淺談雙轉(zhuǎn)子渦輪噴氣發(fā)動機裝配車設(shè)計

朱雄輝

摘 要：航空渦輪噴氣發(fā)動機是一種渦輪發(fā)動機，其特點是在氣流完全依賴產(chǎn)生的推力，是一種實用的噴氣式戰(zhàn)斗機。在發(fā)動機進行維修作業(yè)時需要分解檢查，由于發(fā)動機屬于薄壁合金零部件，在分解過程中需要按照一定的步驟進行。由此需要借助翻轉(zhuǎn)裝配車架，以便完成整個發(fā)動機的分解和裝配作業(yè)。掌握發(fā)動機翻轉(zhuǎn)裝配車架的設(shè)計知識，對于我們正確使用和維護發(fā)動機翻轉(zhuǎn)裝配車架，充分發(fā)揮其性能，正確分解和裝配發(fā)動機零部件，存在很大的聯(lián)系，是十分必要的。

關(guān)鍵詞：雙轉(zhuǎn)子渦輪；噴氣發(fā)動機；裝配車設(shè)計

中圖分類號：TD264 文獻標(biāo)識碼：A

在航空發(fā)動機被稱為“工業(yè)之花”是國家科技、工業(yè)和國防實力的重要標(biāo)志。世界上自主研發(fā)的高性能航空發(fā)動機國家只有美國、英國、俄國等少數(shù)幾個國家，技術(shù)門檻高。某型航空發(fā)動機從最初到現(xiàn)在成為中國顯著的發(fā)展產(chǎn)業(yè)，從最初的模仿到自主設(shè)計和制造高性能航空發(fā)動機，經(jīng)歷了一個漫長的發(fā)展道路。

1.航空渦輪噴氣簡介

航空渦輪噴氣發(fā)動機是一種渦輪發(fā)動機，完全依賴燃氣流產(chǎn)生推力，通常用作電力高速飛機。離心軸流式渦輪噴氣發(fā)動機相比，具有橫截面小，具有高壓縮比的優(yōu)勢，現(xiàn)如今是軸向渦輪噴氣發(fā)動機，是一種實用的噴氣式戰(zhàn)斗機。

航空渦輪噴氣式發(fā)動機飛行一定時間后需要進行必要的修理工作。在發(fā)動機進行維修作業(yè)時需要分解檢查，由于發(fā)動機屬于薄壁合金零部件，在分解過程中需要按照一定的步驟進行。由此需要借助翻轉(zhuǎn)裝配車架，以便完成整個發(fā)動機的分解和裝配作業(yè)。

在高空飛行時失效會隨時危機飛行員和整個飛機的安全。對渦輪噴氣式發(fā)動機裝配車架的設(shè)計工作是對整個發(fā)動機維修工作的支持，具有重大意義。因此選擇進行渦輪噴氣式發(fā)動機裝配車架的設(shè)計也是對發(fā)動機維修工作準(zhǔn)備前的學(xué)習(xí)。

掌握發(fā)動機翻轉(zhuǎn)裝配車架的設(shè)計知識，對于我們正確使用和維護發(fā)動機翻轉(zhuǎn)裝配車架，充分發(fā)揮其性能，正確分解和裝配發(fā)動機零部件，存在很大的聯(lián)系，是十分必要的。

2.渦輪渦桿減速器

2.1 渦輪渦桿機構(gòu)定義

渦輪渦桿的基本參數(shù)：模數(shù)M，壓力角，渦直徑系數(shù)Q，導(dǎo)程角，渦頭，渦輪齒輪齒頂系數(shù)（取值為1）和間隙系數(shù)（取值為0.2）。其中，模數(shù)M和壓力角是蝸輪軸的表面模量和壓力角，即渦輪端部模數(shù)和壓力角，是標(biāo)準(zhǔn)值；渦桿直徑系數(shù)q為渦桿分度圓直徑與其模數(shù)m的比值。正確的嚙合條件是：軸向模數(shù)的端部等于蝸輪和蝸輪的標(biāo)準(zhǔn)值，渦輪軸角的表面壓力應(yīng)面對壓力等于蝸殼的角度和標(biāo)準(zhǔn)值，

即m（桿）=m（輪），α（桿）=α（輪）。

渦輪渦桿機構(gòu)的特點：

（1）它可以得到一個大的傳動比，這是更緊湊的比斜齒輪機構(gòu)。

（2）兩齒輪嚙合齒線接觸，承載能力遠高于十字斜齒輪機構(gòu)。

（3）螺桿的傳動相當(dāng)于螺旋傳動，是一種多齒嚙合傳動。

（4）具有自鎖性。當(dāng)程角小于蝸輪當(dāng)量摩擦角之間，具有自鎖機構(gòu)，可實現(xiàn)反向自鎖。用于起重機械自鎖蝸輪，反向自鎖可以起到安全保護的作用。

（5）傳動效率低，磨損嚴重，嚙合齒相對滑動速度較大，摩擦損失大，效率低，降低熱熱，經(jīng)常使用的減摩耐磨材料及良好的潤滑裝置好的價格昂貴，因此成本高。

（6）渦桿軸向力較大。

2.2 車架渦輪渦桿減速器

車架渦輪渦桿減速器是由鑄造減速器上下箱體作為基座，方便安裝渦輪、渦桿、軸承、輸出軸、齒輪組。鑄造減速箱安裝于基座上，并且連接在渦輪上的輸出軸與弓形支架裝配好，同時與左右承力銷軸線對齊。

此外減速器驅(qū)動可選擇氣動驅(qū)動、電動驅(qū)動和人力驅(qū)動。

（1）氣動驅(qū)動：使用壓縮空氣，通過空氣推動蝸桿軸來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動力。

（2）電動驅(qū)動：使用三相異步電動機，通過齒輪組降低傳動速度，再由蝸輪輸出來到達傳遞動力的目的。

（3）人力驅(qū)動：使用輪盤，通過人力驅(qū)動輪盤，再由齒輪組傳遞至渦桿，其次由渦桿傳遞給渦輪軸輸出動力。

3.渦輪渦桿常見問題及解決方法

3.1 渦輪渦桿減速器

①減速機發(fā)熱和漏油。為了提高渦輪減速器的效率是常用的有色金屬做的（采用H62銅渦輪的設(shè)計），蠕蟲是用硬質(zhì)鋼（用45鋼的設(shè)計）。由于滑動摩擦，操作會產(chǎn)生更多的熱量，使零件的減速器與密封件之間的熱膨脹差。與潤滑油表面形成的間隙，由于高溫薄，容易造成泄漏。造成這種情況的原因主要有4點，一是材料搭配不合理；二是摩擦接觸表面質(zhì)量；三是選擇潤滑油量四不正確；四是裝配質(zhì)量差，操作環(huán)境差。

②渦輪磨損。渦輪一般采用錫青銅，配對的渦桿材料用45鋼淬硬至HRC45～55，或淬火40CrHRC50?55蝸桿磨床磨削后表面粗糙度ra0.8μm，減速機正常運行時磨損很慢，減速機可以使用10年以上。如果磨損速度較快，我們必須考慮選擇是否正確。超負荷運轉(zhuǎn)，以及材質(zhì)的渦輪棒，裝配質(zhì)量或使用環(huán)境等原因。

③傳動小斜齒輪磨損。一般發(fā)生在垂直安裝的主減速器，以及潤滑油添加劑和油品種。

④渦桿軸承損壞。當(dāng)故障發(fā)生時，即使齒輪箱密封良好，經(jīng)常在減速器中發(fā)現(xiàn)齒輪油中有乳化，軸承銹蝕，腐蝕和損壞。這是因為在減速器運轉(zhuǎn)一段時間之后，齒輪油的溫度升高與冷卻水混合。當(dāng)然，它也與軸承的質(zhì)量和組裝過程密切相關(guān)。

3.2 解決方法

①保證裝配質(zhì)量?？梢再徺I或做一些特殊工具，拆卸和安裝零件減速，盡量避免敲擊錘等敲擊樂器；更換齒輪，渦輪渦旋，盡量使用原裝零件和成對更換；輸出軸總成，應(yīng)注意使用公差；防粘劑保護空心軸，防止磨損或銹蝕，維修難以清除。

②選擇潤滑劑和添加劑。一般渦輪減速器齒輪油220#重負荷，頻繁起動，減速器使用環(huán)境苛刻，選用潤滑油添加劑。用密封調(diào)節(jié)器和防漏劑，使環(huán)保持柔軟和柔韌，減少漏油。

③選擇減速器的安裝位置。當(dāng)允許的位置時，盡量不要使用垂直安裝。垂直安裝，加油量多于安裝水平，可能造成減速器加熱和漏油。

④建立潤滑維護系統(tǒng)。根據(jù)潤滑工作中“五”原理的減速機保養(yǎng)，使每臺減速機都有責(zé)任定期檢查和發(fā)現(xiàn)故障，立即停止使用，及時維修，更換潤滑油。

結(jié)語

最后，前面的風(fēng)扇具有增加空氣進入壓縮機前壓力和速度降低的優(yōu)勢，讓進入空氣壓縮機之前被處理，以免增加發(fā)動機的涵道比的陽性總體積減少壓縮機直徑。由于低壓和高壓機渦扇發(fā)動機，機在不同速度、不同軸和渦輪驅(qū)動，整體經(jīng)營范圍可以控制提高安全性。設(shè)計渦輪噴氣式發(fā)動機裝配車能夠更加全面地認識發(fā)動機，并運用所學(xué)的機械相關(guān)知識，同時能掌握發(fā)動機修理作業(yè)的相關(guān)要求。

參考文獻

[1]李富亮，雷勇.航空發(fā)動機全流程參數(shù)試驗中溫度和壓力測量綜述[J].機械設(shè)計與制造，2010（3）：255-256.

[2]周群.國產(chǎn)航空發(fā)動機潤滑油在國內(nèi)民用飛機上的應(yīng)用研究[J].民用飛機設(shè)計與研究，2011（2）：65-69.

[3]李名家，錢程，何萬國，等.燃氣輪機燃燒室故障分析及試驗研究[J].熱能動力工程，2010（5）：478-481.