托架法在航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)裝配中的應(yīng)用

石威

摘 要：航空發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大，是一個國家工業(yè)實(shí)力的集中體現(xiàn)。航空發(fā)動機(jī)不僅對所加工制造的各零部件有著嚴(yán)格的要求，同時對于后期的航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)裝配也有著嚴(yán)格的規(guī)范，尤其是航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)的裝配直接影響著航空發(fā)動機(jī)的性能和使用壽命。航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)的裝配屬于航空發(fā)動機(jī)制造的后期工序，在航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)裝配中除了是對前期所加工制造的各零部件加工精度的驗(yàn)證，同時也是對航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)裝配人員技術(shù)、裝配工藝的考驗(yàn)。本文結(jié)合航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)裝配特點(diǎn)對一種應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)裝配的托架式航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)裝配方法進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)；托架式裝配方法；步驟

中圖分類號：V23 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

隨著我國航空工業(yè)的快速發(fā)展進(jìn)步，對于航空發(fā)動機(jī)的需求也在逐步地擴(kuò)大，航空發(fā)動機(jī)的制造將由傳統(tǒng)的小規(guī)模批產(chǎn)向大規(guī)模批產(chǎn)階段進(jìn)行轉(zhuǎn)變，在這一過程中不僅僅需要改變以往的制造模式，更是需要對航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)的裝配方式、裝配工藝進(jìn)行改進(jìn)以便在確保航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)裝配質(zhì)量的同時獲得良好的裝配效率。

1 使用托架式裝配法的必要性

現(xiàn)行的航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)裝配主要采用的是翻轉(zhuǎn)裝配車裝配模式，使用裝配車可以完成航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)整機(jī)全部裝配工作，有著較強(qiáng)的應(yīng)用范圍。但是在實(shí)際的應(yīng)用中由于裝配車的高度較高，在進(jìn)行航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)裝配時導(dǎo)致裝配作業(yè)人員需要反復(fù)上、下拿取航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)的零配件，對航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)裝配作業(yè)帶來較大的不便。此外，受裝配車空間限制，在航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)裝配作業(yè)中部分工序無法同時進(jìn)行，致使整機(jī)裝配作業(yè)周期拉長，影響航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)的裝配效率。托架式裝配方式是一種改進(jìn)后的新型裝配工藝，將航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)裝配至地面托架上，從而使得航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)的裝配高度大幅降低，提高了航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)裝配人員的作業(yè)效率。

2 航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)裝配中應(yīng)用托架裝配法的裝配步驟

在航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)裝配中應(yīng)用托架式核心機(jī)裝配法可以按照以下步驟進(jìn)行。

（1）吊裝中介機(jī)匣并將其安裝到所準(zhǔn)備的核心機(jī)裝配托架支撐臺上并進(jìn)行初始固定，初始固定時無須壓死，待到中介機(jī)匣吊裝完成后調(diào)整航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)裝配托架的水平，通過調(diào)節(jié)地腳螺栓來使得中介機(jī)匣處于水平狀態(tài)，擰緊螺釘將中介機(jī)匣整體固定在支撐臺上。

（2）吊裝高壓轉(zhuǎn)子，調(diào)整高壓轉(zhuǎn)子與中介機(jī)匣中央錐齒輪內(nèi)孔之間的同心度，待到對中后將高壓轉(zhuǎn)子緩慢放入其中，高壓轉(zhuǎn)子吊裝到位后測量高壓轉(zhuǎn)子與中介機(jī)匣之間的距離用以判定吊裝是否到位。測量可以使用深度尺、帶深度測量的游標(biāo)卡尺。使用測量工具對吊裝高壓轉(zhuǎn)子前的中介機(jī)匣內(nèi)的中央錐齒輪軸前端與三支點(diǎn)軸承密封跑道組件內(nèi)的端面之間的距離進(jìn)行相應(yīng)的測量，并將測量結(jié)果進(jìn)行記錄為A，使用高壓空氣對安裝在支撐臺上的中介機(jī)匣內(nèi)的中央錐齒輪內(nèi)孔進(jìn)行清理，而后在內(nèi)孔中放入加熱裝置對內(nèi)孔進(jìn)行持續(xù)約半小時的加熱。待到內(nèi)孔加熱完成后對起吊完成的高壓轉(zhuǎn)子進(jìn)行測量，測量高壓轉(zhuǎn)子前軸頸的前端面與高壓轉(zhuǎn)子凸肩之間的尺寸，這一尺寸記錄為B，計(jì)算數(shù)據(jù)C=B-A。待到高壓轉(zhuǎn)子吊裝完成后對吊裝完成后的高壓轉(zhuǎn)子前端軸徑的前端面與高壓轉(zhuǎn)子所吊裝進(jìn)的中介機(jī)匣的中央錐齒輪前軸端兩者之間的距離進(jìn)行相應(yīng)的測量，并將所測量到的數(shù)據(jù)極為D。將上述所測量得到的D與C相減查看所計(jì)算完成后的數(shù)據(jù)范圍是否在±0.02mm以內(nèi)，如果計(jì)算得到的數(shù)據(jù)在±0.02mm以內(nèi)則意味著高壓轉(zhuǎn)子吊裝安放在中介機(jī)匣的裝配符合要求，而如果超出上述公差范圍則意味著高壓轉(zhuǎn)子裝配不到位，需要對高壓轉(zhuǎn)子進(jìn)行重新裝配，高壓轉(zhuǎn)子裝配到位后使用手?jǐn)Q緊連接螺母實(shí)現(xiàn)高壓轉(zhuǎn)子的連接固定。完成了對于高壓轉(zhuǎn)子的裝配后需要進(jìn)行高壓機(jī)匣、燃燒室以及高壓渦輪的裝配。在完成上述三大部件的裝配后航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)已完成了裝配，后續(xù)將吊具安裝在航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)上，在解除中介機(jī)匣與托架支撐臺之間的固定連接后將航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)吊裝至裝配車上并進(jìn)行固定，翻轉(zhuǎn)裝配車?yán)^續(xù)旋入第一螺母繼續(xù)進(jìn)行航空發(fā)動機(jī)的整機(jī)裝配。

在上述裝配過程中需要注意的是，安裝與托架上的中介機(jī)匣組合件需要使用螺栓進(jìn)行良好的固定，并在吊裝高壓轉(zhuǎn)子之前對安裝于托架上的中介機(jī)匣組件進(jìn)行水平調(diào)整，調(diào)整托架地腳螺栓并能進(jìn)行相應(yīng)的固定，吊裝高壓轉(zhuǎn)子并裝配時始終確保高壓轉(zhuǎn)子垂直坐落于中介機(jī)匣上，裝配過程中托架不能發(fā)生翻轉(zhuǎn)，高壓轉(zhuǎn)子在裝配到位并進(jìn)行固定后，從裝配工藝上分析在后續(xù)的裝配中高壓轉(zhuǎn)子將不會發(fā)生后移。在完成對于高壓轉(zhuǎn)子的裝配后進(jìn)行航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)后續(xù)組件的裝配，待到航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)裝配完成后吊裝航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)并將其安裝于發(fā)送機(jī)翻轉(zhuǎn)車進(jìn)行固定。

3 航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)托架裝配工藝中的測量

在托架上進(jìn)行航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)的裝配相較于在航空發(fā)動機(jī)翻轉(zhuǎn)裝配車上進(jìn)行的裝配，其主要區(qū)別在于受托架結(jié)構(gòu)限制，在托架上進(jìn)行航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)高壓轉(zhuǎn)子與中央齒輪箱組件裝配后對于高壓轉(zhuǎn)子的連接螺母的最終限力無法在托架上完成而是要在航空發(fā)動機(jī)翻轉(zhuǎn)車上進(jìn)行，這一吊裝過程中將會導(dǎo)致裝配精度產(chǎn)生一定的偏差，應(yīng)當(dāng)積極做好相關(guān)測量工作，確保航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)的裝配精度。

在托架上進(jìn)行航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)的裝配其精度要求與在翻轉(zhuǎn)車上進(jìn)行的航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)裝配要求相同。在對托架上進(jìn)行的航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)裝配進(jìn)行測量時，高壓轉(zhuǎn)子吊裝安裝在中介機(jī)匣時，高壓轉(zhuǎn)子前軸頸與主動弧齒錐齒輪內(nèi)徑將為過盈配合，在進(jìn)行安裝間隙的測量時，在高壓轉(zhuǎn)子后頸上裝上工藝定心機(jī)匣，在這一方式下高壓轉(zhuǎn)子將在定心機(jī)匣和主動弧齒錐齒輪的定位下進(jìn)行定位，通過這一方式高壓轉(zhuǎn)子的裝配其連接螺母是否最終限力對于高壓轉(zhuǎn)子的靜子軸、徑向間隙并不產(chǎn)生影響。在使用百分表對高壓轉(zhuǎn)子的軸向活動量進(jìn)行測量時，裝上夾具與測量表架、百分表，使用吊車吊起夾具，通過夾具上的凸輪手柄拉動高壓轉(zhuǎn)子，安裝于托架上中介機(jī)匣上的高壓轉(zhuǎn)子螺母采用手動擰緊的方式雖未能使得連接螺母形成最終限力但是高壓轉(zhuǎn)子在安裝與中介機(jī)匣時高壓轉(zhuǎn)子的前軸頸與主動弧齒錐齒輪之間的過盈配合完成了對于高壓轉(zhuǎn)子的軸向固定，因此高壓轉(zhuǎn)子并不會在軸向作用力下產(chǎn)生軸向偏移，使用百分表所測量的軸向間隙其主要來自于3支點(diǎn)軸承。在對航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)高壓渦輪轉(zhuǎn)靜子軸、徑向間隙進(jìn)行測量時，高壓轉(zhuǎn)子軸向并未發(fā)生移動，因此不會對高壓渦輪的軸徑向間隙的測量產(chǎn)生影響。測量時所產(chǎn)生的高壓渦輪轉(zhuǎn)子相對于高壓九級盤盤心跳動值其主要是由于裝配零部件的加工精度和高壓高渦的連接螺釘所造成的。采用托架法對航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)進(jìn)行裝配并在后期移至翻轉(zhuǎn)車進(jìn)行最終裝配這一過程中高壓轉(zhuǎn)子的裝配精度并不會產(chǎn)生變化，也不會發(fā)生后移現(xiàn)象，可以提高航空發(fā)動機(jī)裝配效率。

結(jié)語

采用托架法進(jìn)行航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)的裝配將使得航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)的裝配效率和裝配質(zhì)量得到較大的提升。本文在分析航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)托架法裝配特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)托架法裝配步驟、裝配工藝進(jìn)行了分析介紹。

參考文獻(xiàn)

[1]程榮輝，古遠(yuǎn)興，黃紅超，等.民用航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)技術(shù)發(fā)展研究[J].燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究，2007，20（1）：1-7.

[2]辛彥秋，張賀.民用航空發(fā)動機(jī)脈動裝配淺析[J].航空制造技術(shù)，2013，440（20）：118-120.

[3]郭亞寧，張振明，田錫天.脈動模式下基于蟻群算法的飛機(jī)裝配工序分配方法[J].機(jī)械制造，2011，49（5）：49-52.