RB211-535E4發(fā)動(dòng)機(jī)高壓定位軸承傳動(dòng)軸組件跳動(dòng)量超標(biāo)排故方案

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1 RB211-535E4發(fā)動(dòng)機(jī)高壓定位軸承傳動(dòng)軸組件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

RB211-535E4發(fā)動(dòng)機(jī)高壓定位軸承傳動(dòng)軸組件位于33號(hào)中介機(jī)匣單元體內(nèi)，通過(guò)18個(gè)螺栓以端齒方式與高壓壓氣機(jī)三級(jí)盤(pán)之間進(jìn)行聯(lián)接。該組件由4個(gè)主要零件組成，分別是滑油封嚴(yán)、傳動(dòng)軸、高壓定位軸承和100T傳動(dòng)傘齒輪（見(jiàn)圖1)。根據(jù)手冊(cè)要求，在組裝前要測(cè)量傳動(dòng)軸，調(diào)整隔圈和滑油封嚴(yán)的端面跳動(dòng)量，然后加熱滑油封嚴(yán)、高壓定位軸承、調(diào)整隔圈和100T傳動(dòng)傘齒輪至要求的相應(yīng)溫度后，按順序分別安裝到傳動(dòng)軸上。組裝完成后，待傳動(dòng)軸組件冷卻到室溫，使用模擬三級(jí)盤(pán)工裝測(cè)量其端面和徑向跳動(dòng)量，若出現(xiàn)跳動(dòng)量超標(biāo)則需要返工。

圖1 高壓定位軸承傳動(dòng)軸組件

2 高壓定位軸承傳動(dòng)軸組件跳動(dòng)量超標(biāo)的后果

高壓定位軸承傳動(dòng)軸作為非壽命零件，經(jīng)常會(huì)由于使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而在一定程度上產(chǎn)生變形，而這種程度的變形無(wú)法通過(guò)肉眼察覺(jué)，手冊(cè)也沒(méi)有給出相關(guān)的檢查或修理參考。因此，該故障通常在故障檢測(cè)環(huán)節(jié)會(huì)被忽略并順利通過(guò)。但是，由于已變形的高壓定位軸承傳動(dòng)軸在裝配環(huán)節(jié)跳動(dòng)量測(cè)量不合格，所以必須重新經(jīng)過(guò)分解、調(diào)整對(duì)接位置和裝配的流程，進(jìn)而耽誤發(fā)動(dòng)機(jī)的維修周期。甚至有時(shí)在多次返工失敗后迫于維修周期壓力，對(duì)于不合格的零件通常采用成套更換的方式予以解決，一方面產(chǎn)生了高額的航材成本，另一方面由于航材訂貨周期原因?qū)е抡麄€(gè)修理進(jìn)度再次延期。RB211-535E4型發(fā)動(dòng)機(jī)采用三轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，尤其對(duì)高壓系統(tǒng)的N3振動(dòng)極為敏感。高壓定位軸承傳動(dòng)軸組件作為高壓系統(tǒng)重要組成部分，一旦超標(biāo)就會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)因?yàn)镹3振動(dòng)超標(biāo)，無(wú)法滿足試車要求。

3 高壓定位軸承傳動(dòng)軸組件跳動(dòng)量超標(biāo)原因分析

返工分解該組件到零件狀態(tài)，用多點(diǎn)測(cè)量法分別測(cè)量各個(gè)零件配合面的平面度可以發(fā)現(xiàn)，滑油封嚴(yán)的上下兩個(gè)配合面和傳動(dòng)軸與滑油封嚴(yán)配合的端面平面度較差。因此，解決組件跳動(dòng)量超標(biāo)的關(guān)鍵是解決這兩個(gè)零件如何配合的問(wèn)題，即涉及直線裝配問(wèn)題。

圖2 直線裝配原理

圖3 帶端齒的氣動(dòng)平臺(tái)

根據(jù)直線裝配原理（見(jiàn)圖2)，轉(zhuǎn)子是兩個(gè)高點(diǎn)大小相同并相互配合使用的零件。其中，狀態(tài)①是兩個(gè)獨(dú)立轉(zhuǎn)子組裝前的狀態(tài)；狀態(tài)②是按照兩個(gè)獨(dú)立轉(zhuǎn)子位置不考慮方向直接組裝，使轉(zhuǎn)子的中心線發(fā)生偏離，造成轉(zhuǎn)子的重心偏離，組裝后整個(gè)組件的累積不平衡量將大于各個(gè)獨(dú)立轉(zhuǎn)子的不平衡量；狀態(tài)③是將兩個(gè)轉(zhuǎn)子調(diào)整到最佳位置進(jìn)行組裝，使中心線對(duì)齊，組裝后的組件無(wú)不平衡力產(chǎn)生。狀態(tài)③的對(duì)接方式可以看作一個(gè)轉(zhuǎn)子接合面的最低點(diǎn)與另一個(gè)轉(zhuǎn)子的最高點(diǎn)相連，這是理想中的最佳情況，在實(shí)際修理過(guò)程中轉(zhuǎn)子的高點(diǎn)標(biāo)記應(yīng)盡可能的與對(duì)接轉(zhuǎn)子的低點(diǎn)標(biāo)記靠近，或者與另一個(gè)零件的高點(diǎn)相對(duì)。

此外，由于零件長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)產(chǎn)生變形，因此按照手冊(cè)要求僅測(cè)量端面是不夠的，還應(yīng)引入徑向測(cè)量。

4 高壓定位軸承傳動(dòng)軸組件跳動(dòng)量超標(biāo)解決方案

4.1 使用帶端齒的氣動(dòng)平臺(tái)通用原則

1)在使用帶端齒的氣動(dòng)平臺(tái)（見(jiàn)圖3)前使用丙酮和刷子對(duì)平臺(tái)表面和工裝端齒進(jìn)行必要的清潔。

2)對(duì)于工裝的端齒部分進(jìn)行逐個(gè)檢查，必要時(shí)可使用放大鏡。確保無(wú)遺留物，接觸面無(wú)損傷。

3)在測(cè)量之前校驗(yàn)工裝直徑和端面的跳動(dòng)量，使其滿足手冊(cè)要求（不超過(guò)0.005mm)。若超標(biāo)則需修正基座重新測(cè)量。

4.2 測(cè)量傳動(dòng)軸跳動(dòng)量以確定高點(diǎn)

多次的失敗教訓(xùn)使我們意識(shí)到，僅測(cè)量傳動(dòng)軸端面的跳動(dòng)量是不夠的。受傳動(dòng)軸使用過(guò)程中多種原因影響，軸的橢圓度會(huì)增加，極端條件下徑向比軸向的變化更加嚴(yán)重。

通過(guò)不斷摸索，總結(jié)出如下傳動(dòng)軸的測(cè)量方法：將傳動(dòng)軸坐合到帶端齒的氣動(dòng)平臺(tái)上，調(diào)整好測(cè)量?jī)x的指針，根據(jù)手冊(cè)“關(guān)于方向的說(shuō)明”調(diào)整通道方向和標(biāo)記方向（徑向?yàn)椤?”，端面為“-”)。參考手冊(cè)中高壓定位軸承傳動(dòng)軸組件跳動(dòng)量的測(cè)量方法，分別測(cè)量單獨(dú)傳動(dòng)軸零件上周向均分的8個(gè)點(diǎn)的軸向和徑向（詳見(jiàn)圖4)跳動(dòng)量并記錄數(shù)據(jù)。在測(cè)量過(guò)程中至少測(cè)量8等分上的9個(gè)點(diǎn)，且第一個(gè)點(diǎn)和最后一個(gè)點(diǎn)必須一致，若不一致則必須重新讀數(shù)，直至一致，如此操作是為了保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。調(diào)整180°，重復(fù)上述方法再次測(cè)量，以消除工裝誤差。將均勻分布的8個(gè)點(diǎn)調(diào)轉(zhuǎn)180°得到前后的端面和徑向四組數(shù)值，利用VX33軟件的03 MODULE CURVIC 程序計(jì)算此傳動(dòng)軸的高點(diǎn)位置和數(shù)值。

圖4 傳動(dòng)軸標(biāo)記位置

圖5 VX33測(cè)量數(shù)據(jù)

4.3 測(cè)量滑油封嚴(yán)跳動(dòng)量

理論上滑油封嚴(yán)也存在端面和徑向兩個(gè)方向的接觸面，但由于徑向面積太小且沒(méi)有可供參考的測(cè)量方法和工具，所以只能考慮端面方向跳動(dòng)量的測(cè)量，具體方法如下。

圖6 滑油封嚴(yán)標(biāo)記位置

首先，檢查滑油封嚴(yán)前端面5E（見(jiàn)圖5)的平面度，最好在密閉的小黑屋中進(jìn)行測(cè)量。然后，將滑油封嚴(yán)放在平臺(tái)上（如三坐標(biāo)平臺(tái))，使前端面接觸平臺(tái)，由內(nèi)向外用手電照射滑油封嚴(yán)前端面與平臺(tái)接觸的地方，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)封嚴(yán)，檢查是否透光，若無(wú)透光現(xiàn)象則可進(jìn)行下一步測(cè)量，若存在透光現(xiàn)象，無(wú)論透光程度是否嚴(yán)重，都需進(jìn)行研磨（推薦使用研磨機(jī)研磨)，研磨時(shí)間由不平度決定。為了去除高點(diǎn)，應(yīng)研磨與檢查交替進(jìn)行，盡量減少研磨時(shí)間，并將其作為之后測(cè)量的基準(zhǔn)面。

確?；鶞?zhǔn)面平面度合格后就可以開(kāi)始測(cè)量后端面的跳動(dòng)量。以研磨并檢查完畢的滑油封嚴(yán)前端面5E為基準(zhǔn)，將其放在平臺(tái)上（可以使用平臺(tái)精度較高的磨床或者銑床)，用精度為0.001mm或0.002mm的測(cè)量表測(cè)量后端面6E的高度，記錄最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，若存在多個(gè)高點(diǎn)或低點(diǎn)時(shí)，需記錄對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)。分析數(shù)據(jù)趨勢(shì)，計(jì)算最高點(diǎn)和最低點(diǎn)之間的差值以掌握整個(gè)零件的狀態(tài)。

滑油封嚴(yán)與驅(qū)動(dòng)軸配合端面的硬面層相比材質(zhì)偏軟，易發(fā)生擠壓變形。如果出現(xiàn)“橋”面（即存在著高點(diǎn)對(duì)面是高點(diǎn)，低點(diǎn)對(duì)面是低面的情況)則應(yīng)打磨掉其中一個(gè)高點(diǎn)，使零件的表面呈現(xiàn)一個(gè)單調(diào)的斜面狀態(tài)，并且高點(diǎn)和低點(diǎn)的差值應(yīng)與傳動(dòng)軸的差值相符。可以使用自制工裝進(jìn)行打磨，用研磨膏涂抹高點(diǎn)區(qū)域并在該區(qū)域用力研磨。若打磨量較大可以使用油石，但需注意打磨和測(cè)量應(yīng)相互配合，避免過(guò)度打磨。

4.4 傳動(dòng)軸與滑油封嚴(yán)對(duì)接位置的選擇

在掌握了傳動(dòng)軸和滑油封嚴(yán)兩個(gè)零件的具體情況后，依據(jù)前文所述的對(duì)接方法進(jìn)行對(duì)接（見(jiàn)圖6)，即在滿足零件呈單調(diào)斜面的情況下，一個(gè)零件的高點(diǎn)與另外一個(gè)零件的低點(diǎn)對(duì)接或者兩個(gè)零件的高點(diǎn)盡可能相對(duì)。

5 總結(jié)

隨著RB211-535E4發(fā)動(dòng)機(jī)使用時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，老齡化問(wèn)題將愈發(fā)嚴(yán)重，零件變形等非常規(guī)損傷問(wèn)題接連出現(xiàn)，嚴(yán)重困擾著維修單位和工程技術(shù)人員，如何靈活地運(yùn)用測(cè)量方法掌握這些問(wèn)題零件的真實(shí)情況，并進(jìn)行準(zhǔn)確的調(diào)整使其到達(dá)可用狀態(tài)、滿足裝配要求，是維修企業(yè)面臨的一大難題。本文中的方案經(jīng)過(guò)在多臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上的驗(yàn)證，已經(jīng)在一定程度上證明了其有效性，能使大部份變形的傳動(dòng)軸恢復(fù)至可用狀態(tài)。據(jù)初步測(cè)算，使用該方法每臺(tái)次發(fā)動(dòng)機(jī)修理可節(jié)約21萬(wàn)元航材成本，填補(bǔ)了手冊(cè)關(guān)于該組件測(cè)量超標(biāo)后如何修理的空白，對(duì)于避免N3振動(dòng)問(wèn)題和保證發(fā)動(dòng)機(jī)維修周期起到了重要作用。

[1]PN: E-535E4-6RR RB211-535E4 ENGINE MANUAL[S].

[2]RB211-535E4 OIN No: 129 Rolls-Royce OVERHAUL INFORMATION NOTICE[S].