电缆插座根部断线原因及改进措施研究.pdf

99工 艺 与 装 备电缆插座根部断线原因及改进措施研究李家文（国营芜湖机械厂，芜湖 241007）摘要：针对某型航空装备电缆插座根部断线问题，采用外观表面检查、宏观检查和微观检查等方法分析故障原因，并提出改进措施，以期消除设备隐患，保证装备质量。经过实践发现，在应用提出的改进措施后，该设备并未再次发生此类故障，说明改进措施有效。关键词：电缆插座；断线；导线；改进措施Research on the Causes of Cable Socket Root Traverse Breakage and Improvement MeasuresLI Jiawen(Wuhu State-owned Factory of Machining,Wuhu 241007)Abstract:To solve the problem of broken cable socket root of a certain type of aviation equipment,the paper analyzes the fault causes by using the methods of appearance inspection,macroscopic inspection and microscopic inspection,and puts forward improvement measures to eliminate the hidden danger of equipment and ensure the quality of equipment.Through practice,it is found that after the application of the proposed improvement measures,this kind of failure does not occur again,indicating that the improvement measures are effective.Keywords:cable socket;disconnection;wire;improvement measure1故障概况某型航空装备在进行航电系统地面通电检查时发现，系统工作状态不稳定，偶尔发出故障报警，装备无法正常工作。经过排查所有故障可能涉及的线路后发现，系统主模块 25#线与增强模块 17#线之间的导线不通。通过检查确认该电缆插座的 25#线在插孔根部断裂。2故障树分析分析主模块 25#线在插孔根部断线的原因，并绘制故障树分析图。故障树分析图，如图 1 所示。主模块的25#线插孔根部断线安装和修理操作不当维护造成导线疲劳受拉断线剥线损伤导线压接损伤导线导线单根受力拆装造成导线疲劳产品振动造成导线疲劳图 1故障树分析图现 代 制 造 技 术 与 装 备1002023 年第 10 期总第 323 期2.1安装和修理操作不当第一，剥线损伤导线。通过检查故障件的外观，发现导线断线处无剪切痕迹。使用放大镜检查导线断裂位置，发现导线的压线筒边缘处存在磕伤。磕伤由导线在弯曲时与压线筒边缘摩擦导致1。导线没有剪切形貌，可以推断出导线不存在剥线损伤。第二，压接损伤导线。根据故障件的外观检查结果，导线断裂处并非压接区域，能够判断出导线断线与压接质量无关，可以排除压接损伤导致的导线 断线。第三，导线单根受力。通过检查电缆的实际装配情况，发现电缆顺直且有适当余量，符合安装技术要求，在安装状态下不存在单根导线受力的情况2。主模块的 25#线孔排布位置位于插头边缘，而插头位于主模块台架后端，因此在拆装插头时可能出现拉扯插头的现象。25#线在拉扯过程中可能会受到外力，因此难以排除维护过程中导线单根受力的情况。25#线孔排布位置，如图 2 所示。图 225#线孔排布位置2.2维护造成导线疲劳第一，拆装造成导线疲劳。咨询现场装配人员发现，主模块产品频繁发生故障，需要反复拆装主模块和对接插头，可能会导致导线疲劳。第二，产品振动造成导线疲劳。检查现场情况发现，主模块固定可靠，主模块插头对接牢固，不存在振动的情况。2.3受拉断线检查导线的断裂情况发现，仅 1 根导线为受拉断裂，其余导线均无明显受拉断裂迹象，说明在拉力的作用下可能会发生断线3。3导线检查3.1宏观检查主模块插头 25#导线由 7 根铜芯组成，各铜芯的断裂位置不同。其中：共 2 根铜芯的断裂位置处于压线筒边缘；其余 5 根铜芯的断裂位置均在距离压线筒边缘约 1 mm 处，且铜芯在压线筒边缘处出现开裂。主模块插头 25#导线的宏观形貌，如图 3 所示。2 mm1 mm （a）压线筒边缘 （b）压线筒边缘 2 mm 处的侧面形貌 1 mm 处的开裂处1 mm1 mm （c）压线筒边缘 （d）压线筒边缘 1 mm 处的正面形貌 1 mm 处的侧面形貌 图 3主模块插头 25#导线的宏观形貌3.2微观观察为 了 准 确 描 述 微 观 观 察 结 果，将 铜 芯 编 为1#7#。通过扫描电镜观察铜芯的微观形貌，其中：6#铜芯和 7#铜芯的断裂位置均位于压线筒边缘；1#5#铜芯的断裂位置距压线筒边缘有一定距离；2#铜芯、4#铜芯和 5#铜芯在压线筒边缘处存在明显开裂。1#7#铜芯的断面微观形貌，如图 4 所示。3#4#2#1#5#6#7#（a）1#7#铜芯的断面位置（b）2#、4#、5#铜芯开裂处图 41#7#铜芯的断面微观形貌101工 艺 与 装 备1#铜芯的颈缩现象明显，断面磨损较为严重，但是仍能观察到其断口处的韧窝形貌，说明 1#铜芯由于受到的拉力过载而断裂。1#铜芯的微观形貌，如图 5 所示。2#5#铜芯未发现明显的颈缩现象，但磨损较为严重，其微观形貌如图 6 所示。其中：在 2#铜芯断面中部可以观察到韧窝形貌；3#铜芯和 5#铜芯断面磨损严重，使其断裂特征不明显；4#铜芯虽然磨损较为严重，但在其断面边缘仍然可见明显的疲劳条带。（a）1#铜芯的颈缩现象 （b）1#铜芯的韧窝形貌图 51#铜芯的微观形貌6#铜芯和 7#铜芯断面的磨损较轻。断面两侧的微观形貌为疲劳条带，说明此区域为疲劳扩展区。断面中部的微观形貌为韧窝，说明此区域为瞬断区，约占整个断面的 40%。此断面微观形貌说明 6#铜芯和7#铜芯的断裂性质为双向弯曲疲劳开裂4-5。6#铜芯和 7#铜芯的微观形貌，如图 7 所示。韧窝区（a）2#铜芯断面的韧窝形貌 （b）3#铜芯断面 （c）5#铜芯断面疲劳条带（d）4#铜芯的微观形貌及疲劳条带图 62#5#铜芯的微观形貌韧窝区疲劳区疲劳条带（a）6#铜芯断面的微观形貌韧窝区疲劳区疲劳条带（b）7#铜芯断面的微观形貌图 76#铜芯和 7#铜芯断面的微观形貌现 代 制 造 技 术 与 装 备1022023 年第 10 期总第 323 期3.3分析结果分析 7 根铜芯的宏观和微观形貌得出，2#7#铜芯的断裂性质一致，均为双向弯曲疲劳开裂，而1#铜芯则因受拉过载而发生断裂。6#铜芯和 7#铜芯的断裂位置均位于压线筒边缘，而 1#5#铜芯的断裂位置则位于距离压线筒边缘约 1 mm 处。此外，2#5#铜芯在压线筒边缘处存在明显的开裂现象，推测开裂原因为使用过程中导线在压线铜边缘来回弯曲，使导线发生疲劳开裂。基于此，可以确定导线的断裂性质为双向弯曲疲劳开裂。4改进措施第一，增加检修深度。在修理线缆前，要打开插座尾附取出插孔，分解主模块的电缆插头，取出接触偶并检查插孔压接根部的导线线芯质量。同时，对于受损的导线要进行重新压接。第二，研发专用排故转接电缆。专用排故转接电缆能够快速确定故障位置，减少主模块产品的拆装次数，避免线缆疲劳。第三，开展经验分享和培训。开展排故经验分享会，并进行排故培训，以增强工作人员的故障处理能力。第四，保证产品质量。向主模块产品的承修、承制单位反馈质量问题，并针对产品修理和保障问题展开沟通，以减少产品故障，避免电缆因反复弯曲产生疲劳。5结语主模块 25#孔插座根部断线的原因为导线在拆装过程中反复弯曲造成疲劳，同时在修理过程中未能有效识别出该处的疲劳问题，最终使此处发生断线。落实改进措施后，该型装备未再次发生此类故障，说明改进措施有效，能够保证航空装备的稳定性。参考文献1 刘长萍，周月鑫，王科.某型飞机机上电缆故障综述 J.技术应用，2019（2）：164-164.2 刘潇龙.电缆埋入复合材料组件力学性能分析及优化研究 J.机械设计与制造工程，2022（6）：32-36.3 黄磊，吕志召.一起典型飞机电缆电线断线故障分析 J.航空维修与工程，2020（8）：107-108.4 高山，阮建超，左宏根，等.电缆组件焊接断线问题研究 J.工程技术，2018（3）：201.5 张茂林，李航，欧阳巍嘉，等.单芯电缆线断头痕迹实物提取方法 J.刑事技术，2021（2）：152-157.3结语以中海油田服务股份有限公司自研的摆动阀式泥浆脉冲器所用的泥浆分流器黏结工艺为研究对象，通过试验验证黏结的表面粗糙度、胶层厚度的选择等对黏结质量具有较大影响，并且通过理论分析说明提高表面清洁程度与增加表面施加压力对提高黏结质量具有促进作用，以上因素共同影响胶层的黏结质量。黏结面粗糙度为 1.6 m 时黏结强度最大，粗糙度为 0.8 m 与粗糙度为 3.2 m 的样件黏结强度差距较小。胶层厚度是影响黏结强度的重要影响因素，不同胶层厚度测得的拉伸强度差别较大，不同黏合剂的最佳黏结厚度需通过试验确定。使用超声波清洗机对硬质合金插件与金属基体表面进行清洗，可以使接触面表面清洁，并增强表面亲水性，提高黏合度附着力，增加黏结强度。设计合适的黏结辅助工装，通过在涂胶后合金端面施加均匀的压力，使黏合剂可以有效渗入硬质合金与分流器钢体的表面凹坑，增加黏结面积，有效提升黏结强度。文章优化了黏结工艺流程，提高了硬质合金插件与金属基体之间的连接处强度，对黏结工艺的优化具有促进作用。参考文献1 王智明.675 型泥浆脉冲器短节应力分析及结构设计优化 J.钻探工程，2023（1）：26-32.2 王智明，贾立鹏.高速泥浆脉冲遥传系统推广适应性研究 J.西部探矿工程，2022（3）：57-60.3 王智明，张峥，张爽.高速率泥浆脉冲器工作模式设计与试验 J.石油矿场机械，2019（1）：51-55.4 刘宝昌，张维国，王姝婧，等.耐冲蚀耐腐蚀硬质合金泥浆脉冲发生器转子及其制备方法：CN202110570248.1P.2021-05-25.5 赵江波，罗登银，郭心宇.随钻测井仪器硬质合金复合件热镶内应力分析 J.现代制造技术与装备，2022（4）：13-17.（上接第 98 页）