某型飞机力臂自动调节器原理分析及常见故障排除方法

某型飞机力臂自动调节器原理分析及常见故障排除方法

张博为

大连长丰实业总公司

摘要本文将实践中的力臂自动调节器常见故障进行分析和总结并结合实际情况，对力臂自动调节器的功用、工作原理以及常见故障进行分析并举例说明，理论联系实际深入分析了故障原因，并提出了预防措施和工艺方法，为丰富工艺文件内容和提高修理者技能具有重要的实用价值。为丰富工艺文件内容和提高修理者技能具有重要的实用价值对BT-2力臂自动调节器故障的排除及修理起到很好的作用。

关键词  力臂；原理；分析

一、概述

飞机操纵系统的电气设备，包括水平尾翼和副翼助力器的控制电路、水平尾翼操纵系统的调整片效应机构、力臂自动调节器和方向舵调整片的控制电路而力臂更是重中之重。

力臂自动调节器用来随飞行速度和高度变化，自动改变驾驶杆与水平尾翼、驾驶杆与载荷机构之间的传动比，保证飞行具有良好的操纵性，推或拉驾驶杆后，力臂调节器偏转一方面，固定在力臂调节器下接耳的拉杆，使双腔液压助力器里的配油柱塞移动，控制液压助力器的油路，使它工作，并带动平尾偏转。另一方面，固定在力臂自动调节器上接耳的拉杆，使载荷感觉器里的活塞杆移动，压缩一侧的弹簧，驾驶杆上有压力的感觉，不难看出，驾驶杆位移越大，平尾偏角越大，同时杆力越大。使飞行员在不同的速度和高度上使用比较一致的驾驶技术和感觉比较真实的杆力变化。

二、力臂自动调节器的组成

力臂自动调节器时一个全晶体化控制的电动随动系统，信号电动机构、由全晶体化控制盒、力臂位置指示器、操纵开关及信号灯等组成。

（1）信号电动机构是该系统的执行机部分，它将控制盒来的信号转变为活动臂的直线运动，以改变平尾操纵系统的传动比，并将活动臂的位置信号回输给控制盒和加到力臂位置指示器。其中起主要作用的是电动机构，它主要由壳体、电机、减速器、滚轮变换装置、传动筒和凸轮断电装置等组成。

 a.电机

它是带有电磁刹车的两极串激电动机，摩擦圆片固定在电机轴上，与电机一起传动。制动圆盘上有三个孔，并通过此穿孔过固定在壳体上的三个导向销，使它不能转动，但能轴向移动。平时制动圆盘在弹簧力的作用下，被压向摩擦圆盘，并对它进行制动。为了增加摩擦力，在制动圆盘上还贴有软木圈

通电时,与电机串联的制动线圈有电，电磁力大弹簧力反力，使制动圆盘吸向电机端并与摩擦圆片脱开，电机即可自由旋转。

断电时，在弹簧力的作用下，制动圆盘对摩擦圆片进行制动。

b. 减速器和滚轮变换装置

该机构有三级游星减速器。滚轮变换装置的功用是将旋转运动，高频率地变换为传动筒的直线运动。滚轮变换装置由滚轮座及固定在其上面的三个滚轮和和传动筒组成。三个滚轮的外侧与传动筒里内侧的螺纹相齿合。由于传动筒不能转动，滚轮座的转动和滚轮在传动筒内侧螺纹槽里的滚动，便驱使传动筒做轴向运动。

c. 凸轮断电装置

凸轮断电装置的功用，是限制传动筒的活动范围和显示其中立位置。它由二个微动电门，一对中立位置触电、凸轮轴和滚筒等组成。而凸轮轴上固定有二个凸轮、一个接触轮和一个传动齿轮。为了能通过传动筒位置的变化来控制凸轮断电装置的工作，所以应用了此传动装置。内套筒固定在壳体上，里面装有电机、减速器和滚轮座轴承。在内套筒的外表面上，有三个纵向槽。滚筒是一端带齿轮、中间有三条斜缝的薄壁筒，它右端顶在内套筒的凸台上，左端拧在有限动螺帽，使它不能轴向移动，但能转动。

传动筒套在滚筒的外面，它里面有螺纹，而在底部的内侧固定有三个凸块，这三个凸块分别穿过滚筒的三个斜缝，并卡在内套筒的三条纵槽里。由于内套筒固定在壳体上，不能转动。卡在纵槽的凸块又使传动筒不能转动，电机带动滚筒座的转动，只能使传动筒轴向移动。在移动时，凸块便推动滚筒斜缝的斜面而使它转动，在通过齿合齿轮带动凸轮轴转动。

BT-2力臂自动调节器的工作方框图如图1所示。

图1

三、力臂自动调节器的原理

力臂自动调节器用于飞机操纵系统中，按特定的调节规律，自动改变驾驶杆到水平尾翼和弹簧载荷机构之间的传动比，从而保证飞机在不同的飞行速度和飞行高度时，有一致的操动性。图2为飞机水平尾翼力臂自动调节器飞行速度和高度修正调节规律。

图2

（1）高度在0～4500m范围内，力臂调节器的力臂值只按飞行速度调节当表速为0～455km/h时相当于起飞着着陆状态，力臂值保持“大臂”位置；当表速为455～992km/h时，力臂值随着速度的增加而减小，当表速大于992km/h时，力臂保持“小臂”位置。

（2）高度在4500～10000范围内，当M<1时，力臂自动调节器按动压进行调节，当M>1时，力臂自动调节器由静压进行修正，即力臂值随速度变化的范围缩小，且高度越高，力臂值变化范围越小。

（3）高度在1000m以上时，速度和高度的变化对力臂值无影响，力臂自动调节器始终保持在“大臂”位置。

四、力臂自动调节器的故障分析

1.当在空载操纵机构伸出、收回时，发生异常声响。

（1）[故障现象]

当在电压27V、空载、连续工作状态下，操纵机构伸出或收回时，电动机构发生异常声响。

（2）[原因分析]

a. 导致电动机构声音不好可能在装配过程中时滑轮部分没有装配得当，造成各级游星齿轮转动不灵活，没有啮合良好。

b. 收、放行程终了时发出怪叫声，经常是电动机电磁离合器的制动不好。

c. 发生异常声响的周期较短者，经常是减速器部分的故障。

（3）[排除方法]

a. 加强对滑轮与联杆配合的灵活性；检查有无多余物或是否缺少润滑脂，根据具体情况重新装配。

b. 加强对电动机电磁离合器的制动垫圈部分检查，更换制动垫圈。

c. 检查游星齿轮与电动机输出轴之间的间隙应为（0.6～1.1）mm。

2. 检查讯号电动机构各导电部分与壳体之间的绝缘电阻应小于2MΩ

（1）[故障现象]

用500V绝缘表检测讯号电动机构各导电部分与壳体之间的绝缘电阻小于2MΩ。

（2）[原因分析]

a. 碱性尘埃污染了换向器或电机长期工作造成积碳。

b. 由于焊接过程中使用松香过多造成插头之间接触不好 。

（3）[排除方法]

a. 加强对线路检查并对电机进行重新清洗、装配。

3. 工艺要求对联杆行程检查：电源电压28V，空载、以脉动方式使联杆伸出和收回至极限位置，分别测量联杆六方螺帽的端面至关节轴承中心线之间的距离应为：联杆伸出至极限位置时为235mm±0.5mm；联杆收回至极限位置时为185mm±0.5mm。实际联杆未能到达指定位置。

（1）[故障现象]

力臂伸出或收回数值超差。

（2）[原因分析]

a. 接触开关触点接触不好造成未能及时接通开关。

b. 从传动筒到凸轮轴这段传动装置上的零件磨损或带凸块的固定板未安装正确。

c. 回输电位计有故障造成未能及时接通。

（3）[排除方法]

a. 对不好的开关进行更换。

b. 按工艺要求对零件和装配方法进行检查。

c. 更换新的电位计。

五、总结

以上是对力臂自动调节器原理的分析及常见故障排除方法的研究，对今后的修理工作有着指导性的作用。当对产品进行故检时如果发现常见故障，可依据产品的原理，根据故障现象，判断出可能产生故障的点，便于故障的排除，通过对长期工作以来易发生的故障进行归纳和总结，便于日后发生同样的故障，能够更好、更快地排除故障，对于保障产品质量有着重要意义，确保生产的顺利进行也为以后积累了宝贵的财富。

参考文献

[1]飞机电气控制设备.中国人民解放军空军工程学院

作者简介

张博为  工程师，主要从事电气系统的维修和研究工作

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