劉錦秋
(中國航發沈(shěn)陽黎明航空發(fā)動機有限責任公司,沈陽 110043)
0 引言(yán)
某航空發動機是加力渦輪(lún)風扇發動機,配裝(zhuāng)在戰鬥機上。該發動(dòng)機特點是(shì)推力大、耗油率低(dī)、安全(quán)性能好、可靠性高。
裝配於該(gāi)發動(dòng)機上的小零件經過多年(nián)的修理,取得了很好(hǎo)的效果,積累了豐富(fù)的修理經驗,本文(wén)對整台小零件(jiàn)進行(háng)分類歸納,對故障和修理情況進行詳細全麵的闡述。
1 基本情況介紹
如果把發動機比做衣服,那麽分布(bù)於整台發(fā)動機上的小零件就象針線和紐扣一樣將各個部件縫在一起,尤其在機匣的連接上更為形象。小零件因其數量多、種類雜,先從以下幾方麵(miàn)對小零件簡單進行介紹:
①從(cóng)數量上看,小(xiǎo)零件單台總數約7269件,共約(yuē)450種,機匣工段(duàn)的75種,鈑焊件70種,傳裝班23種,總裝(zhuāng)班17種,附件機匣32種(zhǒng),轉子平衡7種,後機匣6種,傳動裝置18種,操縱係統和鋼(gāng)索14種(zhǒng),供應給集件班(bān)的散件Z多,是180種。
②小零件的編號是有規律的:是(shì)按螺栓(shuān)、螺釘;螺母;銷子;墊圈;封嚴漲圈;卡箍;外加螺母和堵頭;鉚釘、鎖緊銷分類編號的(de)。有壓(yā)氣機的、中介機匣的、燃燒室的、渦輪的、上部減速器和外置附件機匣(xiá)的、滑油係統中的空氣係統、燃油與自動控製係統的、擴散器上的、可調噴(pēn)口的、外涵道上的、管(guǎn)路和固(gù)定(dìng)的,分別有不同的(de)編碼代號,並按裝配位置分類(lèi)專用編號。
③小零件普遍都有表麵處理(lǐ)。包括鍍銀、鍍銅、鍍(dù)鎘、鍍鉻、化學(xué)鍍鎳、塗石墨、鈍化、噴塗、氧化(huà)磷(lín)化、熱處理、除積碳,幾乎發動(dòng)機(jī)上零件的表麵處理方法小零件都包括了(le)。鍍銀作用是提高(gāo)導電性和改善摩擦件(jiàn)的磨合,防(fáng)止工作(zuò)鍍層粘結(jié),但不防腐;鍍銅作用是用於封嚴配合和防止配合件緊澀,用於防止零件表麵個別(bié)地方滲(shèn)碳,鍍層不防腐;鍍鎘作(zuò)用是(shì)用陽極保護法防止大(dà)氣(qì)中水汽和海水對鋼件以及氣溫高於60℃的受潮件;鍍鉻的作用是增加表麵光潔度,增加(jiā)軸表麵的防腐(fǔ)蝕性能,增加表麵的耐磨性的防腐蝕性能,增加表麵(miàn)的耐磨性;化學鍍(dù)鎳的作用(yòng)是修複機器的鋼件和型麵複雜的零(líng)件,提高耐腐蝕性和耐磨性,鍍層不防腐。塗石墨的作用是(shì)保持牢固(gù)和潤滑,金屬表麵塗石墨具有耐腐蝕性,導熱性好;金屬(shǔ)表麵的氧化(huà)磷化鈍化是使清潔過的金屬表麵經化學作用(yòng)形成保護性的(de)薄膜,以提高防腐能力(lì)和(hé)增加金屬漆膜附著(zhe)力的方法。氧化能防止金屬被進一步腐蝕;磷化能提高抗腐蝕性和絕緣性並能增(zēng)加塗層的附著力;鈍化具有一定(dìng)的防腐性能適用(yòng)於鋼鐵工件鍍層(céng)的(de)表麵處理。涉及到表麵處理車間、熱處理車間、表麵噴塗(tú)車間。
④小零件故檢時尺表量具應(yīng)用比較(jiào)多。測量要用到內徑百分表、內徑千分表、千分尺、遊標卡尺、螺紋量規、光麵塞規、量壁規、角度樣板、三針,還(hái)有各(gè)種專用量具。修理時基本是銼修、打(dǎ)磨、拋(pāo)光、機械(xiè)加工,還(hái)有中央錐主動齒輪(lún)的密封試(shì)驗等。小件的故障檢查涉及到熒光(guāng)、磁力探傷等無損探傷工藝(yì)。
2 典型小零件典型故障分析與修理(lǐ)
2.1螺紋(wén)件
2.1.1種(zhǒng)類及裝配
螺(luó)紋件在(zài)小零件中占有(yǒu)很大比重,數量(liàng)很大,種類也很多。螺紋件(jiàn)分內螺紋和外螺紋,廣泛的分布在螺栓、自鎖螺母、開槽螺母、管接頭(tóu)上,裝配在發動機的各個部件(jiàn)上起著連接與緊固作用。
2.1.2修理中常見故障
由於螺紋的結(jié)構特點及(jí)所處的環境,修理中常見故障有:螺紋鍍(dù)層的脫落、螺紋(wén)脫扣、亂扣、磨損、裂紋、斷裂等。主要原因是由於螺紋與相配(pèi)合件擰(nǐng)合,使用過程中形成的疲勞過渡造成的。
2.1.3故障(zhàng)修理
螺紋件(jiàn)為了防止與相配合件在高溫下(400~700℃)粘連,表麵進行了鍍層保護,主要(yào)的有銀(yín)層、銅層等。所有鈦合金零件和不鏽鋼零件在鍍前須(xū)進行吹砂處理。銀(yín)層脫落(luò)麵積允許不超過工作麵積的15%,超差的零件要重(chóng)新鍍銀(yín)。
對於螺紋脫扣、亂扣嚴重的都要報廢。螺紋磨損在1/3牙高(gāo)處(從牙頂(dǐng)開始算起)相互距離大於兩個螺扣者(zhě),允許(xǔ)在(zài)鉗工台上以(yǐ)用三角形什錦銼或板(bǎn)牙進行修理。打磨壓痕、壓傷、磨傷時,允許(xǔ)打磨麵積和平麵不(bú)大於螺紋表麵10%,修理後再用量規或與之相配合件(jiàn)進行檢查。修(xiū)整過的螺紋允許校準。
螺紋在(zài)4倍放大(dà)鏡下檢查有裂紋則報廢。
2.2拉杆(gǎn)
2.2.1種類及裝配
某航空發動(dòng)機上拉(lā)杆分(fèn)為4種,共96件,主要由關節軸承、連杆及球體組成。有(yǒu)兩種(zhǒng)活動式拉杆,保證拉杆(gǎn)件活動量,球體裝入軸承(chéng)後全方位轉動靈活。
以上幾種拉杆主(zhǔ)要裝入發動機尾噴口上,作用是保證噴口自由收縮。
2.2.2修理中常見故障
拉杆在(zài)大修(xiū)中主要有兩種故障,分(fèn)別是磨損及襯套脫(tuō)落。磨損是由於球體在關節軸(zhóu)承中自由(yóu)轉動,造成球體和關節軸承的襯套磨損。襯套脫落是由於球體中連接銷軸做(zuò)反複運動拉力過大時造成的。
2.2.3故障修理
對於球體的磨損,輕微磨損用(yòng)砂紙進行拋修,嚴重的要報廢(fèi)。關節軸承磨損輕者打磨,重者報廢。但兩者修(xiū)理後都必須保證配合時的間隙要求(qiú)。間(jiān)隙需要在專用(yòng)設備(bèi)上進(jìn)行檢(jiǎn)查。
襯套脫落(luò)目前仍無法修理,隻有報廢處理。
2.3銷(xiāo)軸
2.3.1種類及裝配
某航空發動機上銷軸種類為10種、共352件。主要裝配在可調噴口上起連接作用。
2.3.2修理中常見故障
銷軸的材料為15X16K5H2MBФAB,屬不鏽(xiù)鋼(gāng)係列。此材料抗腐(fǔ)蝕性較差。而可調噴口工作溫度達到600℃,在高溫下銷軸與空氣接觸氧化造成腐蝕(shí)。另(lìng)外極易形成銷軸積碳和(hé)鏽蝕。因此,此類銷軸主要的表麵處理方法(fǎ)就是滲氮,提高耐磨(mó)性及耐腐蝕性。某些銷軸表麵還進行鍍鉻處理。
2.3.3故障修理
關於銷軸(zhóu)積碳和鏽蝕采(cǎi)用(yòng)化學方法進行去除,隨後要(yào)進行鈍化處理。而對於腐蝕的情況(kuàng)參照標準件進行,在標準件範圍(wéi)內允許使用。當超(chāo)出標準件後(hòu)報廢。
2.4搖臂
2.4.1種(zhǒng)類(lèi)及裝配
某航空發動(dòng)機上的搖臂(bì)種類達15種之多,有223件,主要裝配(pèi)在高(gāo)壓壓氣機(jī)機匣和可調噴口上等處(chù),起連接作用。
2.4.2修理(lǐ)中常見故障
關於搖臂的常見故障主要有:襯套內孔磨損、石墨塗層脫落、尺寸超差及搖臂關節軸承與球體配合間隙過大。
主要(yào)形成的原(yuán)因:
①搖臂與小軸間做圓周運動,兩者之間反複運動造成(chéng)裏孔(kǒng)磨損和石墨層脫落。
②搖臂主要由關(guān)節軸承及球體組成,搖臂沿軸向擺(bǎi)動,使球(qiú)體與關節軸(zhóu)承間間隙(xì)過大。
③搖臂沿相配件做圓周運動,造成相配合尺寸磨損超差。
2.4.3故障修理
搖(yáo)臂襯套內孔(kǒng)石墨塗層允許局部磨(mó)損,磨損程度按標準樣件檢查。對於石墨層脫落嚴重的要重新塗敷。石墨層材料為C-1,厚度6~9um,作(zuò)用(yòng)是潤(rùn)滑。內孔超差的可以更換襯套,詳見下文搖臂深度修理內容。
2.5其它件
除了上述幾類典型零件(jiàn)外,還有很多種類,如支(zhī)架(jià)、環、襯套、軸承座等。各個(gè)零件的結構不同它們的典型故障也就不(bú)同,形成原因也不同。總結起(qǐ)來不(bú)外乎(hū)就是兩種故障(zhàng),一是磨損,二是裂紋。對於小零件來說,裂紋故障比較容易處理,就是報廢。對於磨損故障來說,處理(lǐ)方法就(jiù)比較多了。就以滾子來說(shuō),這個(gè)零件裝配在可調噴口上調節(jiē)片的下部小軸上,外調節片通過滾子(zǐ)在(zài)上調(diào)節片的滾槽內上下移動,造成了內孔和外圓磨損及銀(yín)層脫(tuō)落。針對上述故(gù)障可以通過重新鍍銀(yín)來修複。
小零件中比較特殊(shū)而又重要的是螺栓A、螺母B、球體C和D。螺栓A連接高(gāo)壓壓氣機(jī)軸後端、高渦盤(pán)和高渦前緣的零件,單台24件;B是與A相配合的零件,擰緊A後用鎖片鎖緊,此處有限(xiàn)力要求(qiú);兩個球體C和D裝配於中介機匣上,俗稱左右眼,是整(zhěng)個發動機起(qǐ)吊的(de)承力件,表麵鍍銀,單台數量各1件,此處間(jiān)隙(xì)要求較嚴。
3 深(shēn)度修理
3.1搖臂深度修理
搖臂典型件(jiàn)裝配在高壓壓氣機機(jī)匣上,屬於操縱機構裝置的一部分。因為報廢量比較大,此件的修理是攻(gōng)關項目,目前該方法已通過(guò)考核,並正式納入工藝規程,幾年的時間裏修理了很多超差(chà)件。
故障檢查時在(zài)檢驗平台上(shàng)用內徑規和內徑千分表檢查襯套內(nèi)徑(jìng)Ф14磨(mó)損,在兩個(gè)直徑相對的方向上進行測量,允許局部磨損至Ф14.04,超標則更換襯套。按分解襯套-鉸孔-裝配-鉸孔-著色檢(jiǎn)查-清洗-除(chú)石墨層-吹砂-塗(tú)石墨(mò)層-檢驗工序修(xiū)複。更換襯(chèn)套時用鋁棒在較平穩的力作用下(xià)將(jiāng)原襯套取出。搖臂上裝(zhuāng)襯套的孔的尺(chǐ)寸如不符合尺寸Ф18時,在搖臂鑽床上進行鉸孔。根據(jù)孔徑選配相應組別的襯套進行裝配保證過盈(yíng)量。
同(tóng)理,其他搖臂也可以用此方法修(xiū)理。
3.2支臂深度修理
內孔磨損故障的典型零件是支臂。該件測量ф8直徑尺寸,允許磨損到Φ8.1。對於Φ8孔(kǒng)在Φ8.10~Φ8.13的不合格件,用化學鍍鎳後鉸孔的方法保證尺寸Φ8,鍍層厚度0.04~0.05。對於Φ8孔在Φ8.13以(yǐ)上的(de)不合格件,在鑽(zuàn)床上先用擴孔鑽和粗(cū)鉸刀、精鉸刀加工Φ8孔至尺寸Φ10,然後選配襯套,允許用電吹風將支臂加溫到100~150℃,不允許敲擊,裝配在(zài)鉸孔後的Φ10孔上,保證過盈0~0.03。裝配後對襯套與支臂連接處進行氬弧焊焊接。焊接後再(zài)次用加工襯套內(nèi)孔(kǒng),保證加工後內(nèi)孔尺寸Φ8。
4 結束語
小零件的特點就是數量多、形狀多樣、涉外(wài)單位比較多、測量工作量大、大多都有表(biǎo)麵處理工藝,小零件對發動機的組裝起著重要的作(zuò)用,因此在工作中也(yě)不能忽視。而且單台數量很多,比如單台(tái)數量Z多的螺母單台是665件,其他100多件、200多件的(de)也很普遍。因此需要更加仔細而小(xiǎo)心的檢查,防止遺失和混亂。涉及(jí)到報廢量大的零件,我們(men)不但要勤於動腦,分析產生的原因,還要想(xiǎng)辦法攻關,比如搖臂的修理、支(zhī)臂的修(xiū)理,積累了深度修理經驗,也避免浪費。相信這些好的經驗也會應用於其它機(jī)型的發動機上。任何班組的工作都有其(qí)自己的特點,有其(qí)需要注意的工序,發動機上的任何部位都是重要的,缺(quē)少(shǎo)一個小螺釘發動機也出不了廠,所以都需要我們盡職盡責的做好。
來源(yuán):《價值工程》2018年第2期