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（3）作动筒外壁表面裂纹呈网状，横向裂纹在使用中发生了腐蚀疲劳扩展，纵向裂纹基本未扩展。作动筒表面裂纹的网状形态和初始深度符合磨削裂纹的特点。
2.3飞机起落架作动筒密封圈失效分析
2.3.1试验过程与结果
（1）失效件的外观检查
分解后的起落架作动筒及活塞连杆组件如图5所示，图中A处是安装密封圈的活塞。检查作动筒内壁，发现与密封圈断裂处相对应位置的作动筒内壁沿纵向有一条宽约1.5mm的明显擦伤痕迹，与活塞运动方向一致，相应的活塞凸台上也存在严重地磨损，密封圈仍在槽内。自然平放两个密封圈，1密封圈可以在一个平面内，而2密封圈的断裂两端向同一方向翘起，翘起的角度基本相同，且断裂的两端头相互向相反方向发生严重永久性扭转变形。
图5 作动筒及活塞连杆组件
（2）材质检查
制作该密封圈的材料牌号为试5171。对两个断裂密封胶圈和另一炉批制作的新密封圈进行材质分析，结果证实两个断裂密封圈的材料均属于丁腈与丁苯并用橡胶，符合技术条件要求。
对两个断裂密封圈和新密封圈进行硬度检查，硬度符合标准要求。 抽查2005年以来34批密封圈的报告，安GB/T1960—92进行体积变化试验，密封圈体积变化在0.8%～4.0%之间的有16个批次；在4.6%～6.2%之间的有16个批次；7.5%～8.3%之间的有2个批次，GJB250A—96规定的体积变化为0～10%。可见，工艺间的控制试验结果符合技术条件要求。
（3）溶胀后的物理特性试验
根据图纸要求，将密封圈装入活塞前必须进行耐油试验，而耐介质为YH-10
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液压油。室温下浸泡五天，为了观察该橡胶密封圈耐油后的尺寸和重量变化，选取生产线上的密封圈三个（第一组），新制造的密封圈九个（第二组）,按照图纸要求进行耐油试验，其结果见表1和表2.
表1 第一组密封圈溶胀后的物理特性试验
Time/h Inside diameter/mm Weight/g 9.016 8.967 8.957 8.936
表2 第二组密封圈溶胀后的物理特性试验结果
Time/h Inside diameter/mm Weight/g Diameter/mm 8.878 4.93 8.855 4.93 8.852 4.94 8.850 4.94 8.852 4.95 8.840 4.95 8.834 4.96 8.836 4.99 0 24 48 72 96 120 144 168 8.917 8.902 8.907 8.907 0 24 48 72 96 120 144 168 113.00 114.00 114.91 115.02 115.09 114.69 113.98 113.98 113.68 113.65 113.66 113.64 113.67 113.69 113.68 113.76 表1中的数据是三个试样的算术平均值。从表中可以看出，随着浸泡时间的延长，密封圈的内径尺寸逐渐变大，96h达到最大，然后又逐渐缩小；其重量随着浸泡时间的延长减轻。
表2中的数据是九个试样的算术平均值。从表中可以看出，随着浸泡时间的延长，密封圈的尺寸略有增加；其重量随着浸泡时间的延长减轻，但减轻的幅度比第一组试样要小；其直径随着浸泡时间的延长略有增加。
在条件相同的情况下，分别对第二组密封圈中未经过耐油试验和经过264h耐油试验的密封圈进行拉断试验，未经耐油试验时的拉伸破断力为387N，经过264h耐油试验后的拉伸破断力为347N，破断力下降10.3%。
2.3.2分析与讨论
根据图3分析起落架作动筒的结构，活塞杆的一端与活塞相连，而另一端通过一个球面轴承与施加力系统连接，当活塞在作动筒内运动时，由于球面轴承的自调节作用，即使装配时有一些偏差，也不可能在刚装配投入使用就使活塞的外沿与作动筒内壁在运动中夹掉密封圈的外层橡胶。另外，查图纸发现，活塞的直径与作动筒内径仅相差约0.06mm，若密封圈的橡胶能进入这么小的间隙，在活塞的运动中必然会剪断所进入的橡胶。
几个密封圈均符合标准要求；其化学成分分析结果符合技术文件的规定；
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工序间样品的体积变化试验虽然结果比较分散，但符合标准要求，证明原材料符合技术要求。
该密封圈的用材属硫化丁腈橡胶，硫化橡胶是一种弹性显著的高弹性材料，能在外力的作用下改变自己的尺寸，发生很大的可逆变形。橡胶的这一性能使其成为显著的密封结构材料之一。在液体密封机理中，其特殊作用是液体对固体产生的湿润过程。对任何密封机构，都可以看成是彼此贴合的两个“固体”。如果被密封液体对两接触面润湿良好，则它们之间会形成一层很薄的液膜，起一种胶粘层的作用。通常，O型密封圈是在直径上按一定的过盈量Δ装入槽内工作，对于动密封结构，一般取过盈量Δ在10%≦ε≦25%之间，若超过这一范围，轻者密封圈的使用寿命减少，严重时就会导致密封圈早期失效。因为，随着密封圈对活塞筒内壁的压力上升，当超过10?106Pa时，摩擦条件便会接近半干，甚至全干摩擦状态。此时，与接触面微观不平度平均高度具有直接关系的因变形引起的摩擦力会迅猛增大。根据失效的2密封圈变性特征，断裂两端向同一方向翘起，翘起的角度基本相同，并且相互向相反方向发生严重永久性扭转变形。说明在其失效的初期，曾因密封圈的某一部分与活塞筒内壁间的摩擦力显著增加，从而发生过干摩擦现象，致使该部分密封圈的分模线或其附近首先出现微裂纹。随着微裂纹的进一步扩展，密封圈碎片上可以看到明显的疲劳条带，证明这些碎片是经过多次反复载荷而脱落的。脱落的一部分密封圈碎片进入液压油箱内，另一部分很可能落在1密封圈上，进而制约1密封圈的自由运动，使该部分的摩擦阻力上升，在多次往复运动中破坏了表面的完整性，形成微裂纹，并使表面橡胶因疲劳而脱落。
两个密封圈的破坏位置基本相同，在1密封圈表面的橡胶脱落以后，由于密封圈其它地方的弹力作用，活塞杆向密封圈橡胶脱落一边偏离，进一步加剧两个密封圈破坏，当达到一定量时，两个密封圈都发生断裂，两个油箱体间出现了串油现象，起落架的作动筒失效，活塞外沿与作动筒内壁直接摩擦。
通过以上分析，2密封圈是首先失效件。在密封圈几何尺寸和工作环境相同情况下，2密封圈先失效，说明其物理性能发生了变化。根据有关资料介绍，在丁腈橡胶密封圈的耐油试验中，随着时间的延长，其内径由小变大，然后由大变小，主要原因是橡胶由一种部分交联的三维网状结构的大分子构成，在橡胶制品（如橡胶密封圈）加工过程中还加入了其它配合剂，如硫化剂、硫化促进剂、软化剂、防老剂和填充剂等。当橡胶浸泡在介质中，特别是在比较高的温度下，橡胶分子的链段运动加快，使这些低分子的介质渐渐渗入到橡胶的网状结构，加快了网状结构的胀大，但由于橡胶分子间化学键的作用，仅发生高弹性形变，这种变形产生的应力又阻止了介质分子的继续进入。当介质的渗透
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压力与高弹变形产生的应力达到平衡时，橡胶不再胀大，也就是说它仅仅发生了有限溶胀。随着橡胶本身的分子结构、分子量的大小、极性、链的柔顺型、结晶度、对称性、支链程度与交联密度的不同，在不同介质中的溶胀程度也不同。溶胀后，期内径尺寸就会发生变化。另外，在橡胶被介质溶胀的过程中，还伴随着一些低分子的有机配合剂，尤其是防老剂、软化剂的提取，致使力学性能降低。从表1和表2中密封圈的重量变化可以看出，随着耐油时间的延长其重量逐渐减轻，说明在溶剂渗入的同时，密封圈中的添加剂被析出，耐油后的拉力下降。
作动筒的内壁与活塞的外径尺寸最大相差约0.06mm，若密封圈在装入活塞后发生溶胀，由于其空间的限制，密封圈对作动筒内壁的压力就会增加，二者之间的摩擦力增加，密封圈上的摩擦部位发生偏转。当压力达到一定程度时，发生干摩擦现象，在密封圈的分模线或其附近的拉应力最大，会成为密封圈多次反复移动时发生局部破损的根源，再加上溶胀后密封圈的抗拉力下降，表面产生疲劳微裂纹，在以后的使用中，密封圈表面的微裂纹扩展，使密封圈因表面橡胶掉碎块而断裂失效。
2.3.3结论
（1）2密封圈首先发生断裂，1密封圈是受到2密封圈的碎片影响后才发生断裂的；
（2）2密封圈的主要失效形式是扭转后的磨损疲劳，1密封圈主要是磨损和少量的疲劳；
（3）密封圈经过油浸泡后的过量溶胀是导致失效的根本原因。
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3 作动筒的修理（以带锁作动筒为例）
3.1作动筒常遇故障及原因分析
使用中，作动筒的主要故障有：活塞杆运动过于迟缓速度不均匀或有间断现象；钢珠锁和卡环销开锁，上锁不灵活，使开、上锁压力超过规定，上锁不牢靠，甚至不能上锁。
（1）活动杆运动迟缓
活动杆运动迟缓的原因，一是作动筒的密封装置损坏漏油，使进入作动筒推动活塞运动的油液量减小。如活塞上的胶圈损坏，工作腔的高压油液会泄漏到非工作腔去，使工作压力减小，反压力增大，活塞杆运动迟缓。二是外筒内壁、锥形活塞和活塞锈蚀，或活动迟缓。如果外筒内壁局部划伤或作动筒局部摩擦力增大，则会使活塞杆运动速度不均匀或有间断现象；如果装配不当，也会引起活塞杆运动迟缓。
（2）开锁、上锁不灵活
钢珠锁开锁、上锁不灵活，主要是由于作动筒密封不良或活塞摩擦力过大，还可能由于钢珠在钢珠孔运动不灵活，或锥形活塞等零件运动不灵活，甚至不能上锁。
（3）上锁不牢靠
钢珠锁上锁不牢靠，一般的原因是：钢珠孔和锁槽磨损、撞伤，使钢珠锁的活动间隙过大。因为间隙过大，活塞杆受外力作用时，钢珠锁承受很大的撞击载荷，容易自动脱锁，甚至将锁顶坏。此外，钢珠锁上弹簧疲乏或固定弹簧的螺帽松动，使弹簧张力减小，也会造成上锁不牢靠。
3.2作动筒的分解
作动筒活塞杆伸出长度直接影响各传动部分的正常工作，因此，分解前应对长度等可调节部分做好标记。分为左、右的零件，更应该做好标记，不得串件。将作动筒用相应夹具固定，然后依照修理技术标准依次分解各个零件。图6为作动筒活塞杆组件装配图。
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