某航空發(fā)動(dòng)機(jī)小零件故障分析與修理

劉錦秋

摘要： 本單位小件修理班是專門修理發(fā)動(dòng)機(jī)上小零件的班組，航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的所有小件幾乎都在此修理。小零件應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)上各個(gè)部位，各自起著不同的作用。但是主要的作用還是用于固定、連接各個(gè)部件。如果沒有小零件，發(fā)動(dòng)機(jī)就無法組成完整的一體，因此小零件在發(fā)動(dòng)機(jī)上發(fā)揮著重要的作用。本文主要從裝配部位、表面處理、修理情況等幾個(gè)方面對小零件的故障進(jìn)行分析，并講述如何修理。

Abstract： Our department is special for repair of small engine pieces； we almost undertake the entire small pieces repair task of company. Small pieces mainly apply for each part of the engine， which play a role of different function. The main function of small pieces is fixing and connecting of each component. The engine would not be a complete unit without the small pieces， so they play an important role for the engine. The paper presents the analysis of small pieces failure and repair from assembly position， surface treatment and repair process.

關(guān)鍵詞： 小零件；故障；修理；攻關(guān)；深度修理

Key words： small pieces；failure；repair；research；repair in depth

中圖分類號：V263.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）02-0100-03

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)，本文對整臺(tái)小零件進(jìn)行分類歸納，對故障和修理情況進(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，先從以下幾方面對小零件簡單進(jìn)行介紹：

①從數(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。

②小零件的編號是有規(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，并按裝配位置分類專用編號。

③小零件普遍都有表面處理。包括鍍銀、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；鍍鎘作用是用陽極保護(hù)法防止大氣中水汽和海水對鋼件以及氣溫高于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。

④小零件故檢時(shí)尺表量具應(yīng)用比較多。測量要用到內(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，還有中央錐主動(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，使用過程中形成的疲勞過渡造成的。

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工作面積的15%，超差的零件要重新鍍銀。

對于螺紋脫扣、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。修整過的螺紋允許校準(zhǔn)。endprint

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，球體裝入軸承后全方位轉(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)拉力過大時(shí)造成的。

2.2.3 故障修理

對于球體的磨損，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 修理中常見故障

關(guān)于搖臂的常見故障主要有：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。

②搖臂主要由關(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)軸承間間隙過大。

③搖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，作用是潤滑。內(nèi)孔超差的可以更換襯套，詳見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)起來不外乎就是兩種故障，一是磨損，二是裂紋。對于小零件來說，裂紋故障比較容易處理，就是報(bào)廢。對于磨損故障來說，處理方法就比較多了。就以磙子來說，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。針對上述故障可以通過重新鍍銀來修復(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)直徑相對的方向上進(jìn)行測量，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。該件測量ф8 直徑尺寸，允許磨損到Φ8.1。對于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，保證過盈0～0.03。裝配后對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

小零件的特點(diǎn)就是數(shù)量多、形狀多樣、涉外單位比較多、測量工作量大、大多都有表面處理工藝，小零件對發(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。

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