57 尾传动轴第一点下垂超标的分析和排除-赵传杰(4)

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第二十八届（2012）全国直升机年会论文
尾传动轴第一点下垂超标的分析和排除
赵传杰 杨宗阳 李 超 胡晓军
（61330部队，河南新乡，453000）

摘 要：本文针对米－17系列直升机尾传动系统，尾传动轴第一点下垂（按飞行方向）超出技术标准的
故障进行分析，分析故障的危害性，并给出了排故方法和建议。
关键词：直升机;尾传动轴;下垂超差;支座更换

1 引言
直升机传动系统是将发动机功率传递给旋翼和尾桨。尾传动轴是其中的一部分，其工作转速高，
传递扭矩大。其下垂、偏摆符合技术要求，传动平稳可靠，内部摩擦力小，是其重要技术指标之一。
米系列直升机尾传动轴，前端通过刹车盘与主减速器连接，中间通过中间减速，变角后与尾部减速
器连接。在机上跨度长，安装在中机身及尾梁、尾斜梁内，空间狭窄，测量设备安装困难，检查维
护难度大。近几年直升机因尾传动轴而引起的空中、地面事故接连发生，造成了巨大损失。在近期
的尾传动轴工作状况普查中，我们发现两起尾传动轴第一点（按飞行方向，见图1）下垂，超出技
术标准。

2 故障现象
2012年初,在米系列直升机尾传动系统普查中，按工艺对尾传动轴进行技术状况检查测量时，先
后发现2架直升机尾传动轴联轴节第一测量点（见图1）下垂达到了1.36毫米，超出技术标准0.16
毫米。
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3 机理分析
米－17系列直升机尾传动轴由4个活动关节部分和2个钢性部分组成，主要是用来将发动机的
功率，通过主减速器、中间减速器、尾部减速器传递给尾桨,再通过尾桨变距平衡旋翼的反作用力矩
并保证直升机的航向操纵。尾传动轴因长度较长，节数较多，跨过尾梁与中机身的对接、尾斜梁与
尾梁的对接等，尾传动轴安装在各支座上，并通过刹车装置与主减速器、中间减速器、尾部减速器
相连接，各支座由螺栓、铆钉固定在中机身及尾梁的隔框上。机身水平测量正常的情况下，上述部
件连接和安装的好 坏,直接影响着尾传动轴的下垂是否符合标准。既尾传动轴下垂是否符合技术标
准同主减速器、中间减速器、尾部减速器的安装角度和尾传动轴在支撑座上的定位及轴承橡胶圈质
量有着直接的关系。在主减速器、中间减速器等安装正确和轴承安装支座、橡胶圈良好情况下，尾
传动轴支座同心度测量方法是用专用塞规和0.5毫米～0.6毫米钢丝主减速器尾传动轴和中间减速器
法兰盘连接中心并在中间减速器一端钢丝上加20公斤力测量得来
的。尾传动轴相对主减速器尾传动轴和中间减速器法兰盘连接中心
的轴线位移，任何一个方向均应不大于1毫米，这是尾传动轴安装
又一先决条件。考虑尾传动轴安装固定点较多，米－17系列直升机
在尾传动轴下垂的补偿上，主要采用的是套齿联轴节（如图2）。尾
传动轴4个活动关节部分,每个部分两端都带有套齿联轴节，其构造
由联轴节壳体（4）和轴（1）组成，筒型壳体内表面加工有长套齿，
轴头上有传递扭矩的短套齿。联轴节内有滑油腔， 当尾传轴转动时，
滑油在离心力的作用下流向套齿，以便给套齿润滑。工作时扭矩在
套齿连接的情况下，沿套齿啮合全长均匀分布，套齿连接的负载相
对说并不大。如果尾传动轴安装正常，套齿的制造符合图纸标准，
套齿成对装配在几何尺寸上准确无误并有足够的刚度，套齿表面就
不会产生金属屑由接触面上脱落的磨损。套齿的材料在这样的连接
中完全能承受挤压作用，保证尾传动轴在给定寿命期内正常工作。

4 下垂超过规定的危害
米－17系列直升机尾传动轴以每分钟2590余转高速旋转，承受着较大的扭矩，同时因尾传动
轴较长和安装固定高于尾梁的中心线，尾梁受外力影响产生弯曲的同时，不但导致尾传动轴的长度
的变化，其下垂也会发生变化。另外，主减速器、中间减速器、尾部减速器及尾传动轴自身安装座
安装不正确，机身水平测量点超标，也会影响尾传动轴的下垂。虽然尾传动轴的设计已考虑到了用
套齿联轴节来补偿下垂，但它的构造是利用带短套齿（约7毫米）的轴插入联轴节带长套齿壳体中
来实现下垂的补偿，由于是靠套齿来实现下垂补偿，那么补偿下垂的角度受到了极大的约束，所以
下垂不允许超过1.2毫米。超过1.2毫米时，所有载荷只经过联轴节套齿上两个相对处传递，且不是
沿套齿全长，而是其中一小段。一个套齿接触联轴节的这一段，正对的另一套齿接触联轴节的另一
段。转动时其它套齿对也轮流进入接触。轴转动一圈每个套齿都和与其连接的套齿接触两次（第一
次接触连接的这一端，第二次接触连接的另一端）；当轴心径向位移时，不能受载的套齿的全部载荷
只由一个套齿来承受（转动时每个套齿轮流受载），即一个套齿退出啮合时下一个套齿进入接触，以
此类推。这样尾传动轴的下垂会引起套齿接触面积明显减小，因而使实际接触部位压力增高，接触
区有很高的压力和滑动，这样的条件下，齿与齿间就形成了摩擦，润滑油起作用也只能减缓套齿磨
损的速度，而不能消除套齿的磨损。尾传动轴在转速每分钟2590余转的高速下，产生曲绕转动，致
使联轴节内套齿连续不断地挤压、滑动、摩擦，继而磨损，啮合间隙增大，尾传动轴振动值增大。
同时，此部位温度会升高，润滑油逐渐蒸发，油加杂金属屑堵塞注油孔，润滑油注不进套齿内腔，
长时间下工作，套齿内部的润滑油逐渐干涸，套齿形成干磨，加速磨损，最终导致套齿变形、磨秃，
尾传动轴扭矩传递失效，尾桨失去转动动力源，直升机失去平衡力矩。当飞行员操纵不当时，将导

图2 套齿联轴节
1.轴 2.螺栓 3.橡胶圈 4.联
轴节壳体5.注油孔 6.轴 7.隔
板 8.隔板 9.螺帽
有
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致重大的飞行事故。
5 故障的排除
5.1
按米－17系列直升机水平测量的要求，对两架进行了水平测量，测量结果所有水平点技术

数据均符合设计标准。
5.2
在直升机水平测量良好的情况下，测量主减速器安装角，沿纵轴向前为4

0

32′，向左为3′，

符合主减速器安装要求。
5.3
测量尾传动轴的偏摆、下垂、侧向间隙、尾传动轴轴承橡胶圈和支座间的间隙,除第一点的

下垂超过标准外，其它测量数据均符合技术标准。
5.4
拆下尾传动轴，用专用塞规及0.5毫米钢丝，在中间减速器一端钢丝上施20公斤力拉紧钢

丝，检测尾梁内及中机身上20号、16号尾传动轴各安装座的同轴度，其值符合技术标准，而12号
框尾传动轴安装座同轴度超过了1.0毫米，超过允许值0.4毫米，说明问题出在中机身12号框部位
尾传动轴安装座上。取下砝码、钢丝和塞规，拆下辅助动力装置等后，去除铆钉，拆下尾传动轴固
定支座，再按上述方法拉上钢丝，并调整新支座位置在塞规1.0毫米的孔内，将新支座用两个铆钉
铆到12号隔框上，再次测量确认尾传动轴安装支座指标，均符合技术标准，铆上新支座。
5.5
拆下检测设备。按尾传动轴安装工艺安装尾传动轴等，然后，用专用工装设备测量尾传动

轴的下垂，第一点的下垂为0.43毫米, 第二点的下垂为0.52毫米，其它点下垂及偏摆等各项数据均
符合技术标准，直升机在各种状态下飞行工作正常。

6 建议
6.1
更改《技术使用维护手册》中，尾传动轴转动一周，每隔450记一次数据的检测要求，因

为尾传动轴的下垂最大点未必在450或450的倍数上，检测时应始终观察尾传动轴转动一周时百分表
的指示，记下其指示的最大值和所在的方位角，以便于正确分析、处理。
6.2
检查测量直升机尾传动轴下垂时，直升机上应无负载，且迎风停在平坦场地上，风速不超

过5米/秒。
6.3
所用检测百分表应合格。安装测量设备夹具时，预压要正确，所有固定螺钉应拧紧，特别

应注意装表杠杆的端部不能压到尾传动轴轴管上，造成测量不准确。
6.4
检查测量尾传动轴的下垂时，转动旋翼桨叶要平稳、缓慢，直升机上不要上下人或做可导

致直升机振动的工作，防止仪表跳动，测量的数据不准确。
6.5
如果尾传动轴的下垂超过允许量，首先要检查主减速器、中间减速器等安装的正确性，确

认尾传动轴轴承橡胶圈良好，支座未有变形等；其次检查隔框是否变形，必要时修理隔框；再就是
检查机身的水平测量，看水平点是否偏离了技术要求，如果发现水平测量点偏离了允许公差，要进
一步论证，以决定能否修理。
6.6
特别提示尾传动轴套齿联轴节内注油润滑是必不可少的，注油时必须从上面的一个注油孔

注油，至下面的孔呈线型流出为止。
6.7
严格执行维护规程,加强对尾传动轴的检查、维护和保养。必须指出的是一套尾传动轴下垂、

偏摆和侧向间隙的检查各有8个点须测量。
6.8
进出尾梁工作时，严禁用手拉动尾传动轴，也不要使工具设备等磕碰到尾传动轴，以免造

成尾传动轴不必要的损伤。

参 考 资 料
[1] 米－17直升机技术使用维护手册, 总参陆航部, 1992.
[2] 单旋翼直升机设计特点及维护原理, 莫斯科军事出版社, 1986.6.
[3] 米－17直升机修理指南, 莫斯科直升机工厂, 1992.8.
[4] 米－17直升机机体延寿规程, 米里设计局莫斯科直升机工厂, 1997.4.