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生产一个电液伺服阀要100多件工具 确保大飞机"神经元"安全运行百年

  中船重工第704研究所衡拓液压公司研发团队正在挑战一个目标,让一个最小零部件间隙为头发丝直径1/70的电液伺服阀运行100万小时,折合约114年,这是能装在飞机发动机上的电液伺服阀的“门槛”。目前,该阀门正在国产大型客机C919样机上做配套实验,成为关键零部件设备国产化的“领头羊”。

  设计“舍近求远”确保绝对安全

  “如果把发动机比作飞机的心脏,电液伺服阀就是心脏跳动的神经元,它是将微弱的电信号转换为液压动力的关键元器件。”衡拓液压总经理黄增说。

  伺服阀是典型的军转民项目。衡拓液压电液生产的电液阀门最小开合为1微米,相当于灰尘颗粒的直径的1/5,头发丝直径的1/70,如果阀门表面多了一个细小凸起,走油量就会产生偏差。这样的偏差,在做军品时,可以通过从几百乃至上千个零部件中挑一个最好的来规避,但做民品时,做一个就要成一个。

  在黄增的词典里,研制成功有两种含义:一种是能按照参数要求把功能做出来,第二种是让人放心选择你的产品。“为什么在许多高科技领域中国人明明有自己的产品,却宁愿选择外国的?关键就是国产的不稳定。”

  装在飞机发动机上的电液伺服阀,掌握着飞机的生命线,容不得半点差错。该公司研发部部长金瑶兰说,阀门的工作环境温度最低可下探至-55℃,最高则可达180℃,一架客机的使用寿命在25至30年,加上冗余设计,起码得保证这个部件在比实际使用寿命长得多的规定时间内不出问题。

  从第二种研制成功的定义出发,黄增解开了从业多年来的一些疑惑:为何国外同类产品会出现某种“舍近求远”的设计。比如明明只要很小的过油量,却设计一个大通道;明明设计成直线更省成本,却设计成回环结构。如果把这些设计放到产品整个生命周期考量,就说得通了———这些看似多余的操作,都是为了保证零件在长时间运行中不出错。

  操作手册容不下一丁点“差不多”

  1990年从华东理工大学研究生毕业后,黄增一直从事军品研发工作,并多次获奖。2006年黄增接手电液伺服阀项目时,许多人并不看好他的这一选择,连他自己也觉得这件事不太适合中国人干。

  “我一直觉得,做这份工作,是需要一点偏执的。”黄增说。比如,阀芯尖边夹角为2微米,原先对此处加工就是“凭手感”,黄增接手后,下决心一定要做出能够定量测量尖边的方法。每一个生产步骤都要“有理有据”,为此他特意调研了许多国外厂家,将工人生产时的姿态、手势、使用工具方法都制作成照片,要求每个员工“依样画葫芦”。

  最终,生产一个电液伺服阀需要用到100多件工具,操作方法编写成册有30厘米厚,而训练这样一支能够完全按照规范生产的队伍,整整用了十年。这里面每一个过程,容不下一丁点儿“差不多”,因为黄增知道,要做到每一个零部件都能运行百年不出差错,就得这样做。

  最近,近500个该系列电液伺服阀刚刚下线,经测量次品率为零,这意味着国产电液阀门零部件拿到了梦寐以求的“稳定性”证书,也立刻吸引了许多对质量把控极其严格的客户的订单。