小小弹簧片要闯三道关

来源:解放军报作者:王若璞、陈 洪责任编辑:韩成
2017-12-19 16:07

小小弹簧片要闯三道关

——中国人民解放军5713厂研制某型燃油调节器电门杠杆侧记

■王若璞 陈 洪

电门杠杆是某型飞机发动机燃油调节器中的一个部件,工作时电门杠杆里的弹簧片常常承受不同载荷,容易发生断裂。使用过程中电门杠杆也曾多次出现弹簧片断裂失效的故障。

针对这一情况,中国人民解放军5713厂成立攻关小组,航空产品事业部技术员刘卿华作为项目负责人挑起了大梁。这个“女汉子”历来有一股不服输的冲劲,领命后她带领团队打响了研制电门杠杆的战斗。

攻关一

调整转角尺寸,加工参数合格的弹簧片试件

小小弹簧片在硬度、角度、厚度和弹力等方面要求十分严格,改变四个参数中的任何一个,其他三个参数都会随之改变。

电门杠杆研制初期,刘卿华每次加工出来的弹簧片总有一两个参数不合格。面对这个棘手难题,她查阅大量资料,针对4个参数采用“正交试验法”,把每项参数的改变进行排列组合,设计加工出不同的试件,逐一进行试验。

积累了大量数据后,刘卿华终于发现了症结所在。原来,弹簧片的转角是隐性参数,图样上虽然标注为自由尺寸,但尺寸往往影响到弹簧片的弹力,需要随机控制。待调整好转角尺寸后,弹簧片的硬度、角度、厚度和弹力四个参数均在合格范围内。

攻关二

采用炉前水冷方式,解决弹簧片硬度偏高问题

当电门杠杆进入试验验证阶段,可试验件却未达到规定的运转次数就发生了断裂,攻关再一次遭遇技术瓶颈。

刘卿华迅速组织人员对问题展开分析,发现弹簧片在热处理后硬度偏高,弹簧片韧性较差,容易断裂。

找准问题突破口后,刘卿华全程跟踪弹簧片热处理过程,仔细分析弹簧片7小时热处理过程中的每一个细节。她发现,热处理用的真空炉离冷却水槽有几十步远的距离,由于冬天气温偏低,加之弹簧片体积小、散热快,从出炉到进入水槽冷却有段时间,影响冷却效果,导致硬度偏高。热处理技师张建提议,将冷却水槽搬到真空炉前,使弹簧片出炉后第一时间放入水槽快速冷却。这个方法果然灵验,问题迎刃而解。

攻关三

增加表面处理工艺,提高弹簧片抗疲劳强度

就在项目组以为要大功告成时,疲劳试验结果出来了,他们发现3件新制的电门杠杆试件,仍有1件未达标。

项目组请来专家对项目进行故障会诊,根据专家建议,大家立即调整工艺方法,一是增加去应力工序,消除弹簧片残余应力;二是改进抛光工艺,降低弹簧片表面粗糙度,进而增强弹簧片的抗疲劳强度。

经过改进后,弹簧片的抗疲劳强度有所提高,可离工艺要求的抗疲劳寿命还有差距,项目组乘胜追击对弹簧片进行失效分析,发现问题集中在最后一道工序——镀镉钝化。

以往弹簧片镀镉前处理采用的是强酸腐蚀,这样缩短了弹簧片抗疲劳寿命。项目组优化了镀镉工艺,采用弱酸精密腐蚀,使弹簧片抗疲劳寿命达到了工艺要求。

小小弹簧片连闯三关终诞生,经装配后试验验证,3件某型燃油器电门杠杆试件全部合格,且产品表面质量和抗疲劳强度明显优于外购件,各项指标均达到装机要求。

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