制造技术研究

航天制造技术

某型直升机尾桨桨距操纵杆断裂故障分析

张 海

（总参陆航部驻株洲地区军事代表室，长沙 410200）

摘要：直升机尾桨桨距操纵杆用于改变尾桨桨叶的倾斜角度，从而改变直升机的飞行方向，针对其在高周疲劳试验时提前断裂，对试验的过程与结果进行了宏观与微观分析，根据断裂面的疲劳特征，给出了相应的故障分析结论是与空刀槽圆角位置点存在较大的应力集中和空刀槽的加工刀痕有关，并制订了相应的改进措施。

关键词：桨距操纵杆；疲劳；断裂；故障分析

Fault Analysis of an Operating Lever’s Rupture in Helicopter

Zhang Hai

（The Room of a Military Represents in Zhuzhou From Headquarter of Army Air Corps, Changsha 410200） Abstract：The operating lever in helicopter can change the inclination angle of the tail propeller blade, then change the flying direction of helicopter. According to the advanced rupture in high cycle fatigue test, the process and results were analyzed from the macroscopic and microcosmic aspects. The fatigue characteristics show that the faults are related to the stress concentration in fillet location point and the machining marks of the clearance groove. In addition, improvement measures were given out.

Key words：operating lever；fatigue；rupture；fault analysis

1 引言

直升机的尾桨桨距操纵杆用于改变尾桨桨叶的倾斜角度，从而改变直升机的飞行方向，是直升机的关键零件，并且是疲劳件，设计要求至少达到xx万次的循环。

在进行高周疲劳试验时，两件操纵杆都提前断裂。该试验根据《尾桨桨距操纵杆高周疲劳试验大纲》进行，试验载荷分为轴向载荷和弯矩，试验频率0.6Hz。

桨距操纵杆材料为15-5PH（美国材料牌号），制造工艺基本流程为：来料（固溶处理状态）→机械加工→钝化处理→时效处理→成品尺寸检验。

本文主要针对尾桨桨距操纵杆的损伤特征进行了宏观、微观观察，对桨距操纵杆的显微组织和硬度进行了检查，并在试验结果的基础上，确定了桨距操纵杆断裂的性质，并对断裂的原因进行了分析，制定

了相应的改进措施。

2 试验过程与结果

2.1 宏观观察

失效的尾桨桨距操纵杆断裂发生在桨距操纵杆外径尺寸过渡的空刀槽位置，见图1。桨距操纵杆表面存在数条宽窄不一的周向磨痕，其中最宽的磨痕约为5mm，最窄的为1mm左右，而且周向不同位置的磨痕深浅程度不一致。由磨痕的位置可以判断，此类磨痕为桨距操纵杆与后滑套接触所致。

图1 断裂桨距操纵杆外观形貌

作者简介：张海（1978-），工程师，航空机械专业；研究方向：航空发动机直升机减速器的研制与生产。 收稿日期：2010-04-13

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