看,不具备发生抱死和粘连的条件。
对螺纹进行检查
由于发射装置对防锈性能和质量要求比较高,如
发现故障件螺纹齿根清
使用20#钢易锈蚀,如换成性能较好的铜材料会超重
理不充分,齿顶锋利
2x76g左右。鉴于故障是发生在加工质量超差前提
未打磨毛刺,手感非常
之上的,只要加工质量能保证,即使不更换材料,也
滯涩,起始端清理也没
不会发生啃咬,由于内外螺纹间含有较大的间隙,其
有达到图纸要求。如图
抱死问题也能避免,故障也就不会发生,故综合来看
2的剖开图,起始蜡齿
材料满足使用要求,不必更改。
顶尖利,齿顶几乎为
(2)结构设计分析
线体,这是由螺纹孔部
倒角引起的。图纸要求
螺纹起始端凊理~
图6螺纹起始端齿
顶清理要求图
圈,并明确要求其
齿顶宽度至少为0.8mm,如图6,说明零件加工时开
始端清珅圈数不够。
从以上分析来看,故障件尺寸超差严重,并且加
工粗糙,使气瓶对接时容易咬合。故加工因素是造成
气瓶对接卡滞的一个主要原因。
图7氮气瓶阀体结构图