發(fā)動(dòng)機(jī)低渦軸超聲清洗機(jī)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

秦洪運(yùn)　　崔艷敏　　王　毓　　　宋　偉（中航工業(yè)沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)有限責(zé)任公司，遼寧　　沈陽(yáng)　110043）

發(fā)動(dòng)機(jī)低渦軸超聲清洗機(jī)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

秦洪運(yùn)崔艷敏王毓宋偉
（中航工業(yè)沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)有限責(zé)任公司，遼寧沈陽(yáng)110043）

摘要：航空發(fā)動(dòng)機(jī)是飛機(jī)的核心部件，被喻為飛機(jī)的心臟。發(fā)動(dòng)機(jī)低渦軸是航空發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件之一。在發(fā)動(dòng)機(jī)修理過(guò)程中，需要對(duì)低渦軸進(jìn)行超聲清洗，除去其表面附著的物質(zhì)。本文講述了發(fā)動(dòng)機(jī)低渦軸超聲清洗機(jī)控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機(jī)；低渦軸；清洗

現(xiàn)代的航空發(fā)動(dòng)機(jī)是一個(gè)典型的復(fù)雜工程技術(shù)系統(tǒng)，包含了眾多的相關(guān)子系統(tǒng)，其工作過(guò)程是極其復(fù)雜的氣動(dòng)熱力傳動(dòng)的過(guò)程。在眾多的部件中，發(fā)動(dòng)機(jī)低渦軸是航空發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件之一。發(fā)動(dòng)機(jī)低渦軸在工作時(shí)，其表面會(huì)吸附很多雜質(zhì)，影響其工作性能。在發(fā)動(dòng)機(jī)修理過(guò)程中，需要對(duì)低渦軸進(jìn)行超聲清洗，除去其表面附著的雜質(zhì)。如果這些雜質(zhì)不能被徹底的清除，那么航空發(fā)動(dòng)機(jī)的安全性能得不到保證。所以，對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)低渦軸進(jìn)行超聲清洗是發(fā)動(dòng)機(jī)大修過(guò)程中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

低渦軸超聲清洗機(jī)就是專(zhuān)門(mén)由于清洗低渦軸的設(shè)備，本文詳細(xì)介紹了發(fā)動(dòng)機(jī)低渦軸超聲清洗機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程及功能。

1　低渦軸超聲清洗機(jī)總體設(shè)計(jì)

基于低渦軸超聲清洗的工藝要求及超聲清洗機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)電氣控制系統(tǒng)的要求，低渦軸超聲清洗機(jī)電氣控制系統(tǒng)應(yīng)具備以下功能：

（1）電氣系統(tǒng)應(yīng)具有漏電保護(hù)功能。

（2）清洗機(jī)具有對(duì)清洗槽及儲(chǔ)液槽中清洗液測(cè)溫、加熱及自動(dòng)控溫的功能。

（3）清洗機(jī)具有清洗槽中清洗液低位控制功能。

（4）清洗機(jī)能夠自動(dòng)設(shè)定及控制超聲清洗時(shí)間。

2　清洗液測(cè)溫及控溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1清洗機(jī)測(cè)溫功能設(shè)計(jì)

工藝要求在進(jìn)行低渦軸超聲清洗時(shí)，超聲清洗試機(jī)清洗槽內(nèi)的清洗液要一直保持在特定的溫度區(qū)間內(nèi)，因此設(shè)備要對(duì)清洗槽內(nèi)的清洗液進(jìn)行溫度測(cè)量。而且由于儲(chǔ)液槽內(nèi)的清洗液根據(jù)需要會(huì)向清洗槽內(nèi)補(bǔ)液，為防止在工作中達(dá)不到溫度要求的清洗液被補(bǔ)進(jìn)清洗槽中，影響清洗效果，所以對(duì)儲(chǔ)液槽內(nèi)的清洗液進(jìn)行溫度測(cè)量也是十分必要的。

鉑電阻作為一種精密的溫度檢測(cè)元件被廣泛應(yīng)用于智能儀表和自動(dòng)控制系統(tǒng)。鉑電阻溫度傳感器是利用其電阻和溫度成一定函數(shù)關(guān)系而制成的溫度傳感器，由于其測(cè)量準(zhǔn)確度高、測(cè)量范圍大、穩(wěn)定性和復(fù)現(xiàn)性好等特點(diǎn)，被廣泛用于中溫（-200℃～650℃）范圍的溫度測(cè)量中。本試驗(yàn)器采用鉑電阻測(cè)溫方式來(lái)測(cè)量清洗槽及儲(chǔ)液槽內(nèi)清洗液的溫度。

2.2清洗機(jī)控溫功能設(shè)計(jì)

由于低渦軸清洗時(shí)需要清洗液溫度保持在一定范圍內(nèi)，而在工作過(guò)程中，清洗液的溫度必然會(huì)降低，所以設(shè)備需要一套能夠自動(dòng)加熱控溫的系統(tǒng)。本設(shè)備采用溫控表來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度的顯示及自動(dòng)控制。

現(xiàn)就清洗槽為例，對(duì)清洗液的加溫，控溫過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。工作前，將溫度表的溫度上下限設(shè)定好。工作時(shí)，由于清洗液的溫度低于溫控表的溫度下限，所以溫度下限報(bào)警觸點(diǎn)閉合，加熱管開(kāi)始工作，清洗槽開(kāi)始加溫；當(dāng)清洗液的溫度超過(guò)溫控表設(shè)定的溫度下限，溫度下限報(bào)警觸點(diǎn)斷開(kāi)，加熱管繼續(xù)工作，清洗液的溫度繼續(xù)升高；當(dāng)清洗液的溫度超過(guò)溫控表設(shè)定的溫度上限，溫度上限報(bào)警觸點(diǎn)斷開(kāi)，加熱管停止工作，隨著超聲清洗工作的進(jìn)行，清洗液的溫度將會(huì)降低；當(dāng)清洗液的溫度低于溫控表設(shè)定的溫度下限，溫度下限報(bào)警觸點(diǎn)再次閉合，加熱管開(kāi)始工作，清洗液溫度升高，直到清洗液的溫度超過(guò)溫控表設(shè)定的溫度上限，加熱管停止工作。以此往復(fù)，清洗槽內(nèi)的清洗液的溫度將一直保持在設(shè)定的工作溫度范圍內(nèi)。

3　超聲控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由于低渦軸為空心軸，為了能夠使清洗的效果更好，所以超聲系統(tǒng)振源分為兩部分：超聲振板——主要功能是使清洗槽內(nèi)清洗液超聲振動(dòng)，清洗軸的外表面；超聲振動(dòng)棒——主要功能是使低渦軸內(nèi)部的清洗液超聲振動(dòng)，清洗軸的內(nèi)表面。

低渦軸的清洗工藝還要求超聲清洗的時(shí)間，所以在本設(shè)備超聲控制系統(tǒng)中采用定時(shí)器來(lái)設(shè)定超聲振板及振動(dòng)棒的工作時(shí)間，并且在到達(dá)工作時(shí)間后，設(shè)備自動(dòng)停止超聲振板及振動(dòng)棒工作，達(dá)到精確控制的目的。

4其它系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1漏電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

用于清洗低渦軸的清洗液是導(dǎo)電的液體，加熱管、超聲振板及振動(dòng)棒出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，那么直接威脅著操作者的生命安全，所以設(shè)備在設(shè)計(jì)中增加漏電保護(hù)的功能。設(shè)備帶有漏電保護(hù)功能的空氣斷路器，加熱管、超聲振板及振動(dòng)棒出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，漏電保護(hù)器將動(dòng)作，切斷該用電器主回路電源，使設(shè)備處于安全狀態(tài)中，保護(hù)操作者的人身安全。

4.2清洗液液位保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

清洗機(jī)工作時(shí)，可能出現(xiàn)兩種清洗槽“干燒”現(xiàn)象。第一，工作前忘記向清洗槽中添加清洗液時(shí)就開(kāi)始加熱，由于清洗槽內(nèi)沒(méi)有清洗液造成“干燒”現(xiàn)象；第二，超聲清洗工作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，清洗液揮發(fā)嚴(yán)重，操作者沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)造成“干燒”現(xiàn)象。這兩種情況都會(huì)對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重的損壞，甚至發(fā)生火災(zāi)等安全事故。為避免這種情況的發(fā)生，在清洗槽中增加了液位傳感器。當(dāng)清洗槽中的清洗液超過(guò)液位傳感器設(shè)定的下限值時(shí)，液位傳感器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，將這個(gè)觸點(diǎn)串聯(lián)在控制回路中，只有這個(gè)觸電閉合的情況下才可以進(jìn)行加熱的工作。

結(jié)語(yǔ)

低渦軸是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重要部件，其在發(fā)動(dòng)機(jī)修理過(guò)程中超聲清洗的結(jié)果，直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的性能及安全。所以低渦軸超聲清洗機(jī)是修理航空發(fā)動(dòng)機(jī)必不可缺的試驗(yàn)設(shè)備。通過(guò)對(duì)低渦軸的技術(shù)資料及工藝文件要求的消化理解，確定設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)所需的技術(shù)參數(shù)，完成試驗(yàn)器的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。設(shè)備具有自動(dòng)控溫、超聲計(jì)時(shí)控制、清洗液液位低位控制、漏電保護(hù)等功能。超聲清洗機(jī)的電氣性能完全可以滿足低渦軸的超聲清洗工藝要求，而且系統(tǒng)還具有性能穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、安全性高等特點(diǎn)。

[1]楊帆.某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].西安：西北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2009.

[2]李博.航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃滑油散熱器熱動(dòng)力性能研究[D].沈陽(yáng)：東北大學(xué)碩士學(xué)位論文，2008.

[3]張?chǎng)?，?簡(jiǎn)便而又實(shí)用的熱電阻測(cè)溫方法[J].電氣傳動(dòng)自動(dòng)化，2003，25（04）：61-62.

參考文獻(xiàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：V267

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

作者簡(jiǎn)介：秦洪運(yùn)，男，沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)有限責(zé)任公司，分室主任。