摘 要：针对某型飞机的加油口盖伞形阀门出现断裂， 对该件进行自制开发， 设计制作了一种橡胶模具， 目前使用该模具生产出的零件已经装机使用。
关键词：飞机； 伞形阀门； 橡胶模具； 设计；
1 开发背景
在某型飞机的一次航后定检中， 机务人员发现其加油口盖的伞形阀门出现断裂脱落 （如图1所示） , 并在随后的普查中， 发现多架该型飞机存在相同问题。
该伞形阀门为橡胶件， 主要作用是阻挡水分进入油箱， 如果该阀门出现破损或缺失都会造成一定的安全隐患。导致该故障发生的主要原因是橡胶件老化， 安装了此橡胶件的该型飞机均存在发生此类故障的可能性。咨询该橡胶件的生产厂， 厂方无法确定其售价以及能否单独购买。若更换整个加油口盖， 费用较高， 且采购周期也较长。综合考虑， 决定对该件进行国产化自制。
2 自制开发过程
由于该橡胶件长期处于汽油浸泡的工作环境， 根据此特点， 选用5250丁腈橡胶作为原料。5250丁腈橡胶有耐油性好、伸长率高等优点， 是常用的航空耐油橡胶。首先， 将5250胶料放入该机型飞机所使用的100LL号汽油中进行浸泡实验， 浸泡时间为5天。经过浸泡试验检测， 该胶料在浸泡后无溶解和开裂等异常情况， 可以作为制造伞形阀门的胶料使用。
图1某机型飞机加油口盖 （左为正常件， 右为伞形阀门断裂件）
自制的伞形阀门外形及尺寸需与原件一致。在对原件进行尺寸测绘后， 绘制出伞形阀门零件尺寸图， 如图2所示。
根据零件尺寸计算模具中型腔尺寸 （需考虑胶料的收缩） , 并进行模具设计， 模具装配图如图3所示。整个模具使用调质HRC25~30的45号钢棒料制作。模具大体由上下模构成， 由上下模结合部分构成零件的外部轮廓， 在模具中间加入一个衬套， 以形成零件中的安装固定台阶。模具采用梯形结构镶嵌配合设计， 这种设计能够稳定地安装模具， 并能够在生产中省去安装和拆卸镶块和定位销的步骤， 达到提高生产效率的目的。
3 功能验证
通过咨询飞机制造商， 获得伞形阀门的工作性能要求是在4英寸水柱的负压时能够打开， 并能够保持0.5psi的正压。根据这些需进行验证的参数， 设计测试试验。
试验中使用大气数据测试仪 （型号LAVERSAB MODEL 6580） , 通过橡皮管与加油口盖的芯部相连 （伞形阀门安装在芯部零件上） .该大气数据测试仪精度为0.01英寸泵柱， 能提供稳定的正压和负压环境， 并能检测连接管路是否存在渗漏。
管路环境按照飞机厂商给出的验证标准进行设置， 分别连接原装件和自制件进行测试， 同时增加负压0.01英寸泵柱和正压0.02英寸泵柱情况， 检测微小正负压是否影响伞形阀门状态。
具体试验步骤为：
1） 试验设备开机进行自检， 确认设备正常工作。
2） 试验设备检测当前常压值， 检测结果为28.47英寸泵柱。
3） 在设备上设置正压值， 即在常压值基础上增加2~3英寸泵柱， 对试验管路进行增压， 检测管路是否漏气。若发生漏气， 将管路浸泡水中， 调整管路连接， 直至管路没有气泡浮出， 此时管路压力达到设备设定值。
图2伞形阀门测绘图
图3伞形阀门橡胶模具装配图
表1 试验结果
3） 进行原装件和自制件的对比试验。
试验结果如表1所示。
通过上述试验对比， 证明自制件具备与原厂件相同的功能。此外， 自制件在装机监控使用过程中反应良好， 可以替代原厂件进行使用。
参考文献
[1]周毅。一种过壁胶圈的橡胶模具设计[J].机械工程师， 2013 （7） :161.
[2]虞福荣， 张国均。橡胶模具实用手册[M].北京：化学工业出版社， 2001.
[3]李绍林， 马长福。实用模具技术手册[M].上海：上海科学技术文献出版社， 1998.
