某航空發(fā)動(dòng)機(jī)小零件故障分析與修理
2018-08-27 劉錦秋
(中國(guó)航發(fā)沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司,沈陽(yáng) 110043)
0 引言
某航空發(fā)動(dòng)機(jī)是加力渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī),配裝在戰(zhàn)斗機(jī)上。該發(fā)動(dòng)機(jī)特點(diǎn)是推力大、耗油率低、安全性能好、可靠性高。
裝配于該發(fā)動(dòng)機(jī)上的小零件經(jīng)過(guò)多年的修理,取得了很好的效果,積累了豐富的修理經(jīng)驗(yàn),本文對(duì)整臺(tái)小零件進(jìn)行分類歸納,對(duì)故障和修理情況進(jìn)行詳細(xì)全面的闡述。
1 基本情況介紹
如果把發(fā)動(dòng)機(jī)比做衣服,那么分布于整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上的小零件就象針線和紐扣一樣將各個(gè)部件縫在一起,尤其在機(jī)匣的連接上更為形象。小零件因其數(shù)量多、種類雜,先從以下幾方面對(duì)小零件簡(jiǎn)單進(jìn)行介紹:
?、?gòu)臄?shù)量上看,小零件單臺(tái)總數(shù)約7269件,共約450種,機(jī)匣工段的75種,鈑焊件70種,傳裝班23種,總裝班17種,附件機(jī)匣32種,轉(zhuǎn)子平衡7種,后機(jī)匣6種,傳動(dòng)裝置18種,操縱系統(tǒng)和鋼索14種,供應(yīng)給集件班的散件最多,是180種。
?、谛×慵木幪?hào)是有規(guī)律的:是按螺栓、螺釘;螺母;銷子;墊圈;封嚴(yán)漲圈;卡箍;外加螺母和堵頭;鉚釘、鎖緊銷分類編號(hào)的。有壓氣機(jī)的、中介機(jī)匣的、燃燒室的、渦輪的、上部減速器和外置附件機(jī)匣的、滑油系統(tǒng)中的空氣系統(tǒng)、燃油與自動(dòng)控制系統(tǒng)的、擴(kuò)散器上的、可調(diào)噴口的、外涵道上的、管路和固定的,分別有不同的編碼代號(hào),并按裝配位置分類專用編號(hào)。
?、坌×慵毡槎加斜砻嫣幚怼0ㄥ冦y、鍍銅、鍍鎘、鍍鉻、化學(xué)鍍鎳、涂石墨、鈍化、噴涂、氧化磷化、熱處理、除積碳,幾乎發(fā)動(dòng)機(jī)上零件的表面處理方法小零件都包括了。鍍銀作用是提高導(dǎo)電性和改善摩擦件的磨合,防止工作鍍層粘結(jié),但不防腐;鍍銅作用是用于封嚴(yán)配合和防止配合件緊澀,用于防止零件表面?zhèn)€別地方滲碳,鍍層不防腐;鍍鎘作用是用陽(yáng)極保護(hù)法防止大氣中水汽和海水對(duì)鋼件以及氣溫高于60℃的受潮件;鍍鉻的作用是增加表面光潔度,增加軸表面的防腐蝕性能,增加表面的耐磨性的防腐蝕性能,增加表面的耐磨性;化學(xué)鍍鎳的作用是修復(fù)機(jī)器的鋼件和型面復(fù)雜的零件,提高耐腐蝕性和耐磨性,鍍層不防腐。涂石墨的作用是保持牢固和潤(rùn)滑,金屬表面涂石墨具有耐腐蝕性,導(dǎo)熱性好;金屬表面的氧化磷化鈍化是使清潔過(guò)的金屬表面經(jīng)化學(xué)作用形成保護(hù)性的薄膜,以提高防腐能力和增加金屬漆膜附著力的方法。氧化能防止金屬被進(jìn)一步腐蝕;磷化能提高抗腐蝕性和絕緣性并能增加涂層的附著力;鈍化具有一定的防腐性能適用于鋼鐵工件鍍層的表面處理。涉及到表面處理車間、熱處理車間、表面噴涂車間。
?、苄×慵蕶z時(shí)尺表量具應(yīng)用比較多。測(cè)量要用到內(nèi)徑百分表、內(nèi)徑千分表、千分尺、游標(biāo)卡尺、螺紋量規(guī)、光面塞規(guī)、量壁規(guī)、角度樣板、三針,還有各種專用量具。修理時(shí)基本是銼修、打磨、拋光、機(jī)械加工,還有錐主動(dòng)齒輪的密封試驗(yàn)等。小件的故障檢查涉及到熒光、磁力探傷等無(wú)損探傷工藝。
2 典型小零件典型故障分析與修理
2.1螺紋件
2.1.1種類及裝配
螺紋件在小零件中占有很大比重,數(shù)量很大,種類也很多。螺紋件分內(nèi)螺紋和外螺紋,廣泛的分布在螺栓、自鎖螺母、開(kāi)槽螺母、管接頭上,裝配在發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)部件上起著連接與緊固作用。
2.1.2修理中常見(jiàn)故障
由于螺紋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及所處的環(huán)境,修理中常見(jiàn)故障有:螺紋鍍層的脫落、螺紋脫扣、亂扣、磨損、裂紋、斷裂等。主要原因是由于螺紋與相配合件擰合,使用過(guò)程中形成的疲勞過(guò)渡造成的。
2.1.3故障修理
螺紋件為了防止與相配合件在高溫下(400~700℃)粘連,表面進(jìn)行了鍍層保護(hù),主要的有銀層、銅層等。所有鈦合金零件和不銹鋼零件在鍍前須進(jìn)行吹砂處理。銀層脫落面積允許不超過(guò)工作面積的15%,超差的零件要重新鍍銀。
對(duì)于螺紋脫扣、亂扣嚴(yán)重的都要報(bào)廢。螺紋磨損在1/3牙高處(從牙頂開(kāi)始算起)相互距離大于兩個(gè)螺扣者,允許在鉗工臺(tái)上以用三角形什錦銼或板牙進(jìn)行修理。打磨壓痕、壓傷、磨傷時(shí),允許打磨面積和平面不大于螺紋表面10%,修理后再用量規(guī)或與之相配合件進(jìn)行檢查。修整過(guò)的螺紋允許校準(zhǔn)。
螺紋在4倍放大鏡下檢查有裂紋則報(bào)廢。
2.2拉桿
2.2.1種類及裝配
某航空發(fā)動(dòng)機(jī)上拉桿分為4種,共96件,主要由關(guān)節(jié)軸承、連桿及球體組成。有兩種活動(dòng)式拉桿,保證拉桿件活動(dòng)量,球體裝入軸承后轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。
以上幾種拉桿主要裝入發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴口上,作用是保證噴口自由收縮。
2.2.2修理中常見(jiàn)故障
拉桿在大修中主要有兩種故障,分別是磨損及襯套脫落。磨損是由于球體在關(guān)節(jié)軸承中自由轉(zhuǎn)動(dòng),造成球體和關(guān)節(jié)軸承的襯套磨損。襯套脫落是由于球體中連接銷軸做反復(fù)運(yùn)動(dòng)拉力過(guò)大時(shí)造成的。
2.2.3故障修理
對(duì)于球體的磨損,輕微磨損用砂紙進(jìn)行拋修,嚴(yán)重的要報(bào)廢。關(guān)節(jié)軸承磨損輕者打磨,重者報(bào)廢。但兩者修理后都必須保證配合時(shí)的間隙要求。間隙需要在專用設(shè)備上進(jìn)行檢查。
襯套脫落目前仍無(wú)法修理,只有報(bào)廢處理。
2.3銷軸
2.3.1種類及裝配
某航空發(fā)動(dòng)機(jī)上銷軸種類為10種、共352件。主要裝配在可調(diào)噴口上起連接作用。
2.3.2修理中常見(jiàn)故障
銷軸的材料為15X16K5H2MBФAB,屬不銹鋼系列。此材料抗腐蝕性較差。而可調(diào)噴口工作溫度達(dá)到600℃,在高溫下銷軸與空氣接觸氧化造成腐蝕。另外極易形成銷軸積碳和銹蝕。因此,此類銷軸主要的表面處理方法就是滲氮,提高耐磨性及耐腐蝕性。某些銷軸表面還進(jìn)行鍍鉻處理。
2.3.3故障修理
關(guān)于銷軸積碳和銹蝕采用化學(xué)方法進(jìn)行去除,隨后要進(jìn)行鈍化處理。而對(duì)于腐蝕的情況參照標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行,在標(biāo)準(zhǔn)件范圍內(nèi)允許使用。當(dāng)超出標(biāo)準(zhǔn)件后報(bào)廢。
2.4搖臂
2.4.1種類及裝配
某航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的搖臂種類達(dá)15種之多,有223件,主要裝配在高壓壓氣機(jī)機(jī)匣和可調(diào)噴口上等處,起連接作用。
2.4.2修理中常見(jiàn)故障
關(guān)于搖臂的常見(jiàn)故障主要有:襯套內(nèi)孔磨損、石墨涂層脫落、尺寸超差及搖臂關(guān)節(jié)軸承與球體配合間隙過(guò)大。
主要形成的原因:
①搖臂與小軸間做圓周運(yùn)動(dòng),兩者之間反復(fù)運(yùn)動(dòng)造成里孔磨損和石墨層脫落。
?、趽u臂主要由關(guān)節(jié)軸承及球體組成,搖臂沿軸向擺動(dòng),使球體與關(guān)節(jié)軸承間間隙過(guò)大。
?、蹞u臂沿相配件做圓周運(yùn)動(dòng),造成相配合尺寸磨損超差。
2.4.3故障修理
搖臂襯套內(nèi)孔石墨涂層允許局部磨損,磨損程度按標(biāo)準(zhǔn)樣件檢查。對(duì)于石墨層脫落嚴(yán)重的要重新涂敷。石墨層材料為C-1,厚度6~9um,作用是潤(rùn)滑。內(nèi)孔超差的可以更換襯套,詳見(jiàn)下文搖臂深度修理內(nèi)容。
2.5其它件
除了上述幾類典型零件外,還有很多種類,如支架、環(huán)、襯套、軸承座等。各個(gè)零件的結(jié)構(gòu)不同它們的典型故障也就不同,形成原因也不同??偨Y(jié)起來(lái)不外乎就是兩種故障,一是磨損,二是裂紋。對(duì)于小零件來(lái)說(shuō),裂紋故障比較容易處理,就是報(bào)廢。對(duì)于磨損故障來(lái)說(shuō),處理方法就比較多了。就以磙子來(lái)說(shuō),這個(gè)零件裝配在可調(diào)噴口上調(diào)節(jié)片的下部小軸上,外調(diào)節(jié)片通過(guò)磙子在上調(diào)節(jié)片的滾槽內(nèi)上下移動(dòng),造成了內(nèi)孔和外圓磨損及銀層脫落。針對(duì)上述故障可以通過(guò)重新鍍銀來(lái)修復(fù)。
小零件中比較特殊而又重要的是螺栓A、螺母B、球體C和D。螺栓A連接高壓壓氣機(jī)軸后端、高渦盤和高渦前緣的零件,單臺(tái)24件;B是與A相配合的零件,擰緊A后用鎖片鎖緊,此處有限力要求;兩個(gè)球體C和D裝配于中介機(jī)匣上,俗稱左右眼,是整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)起吊的承力件,表面鍍銀,單臺(tái)數(shù)量各1件,此處間隙要求較嚴(yán)。
3 深度修理
3.1搖臂深度修理
搖臂典型件裝配在高壓壓氣機(jī)機(jī)匣上,屬于操縱機(jī)構(gòu)裝置的一部分。因?yàn)閳?bào)廢量比較大,此件的修理是攻關(guān)項(xiàng)目,目前該方法已通過(guò)考核,并正式納入工藝規(guī)程,幾年的時(shí)間里修理了很多超差件。
故障檢查時(shí)在檢驗(yàn)平臺(tái)上用內(nèi)徑規(guī)和內(nèi)徑千分表檢查襯套內(nèi)徑Ф14磨損,在兩個(gè)直徑相對(duì)的方向上進(jìn)行測(cè)量,允許局部磨損至Ф14.04,超標(biāo)則更換襯套。按分解襯套-鉸孔-裝配-鉸孔-著色檢查-清洗-除石墨層-吹砂-涂石墨層-檢驗(yàn)工序修復(fù)。更換襯套時(shí)用鋁棒在較平穩(wěn)的力作用下將原襯套取出。搖臂上裝襯套的孔的尺寸如不符合尺寸Ф18時(shí),在搖臂鉆床上進(jìn)行鉸孔。根據(jù)孔徑選配相應(yīng)組別的襯套進(jìn)行裝配保證過(guò)盈量。
同理,其他搖臂也可以用此方法修理。
3.2支臂深度修理
內(nèi)孔磨損故障的典型零件是支臂。該件測(cè)量ф8直徑尺寸,允許磨損到Φ8.1。對(duì)于Φ8孔在Φ8.10~Φ8.13的不合格件,用化學(xué)鍍鎳后鉸孔的方法保證尺寸Φ8,鍍層厚度0.04~0.05。對(duì)于Φ8孔在Φ8.13以上的不合格件,在鉆床上先用擴(kuò)孔鉆和粗鉸刀、精鉸刀加工Φ8孔至尺寸Φ10,然后選配襯套,允許用電吹風(fēng)將支臂加溫到100~150℃,不允許敲擊,裝配在鉸孔后的Φ10孔上,保證過(guò)盈0~0.03。裝配后對(duì)襯套與支臂連接處進(jìn)行氬弧焊焊接。焊接后再次用加工襯套內(nèi)孔,保證加工后內(nèi)孔尺寸Φ8。
4 結(jié)束語(yǔ)
小零件的特點(diǎn)就是數(shù)量多、形狀多樣、涉外單位比較多、測(cè)量工作量大、大多都有表面處理工藝,小零件對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的組裝起著重要的作用,因此在工作中也不能忽視。而且單臺(tái)數(shù)量很多,比如單臺(tái)數(shù)量最多的螺母單臺(tái)是665件,其他100多件、200多件的也很普遍。因此需要更加仔細(xì)而小心的檢查,防止遺失和混亂。涉及到報(bào)廢量大的零件,我們不但要勤于動(dòng)腦,分析產(chǎn)生的原因,還要想辦法攻關(guān),比如搖臂的修理、支臂的修理,積累了深度修理經(jīng)驗(yàn),也避免浪費(fèi)。相信這些好的經(jīng)驗(yàn)也會(huì)應(yīng)用于其它機(jī)型的發(fā)動(dòng)機(jī)上。任何班組的工作都有其自己的特點(diǎn),有其需要注意的工序,發(fā)動(dòng)機(jī)上的任何部位都是重要的,缺少一個(gè)小螺釘發(fā)動(dòng)機(jī)也出不了廠,所以都需要我們盡職盡責(zé)的做好。
來(lái)源:《價(jià)值工程》2018年第2期