小系统助力大飞机

　　当提到波音公司的新型787 Dreamliner机型，你会想到什么？是其非凡的尺寸大小 (197 英尺的翼大跨度、186英尺的长度、56 英尺的高度）？还是其惊人的巡航速度 0.85 马赫？可能您只会想到这些令人敬畏的统计数据，但却很难想到液压系统、线性液压马达、回转泵和马达——这些看不到但却不可或缺的系统和组装件，才是使飞行顺畅波澜无惊的重要原因。

　　Triumph Actuations Systems公司，1989年在美国南卡罗来纳州设立了占地13万平方英尺的工厂，拥有员工230名，主要产品线是线性液压作动器、电磁阀、手动液压阀、 液压系统、 回转泵、电机、可变和固定排量轴向活塞泵以及马达。Triump的客户遍及商业和军事飞机领域，包括波音、空客、格鲁曼、贝尔、美国西科斯基(Sikorsky)飞机公司、派珀（Piper）私人飞机公司等。

　　“当我加入Triump公司时，”数控程序员/制造工程师William Burke说：“我们主要做液压系统、线性液压马达、回转泵和马达。后来我们购买了霍尼韦尔生产线，可以生产更多、完全不同的液压泵和马达。这对我们来说是全新的工作，需要学习新的技术、提高技能，增加人员投资，还要在传统的驱动系统和新收购的液压泵和马达之间取得平衡。”

　　“上世纪 90 年代，我们的客户80%左右是商业飞机制造商，20%来自军事领域，”他说：“而我们这家公司的前身在1942年成立时，本来的客户构成80%来自军事，20%才来自商业飞机领域。现在，我们的业务构成是50%来自商业，50%来自军事领域。”

　　Triump公司的线性系统，在波音737以及波音舰队的其它很多机型上都能看得到，比如在用于整流罩或飞机引擎机舱的致动器上，用来开关发动机舱门。在这些致动器上还配有一个汽缸、一个液压存储器和一个活塞，以伸展和锁定。在致动器的一个末端上还配有一个轴承，这样伸展出去时，该系统就能在枢轴上转动。

　　Triump公司也有一些类似的系统可以开关货舱门，比如那些巨大的C17和C130货运飞机，后载货门又大又重。而Triump的致动系统，就可以轻松地打开、关闭并锁定这些沉重的门。

　　还有用于前起落架和后起落架的致动系统——在降低、提高前后起落架的同时，开关前后起落架门。Triump公司建好这些系统后，向波音公司供货，波音会将这些系统安装在起落架装配线上。

　　“有些部件是为B-1轰炸机而设计的，”Burke说：“我们和飞机制造商Piper公司一起合作，批量生产较小型的零部件。我们还为Bell直升机公司的直升机设计了一些系统，比如V 22鱼鹰。与其它机型相比，新型787 Dreamliner机型安装的Triumph组件和系统更多，比如罩门致动器、锁门致动器、起落架系统等。”

　　美国采购

　　“我们在自己的工厂生产制造的成品占整体的10%，其余的均外包给美国的其他制造公司，”Burke说：“我们公司自己有无损检测（非破坏性测试）、高度精密的质量部门，当然也有多面测试。我们会测试每一个致动器、泵以及液压马达。我们还做了泄漏测试，振动测试，会检查磨损情况，看是否有可能打破材料。测试类别非常广泛。”

　　“我们与客户合作非常紧密，以实现设计的可制造性 （DFM），”他继续说 ：“根据客户需要，我们的设计团队会做出设计，然后与客户一起用批判的眼光审查这种可制造性 ：对泵或直线驱动器的设计是有效的吗？我们使用的是最有效、最富成本效益的设计和流程吗？——只有当我们靠得更近，才有可能找到更好的方法、更多的材料，为客户找到最好的解决方案，这些都是必要的标准。”

　　“我们定期审核我们的供应商，看我们能否将某个特定供应商的产品直接送到我们的存货系统——不必进货检验，”Burke说 ：“这就要求它们是完全可追踪的：所有执行的操作、使用的设备、偏差和表面光洁度、使用的检验和验证系统、任何工艺变化等。”

　　Burke解释说输出的许多产品都是为了进行阳极氧化或镀（铬或镍）。但是，在送出这些零部件之前，他们也做了大量的车、铣（立式和卧式）准备工作，所以当零部件从生产线上下来时，都是几乎完工的。其Clemmons工厂能够成功地完成内径外径(ID /OD) 磨削工序，以及一些内部珩磨、研磨及其他二级操作。

　　磨削——“我们在这里生产的通用零件，包括用于液压泵、轴承座、轴承轴颈、匹配磨削的活塞套筒以及一些阀座研磨，”Burke详细解说道 ：“偏差±百万分之50、表面光洁度2~16微米，是司空见惯的。像这样的偏差度，需要在外径研磨机上装上数码麦克风。而为了实现精准的内径研磨效果，也需要电子计量器和空气量规。”

　　Triumph公司研磨的零部件，直径范围0.125~4英寸，长度范围13~0.250英寸。能够研磨加工的最大转子，长7英寸。只能研磨转子上的部分区域，无法研磨整个零件。Burke说 ：很多时候可以在一次操作上实现多直径、多面的效果。

　　Burke说 ：“我们可以研磨的最大轴承轴颈直径是3英寸，可以研磨转子的主体、转子轴承轴颈或夹持部分。我们在磨轮上实现想要的形状和半径。把轴承沿着某个特定角度扎入磨轮，同时研磨它的肩和直径，还会以任意角度将零件扎入磨轮，将它整个磨光。

　　每个零件的生产周期约为2~5分钟。Triump公司不会做任何高量磨削。绝大多数情况下，每批次只有24或30个零件。一个换到另一个零件的时间为30~90分钟，每个零件的配置都不同。一个系列里的零部件，换装时间差不多只有几分钟。

　　“绝大多数的研磨零件，比如转子轴，会绕着中心部位（固定中心或支持轴的活动中心）来运行。”Burke说：“我们会驱动轴做外径研磨，设定特别的装夹部件定位，还会在磨床里的夹头里夹紧零部件进行研磨。

　　Burke还补充说 ：在Triumph公司的回转泵和液压马达中，安装了一个特别长的轴（7 英寸转子轴）。这些组成了为辅助动力单元服务的液压系统。当你在停机坪上等待时，有时可能听到“嗡嗡嗡”的声音在脚边响起，那就是Triumph的液压系统在工作。

　　材料——“我们可以研磨多种、大范围的材料”，Burke举了4340钢、不锈钢、515ph值和7075铝等材料为例。“我们对铝制零部件相当重视，因此做了大量的铝材研磨。还有青铜、被称为Toughmet 3的一种铜材，以及具有更大的耐磨性和韧性的4340钢。”

　　“绝大多数时间，我们是以4340钢制的转子开始研磨的。我们有自己的内部结合流程。方法是把高铅青铜插头放入转子，在高温炉内将接口处融在一起，然后把转子从炉中取出，对融在一起的部分进行机加工，将青铜插头露出。这些是常会磨损的区域。活塞在汽缸里运行，看起来就像是左轮手枪，除了内径上还有些青铜栓外——对此的解决方法是：在活塞缸孔里保留一定的青铜壁厚度，有助于润滑活塞运动，与液压液体一起，将活塞推进推出。

　　旧式和新式研磨

　　Burke说：“许多零部件已经过车床或铣床的加工。为了装夹，我们会研磨轴承轴颈的外径以及最终尺寸，必要时还会研磨一些内径。我们最新从United Grinding Technologies公司购买的Studer S33，就是台外径磨床。不过我们还有一款Studer S20，内径外径均可研磨。这样我们就能将机加工完成的铝零件，立即转外加工进行阳极氧化等工序。等零部件回到研磨部时，我们就能好好研磨外径已被阳极氧化的区域。对轴承加工来说，必须经常这么做。然后我们会把零部件送出进行硬涂层。铝阳极氧化后再加以铝层，就可以将这个硬涂层牢牢附着在研磨过的零部件上。通常我们所做涂层的硬度会大于需要的程度，然后我们再把硬涂层研磨至需要的大小，不用考虑之前涂层保留了多少。

　　“选择Studer S33前，我们做了大量的调研。我承认该品牌的知名度确实对我最终选择它起到了一定作用，因为我们之前已配备了S35和S120。但是当时我们还是做了广泛的研究，调查了大量不同制造商生产的不同机型。最后我们选择了Studer S33，因为它能够满足我们特定、独特的磨削加工需求。鉴于我们在Studer S35上积累的广泛经验，当时我们就可以确定Studer S33能够很好地完成零件的磨削，以及未来Triumph公司可能进一步做的应用。后者尤为重要——采购Studer S33，不仅可以部分取代之前的旧技术，还能使Triumph公司未来应用更多不同的程序，带来新机会。另外，Studer S33可以立即升级为Studer S35。

　　“使用较旧的机器，我们一次只能编程一个零部件。Studer S33允许我们编写程序，将它们存储在控件上，还能上传和下载到我们的系统。现在操作员只要调出程序，设定研磨限制，按下按钮，即可运行。它的设置是用户友好型的，基于 Windows 的 StuderWin 软件非常强大，易于使用。我为Studer S33编写了所有程序，我们的操作员进行装配并研磨零部件。我们一起使它顺利运行，并建立一个大的程序库。当零部件被送回研磨部门时，除非它是新零件，否则我们只会研磨很短的时间就可以关机了。”

　　Studer S33使Triumph公司的车间可以进行更多新加工，因为切换速度更快了，Burke补充说：“一次安装就能实现更多研磨功能。我们已收到很多新的加工任务。因为有了S33，可以非常顺利地换用其他零部件，有时是执行器零部件、泵或电机，有时是活塞杆。我们现在可以研磨零部件整体、顶部或其他各部分。”

　　Burke说：“一切都进展顺利，我又采购了其他两台机器，把最新的两台设备带到这里。我们还准备再搬四台过来，其中一台将是内径磨床，我正考虑用Studer系列换掉车间里所有旧的手动机器。

　　“我们和United Grinding Technologies公司的关系非常好，尤其是与Bob Beals，”他还提到了他们的服务工程师Ray Wyland以及应用工程师Jim Lennon：“他们总是反应迅速、及时帮助我们。他们的优异表现真是说也说不完。另外，他们还对磨削飞轮提出了很好的建议，使我们见到了许多不同的飞轮制造商，帮助我们更好地应用。

　　“在合作过程中，我学到了不仅要选择最新的也要选择最好的技术——只有这样才能保持竞争优势，”Burke说：“优秀的合作伙伴有助于获取这样的技术。”

声明：本网站所收集的部分公开资料来源于互联网，转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享，并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传，对此类作品本站仅提供交流平台，不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容，以保证您的权益！联系电话：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。