一种球头球窝型飞机主起落架安装车的设计与应用【摘 要】飞机主起落架的装配工作，存在装配空间小、安装精度高等技术 难点，在实际生产中对工艺装备的要求较高。为了完成某飞机主起落架的装配工 作，设计了一台球头球窝型主起落架安装车，该安装车采用球头球窝机构实现起 落架产品姿态调整，使得起落架接头在入位过程中能够灵活地适应复杂的空间路 径，完成狭小空间、高精度的装配工作。【关键词】 飞机主起落架安装 狭小空间 球头球窝机构 姿态调整1. 引言某飞机主起落架装配，是该飞机装配工作中较为复杂的一项工作，主要技术 难点有：(1) 装配精度高，主起落架对接接头两端面距离为806mm,端面公差为0.05- 0.30mm;(2) 安装接头处于较为封闭的舱体内部，操作空间狭小，给对接过程带来一 定的困难。为了克服上述困难，设计了一套球头球窝型的主起落架安装车，利用球头球 窝灵活的调姿功能完成主起落架产品的姿态调整，适应复杂的空间路径，完成狭 小空间、高精度的装配工作。2. 正文2.1 工艺需求2.1.1 产品介绍：主起落架结构按以下组件分别安装：缓冲支柱组件、前撑杆、收放作动筒、 小舱门拉杆机构。其中，缓冲支柱组件需要使用起落架安装车工装进行辅助安装 对接接头两端面距离为806mm，端面公差为0.05-0.30mm，总重量为432kg。2.1.2 安装车功能要求：(1)安装车应能适应左右主起落架的安装，能将主起落架缓冲支柱组件可靠固 定， 能够适应外场工作条件；(2) 主起落架安装车应设置能够进行Z向升降的能力，行程不小于250mm；主 起落架安装车应能够将缓冲支柱组件绕X轴、Z轴进行少量旋转调整；主起落架 安装车应能够带动主起落架缓冲支柱组件在X轴、Y轴方向进行直线运动，X、Y 轴方向的行程均不小于 50mm；(3) 主起落架轮轴与缓冲支柱呈93度夹角，安装车上固定位置应作适应性设 计，以保证缓冲支柱的安装状态。2.2 球头球窝系统设计2.2.1 球头球窝系统构成球头球窝调姿装置主要由上下连接板、球头球窝运动副、限位螺栓、拉升弹 簧组成，如图1所示。通过球头球窝机构，实现主起落架绕X、Y、Z轴的旋转运 动；利用平台与平台之间的球头球窝结构与拉伸弹簧一定规则的排布，实现A/B 两个方向上的旋转运动及 C 方向上绕球头的旋转运动。通过拉升弹簧组和限位螺 栓，限定球头球窝装置的最大调整量，防止产生调整过程中产生过大的晃动量。图 1 球头球窝调姿装置组成图基于起落架产品自身结构特征，设定5组拉力弹簧，对偏心问题进行平衡， 弹簧型号为：ESAWT20-60, 5组弹簧可以平衡偏心力约200kg。2.2.2限位螺栓的设计计算要求主起落架安装车应能够带动主起落架缓冲支柱组件在X轴、Y轴方向进 行直线运动，X、Y轴方向的行程均不小于50mm。因此在对限位螺栓的设计过程 中要兼顾安全和行程两个方面。姿态调整点距离球窝距离:H=1700mm;X、Y轴方向的行程:L=50mm;球头球窝调整的角度：6=arcsin(50/1700)=1.69;调整板长度：l=200mm;限位螺栓的活动行程：h=2*sin6 *20012mm.因此，限位螺栓的活动行程设定为12mm，既能满足姿态调整需求，又能具备 球头球窝运动限位功能。2.3安装车其它模块设计2.3.1左右件通用性设计通过对支撑块旋转(180)，以及定位插销的对称设计，实现左/右主起落架 产品共用同一台安装车完成装配工作。2.3.2限位挡块设计在起落架运输过程中，为了防止带锁扣夹具被误碰脱开，导致起落架产品脱 落。对带锁扣夹具增加自动挡块限位块，限位块靠自身重力实现对带锁扣夹具限 位，防止带锁扣夹具被误碰脱开。2.3.3 AGV车体设计如图2所示，AGV车体主要由车体框架和4组AGV轮组成，用来实现起落架 产品的短距离运输及在装配入位过程中的直行、后退、平移、转弯等初步姿态调 整。和其它驱动方式相比，AGV运输车有以下几大优点：（1）运输过程具有较高 的定位精度和行走直线度：AGV车停车精度可达到土5mm，可以稳定地保持直线行 走，防止在狭窄空间内发生晃动误伤其它产品；（2）实现多自由度运动：通过 对4个AGV轮的差速控制，在水平面上可以实现X/Y方面的直线运动和C向旋转 运动，满足运输过程需要和初步的姿态调整需要。图2 AGV车体示意图2.4应用状况及总结2.4.1应用状况目前，该主起落架安装车已经投入现场使用，顺利可靠地完成了厂房内、厂 房外的飞机主起落架产品装配工作和主起落架产品的拆卸工作，很好地满足了现 场的生产需求。在现场使用过程中，大大地提升了现场可靠性，降低了工人劳动 强度，提升了装配效率，缩短了起落架装配时间。2.4.2总结飞机主起落架装配，是飞机装配工作中的一项典型工作，也是一项装配工艺 较为复杂的工作。装配过程中，存在装配空间小、安装精度高等技术难点，在实 际生产中对工艺装备的要求较高。方案设计中需要结合现场环境、产品特征、工 艺需求等进行设计。本次设计中采用了一种球头球窝调姿结构，通过简单的球头球窝结构，实现 中小重量部件的姿态调整（500 公斤以内）。球头球窝调姿装置结构简单，操作容 易，经济性好，可靠性高，维护成本低，具有较高的推广价值。3. 参考文献1 范玉清.现代飞机制造技术M.北京：北京航空航天大学出版社，2008，（4）：前言2 陈昌伟，胡国清.飞机数字化柔性工装技术研究J.中国制造信息化，2009，38（9）.