航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械磨損故障研究

張宗奎 黃少江 梁宇鯤

摘 要：隨著時(shí)代的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，航空發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜。而航空航天無小事，一旦出事就是會(huì)造成很大損失的重大事故。而在實(shí)際航空的維修過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)存在的異常機(jī)械的磨損是造成航空發(fā)動(dòng)機(jī)功能失效，不受控制的最主要的原因。因此，對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械磨損的研究很有必要。本文從航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障的原理出發(fā)。對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生故障的原因進(jìn)行分析，并基于自己多年的一線工作經(jīng)驗(yàn)，為航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械磨損故障提供診斷技術(shù)的支持。

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機(jī) 機(jī)械磨損故障 研究

據(jù)中國民航總局的資料統(tǒng)計(jì)顯示，因?yàn)闄C(jī)械故障而產(chǎn)生的重大飛行事故占總故障數(shù)的25%，而航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械磨損占所有機(jī)械故障總數(shù)的60%，因此發(fā)動(dòng)機(jī)磨損的問題必須引起維護(hù)人員的高度重視。在信息化程度不高的情況，航空發(fā)動(dòng)機(jī)磨損故障采用的檢測(cè)方法多為主觀性較強(qiáng)的方法，需要技術(shù)人員對(duì)零部件知識(shí)的高度熟悉，對(duì)自己專業(yè)技能的掌握非常透徹，同時(shí)要求技術(shù)人員不能犯一點(diǎn)錯(cuò)誤，這是很難做到的。而近幾年航空公司排查航空發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損故障走向信息化，智能化，系統(tǒng)化，為保證航空發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行保駕護(hù)航。

1.航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械磨損的問題

1.1發(fā)動(dòng)機(jī)的被磨損原理

航空發(fā)動(dòng)機(jī)由于是在不停地運(yùn)轉(zhuǎn)的過程，進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)對(duì)中間的軸承和齒輪造成很嚴(yán)重的磨損現(xiàn)象產(chǎn)生，因此對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損可以從這兩個(gè)方面入手。而航空發(fā)動(dòng)機(jī)的軸承的磨損主要分為三個(gè)步驟，磨合階段，正常使用階段，和高度磨損階段。在磨損的階段，軸承內(nèi)部由于與機(jī)器的接觸面積較小，軸承表面有些粗糙，所以在磨合的階段，軸承的損耗會(huì)有些大，這是在可接受的范圍之內(nèi)；而進(jìn)過一段時(shí)間的磨合之后，軸承的實(shí)際接觸面積變大，機(jī)械的磨損從一開始的較大不穩(wěn)定變?yōu)檩^小穩(wěn)定，而如果在這一階段能保證發(fā)動(dòng)機(jī)的軸承的潤滑油的合理使用，將會(huì)有效減少軸承的磨損情況，軸承的壽命得到很好地延長(zhǎng)。而當(dāng)軸承進(jìn)入高度磨損階段時(shí)，它的磨損速度將會(huì)非?？?，即使采取正確的，合理的保養(yǎng)軸承的方法，也不會(huì)像第二階段那樣效果那么明顯。在這一階段的軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)重，軸承的不合理的磨損很大，磨損的速度非常快，軸承的溫度上升得很快，噪聲將不斷持續(xù)的產(chǎn)生直至軸承報(bào)廢。處于這一階段的軸承的發(fā)動(dòng)機(jī)故障率最高。

1.2航空發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損種類

航空發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械磨損主要分為三種，分別為疲勞磨損，磨屑磨損，和粘著磨損。其中，粘著磨損是指，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部器件的表面在正常運(yùn)行時(shí)不停接觸而產(chǎn)生的磨損，而這種磨損如果不注意，將會(huì)在不停地磨損的過程中產(chǎn)生疲勞作用，致使發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的元器件產(chǎn)生磨屑，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生不好的影響。此外，航空發(fā)動(dòng)機(jī)在摩擦的過程中會(huì)產(chǎn)生大量的人。使得內(nèi)部元器件受熱變形，或者導(dǎo)致某些元器件粘著在其他構(gòu)件的表便，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命降低；磨屑磨損主要包括兩大類，一種是兩體磨屑磨損，另外一種是多體磨屑磨損，磨屑磨損的定義指的是航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的構(gòu)件表面在持續(xù)的運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中產(chǎn)生表面的損傷，進(jìn)而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)形成威脅，這需要引起工作人員對(duì)磨屑磨損的高度重視；而疲勞磨損指的是發(fā)動(dòng)機(jī)在正常的運(yùn)行過程中。內(nèi)部元器件不斷地來回滾動(dòng)而導(dǎo)致元件表面產(chǎn)生的疲勞的現(xiàn)象，在不斷地工作中，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的零件表面會(huì)產(chǎn)生變形和裂紋等情況，更有甚者，則是會(huì)產(chǎn)生裂紋現(xiàn)象的進(jìn)一步加深，內(nèi)部零件的產(chǎn)生脫落，凹坑，這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)如果長(zhǎng)時(shí)間投入工作，出現(xiàn)問題也是必定的。

2.目前航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械磨損的診斷技術(shù)

2.1網(wǎng)絡(luò)化診斷

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化診斷正成為發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷的首選。網(wǎng)路化診斷依托于高度發(fā)達(dá)的科學(xué)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，具有很快的診斷速度和較高的準(zhǔn)確性，而且成本相比于之前的診斷技術(shù)降低了許多。然而只使用網(wǎng)絡(luò)化診斷會(huì)存在著誤差的問題，因此在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化診斷的同時(shí)，還要加上人工的診斷進(jìn)行驗(yàn)證。

2.2磨損監(jiān)測(cè)儀器的診斷

國外許多大型的技術(shù)公司對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)故障監(jiān)測(cè)儀器的市場(chǎng)虎視眈眈，他們相繼退出了011view監(jiān)測(cè)器，PFC200監(jiān)測(cè)器，MetalSCAN監(jiān)測(cè)器等，這些一起對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的故障的監(jiān)測(cè)很有作用，效果也好，只是成套的解決方案的價(jià)格較高，對(duì)于國內(nèi)大部分的航空公司都是較大的負(fù)擔(dān)，因此直接采取磨損監(jiān)測(cè)一起進(jìn)行航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械磨損監(jiān)測(cè)的公司不多。

2.3早期化診斷

航空發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損故障氛圍兩種，一種是誘發(fā)型的故障，另外一種是原生型故障。而大部分故障都是誘發(fā)型故障，而誘發(fā)型故障可以通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的早期化診斷進(jìn)行很好地解決。因此，航空公司要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的故障的診斷要早，對(duì)可能誘發(fā)故障的因素，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)產(chǎn)生的問題零容忍，如果能在早期化的診斷中就能將發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械磨損的問題找出，對(duì)減少故障將會(huì)形成很大的幫助。

2.4專家系統(tǒng)專斷

在工程診斷領(lǐng)域中，專家系統(tǒng)有非常重要的作用，對(duì)智能故障的診斷發(fā)展起著決定性的作用。專家系統(tǒng)磨損故障診斷比以往的傳統(tǒng)的磨損故障診斷相比，它的診斷效果更好，效率更高。而專家系統(tǒng)診斷不僅可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損進(jìn)行診斷，還能對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命進(jìn)行有效估計(jì)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)將來可能產(chǎn)生的故障進(jìn)行預(yù)報(bào)，因此專家系統(tǒng)診斷在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的診斷中倍受歡迎，很多航空公司都愿意使用這種診斷方法。

3.結(jié)束語

航空業(yè)是我國交通運(yùn)輸中不可忽略的一部分，保障出行安全，保證航空進(jìn)行發(fā)展的過程中沒有問題產(chǎn)生是航空企業(yè)必須要做的，因此航空企業(yè)對(duì)于故障的排查要做到位，而航空故障中，機(jī)械故障占據(jù)很大比例，而發(fā)動(dòng)機(jī)故障是機(jī)械故障中最主要的內(nèi)容。因此，本文對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)存在的問題進(jìn)行分析，還有導(dǎo)致這些問題發(fā)生的原因，主要是因?yàn)檩S承，以及內(nèi)部元器件的磨損較為嚴(yán)重。而為了更好地解決這些問題，需要航空企業(yè)對(duì)癥下藥，找到問題的根源進(jìn)行解決，這就需要企業(yè)運(yùn)用合適的診斷方法，對(duì)問題可能產(chǎn)生之處進(jìn)行診斷。而各個(gè)診斷方法不是孤立的存在，非此即彼，而是需要航空公司根據(jù)自己的公司的需要，去選擇合適的解決方法，這需要考慮準(zhǔn)確性，成本，而國內(nèi)大多數(shù)的航空公司的資金現(xiàn)況不是特別理想，大規(guī)模使用磨損監(jiān)測(cè)儀器不現(xiàn)實(shí)，因此傳統(tǒng)的診斷，專家診斷，早期診斷，以及網(wǎng)絡(luò)化診斷是現(xiàn)在航空公司能接受的。

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