某型发动机低涡组件分解卡滞故障研究_黄小卫.pdf

71AVIATION MAINTENANCE&ENGINEERING航空维修与工程2023/2 低压涡轮与低压转子压紧连接（见图1）。1.2 故障树分析初步分析低涡拆装困难故障的关联性因素，梳理其故障树如图 2 所示。2 故障原因分析2.1 组件轴心异常低压涡轮轴前端与低压转子组合件（套齿）进行配合，低压涡轮花键将低压压气机花键及前中介花键锁死，防止0 引言某型发动机在外场发生故障，原因是发动机中介轴承滚子制造时存在缺陷。由于制造单位反馈该型发动机存在装用故障批次中介轴承的可能，为此开展中介轴承完好情况排查工作。排查中需对低涡组件进行分解，出现了 2 4次异常拆装困难情况，具体表现为低压涡轮转子起吊约 15mm 左右出现卡滞，同时出现拆装困难异常现象，分解后检查发现花键有可见的轴向划痕。为确定低压涡轮拆装困难原因，本文开展故障相关情况的分析研究，针对故障提出了解决措施。1 组件关系与故障树分析1.1 组件关系低压涡轮转子从发动机后方装入高涡转子内腔，通过低压涡轮轴轴头花键与发动机低压转子配合，通过联轴器将某型发动机低涡组件分解卡滞故障 研究Research on the LPT Assembly Stuck Fault at Disassemble for a Certain Type of Engine 黄小卫马安权刘宝 王良全古道清孙腾/成都航利（集团）实业有限公司摘要：某型发动机中介轴承故障排查过程中低涡组件分解时出现卡滞情况，从轴心异常、胀圈卡滞和多余物等因素对卡滞机理进行研究，分析故障产生的可能原因、来源和特征，针对性地提出了相应的排除措施，并在后续的排查工作中对提出的改进措施进行了验证。关键词：发动机；低涡组件；分解；卡滞；故障Keywords：engine；LPT assembly；disassemble；stuck；fault图1低涡转子示意图DOI:10.19302/ki.1672-0989.2023.02.00372航空维修与工程 AVIATION MAINTENANCE&ENGINEERING2023/2 前中介与压气机转子发生相对旋转。前中介花键与低压转子花键为两个相互独立的部件，如在工作过程中存在异常位移/应力，将直接导致低涡轴拆装困难，且分解时易划伤花键端面。据厂内统计分析，低涡分解困难常见于外场发动机入厂大分解时，工试后的发动机在检试装配时一般不会出现此情况。因此，经初步分析，异常位移/应力可能来自于以下方面。1）外场发动机工作累积的位移/应力。导致此类情况的主要原因有：转子力矩不平衡效应，发动机过载或异常工况而产生的异常位移/应力，力矩传递过程中间隙异常消除等。上述因素一般由总师单位在发动机设计阶段予以综合考虑和验证，除修理装配平衡不满足要求外，一般与修理装配的关联性不大，外场仅检查发动机工作履历是否异常即可。2）发动机出厂装配过程中存在异常应力。此类情况可能发生的原因有：螺栓未按工艺实施周向对称拧紧，部分安装力矩过大等。异常应力影响在出厂装配时可能为隐性，不影响发动机出厂装配的完成，然而发动机工作一段时间后，其影响逐渐发展为显性，使前中介、低压转子和低涡轴的配合面存在错位/异常应力，导致分装困难。3）装配时低压转子安装力矩不足。低涡轴装配后，应在低涡轴前端用联轴器进行锁紧。根据工艺要求，联轴器应“拧至接触后再拧进 5 12.5（三爪锁套的一个齿槽约 7.5），并使三爪锁套和低压涡轮的键齿啮合”。实际操作过程中，操作者按工艺下限控制拧紧角度时，存在执行不准确、人为误差较大等问题，导致角度不够引起压紧力矩不足。为保证低压转子的压紧力矩，建议按工艺上限进行控制。外场人员反馈，其他修理厂在执行锁紧工序时使用的工具为较重的钢榔头（工厂使用塑胶榔头），所产生的拧紧力矩较大，更容易将转子及前中介压紧，使拧紧力矩更为有效地满足工艺要求。4）起吊方向与轴心不一致，此类情况可能由外场起吊设备不满足要求引起。如主梁发生弹性形变，外场设备起吊过程中，起吊力矩的大小、方向将随主梁形变而不一致，造成分解过程中时而正常、时而卡滞的情况。外场出现此类情况后，应实时观察吊具的起吊方向，向轴心方向调整即可。上述原因导致的故障中，1 3 种情况的具体表现大致与外场故障表现一致，均易造成低涡分装困难，且分解机件后易留有划痕。其中，第 1 种情况出现的概率不大，第 2、3 种情况为大概率事件，第 4 情况不符合本次故障表现，因此不予考虑。2.2 胀圈卡滞低涡装配时，需在低涡轴前端位置装上 2 根胀圈，胀圈开口相差 180。为保证安装，胀圈在安装前沾蜡，并用工装卡入低涡轴上的安装槽内，确保沾蜡后的胀圈在安装槽中不易弹开。发动机工作时，胀圈上的蜡受温熔化，胀圈回弹，对滑油进行封严。分解工作后的发动机时，由于胀圈处于张开状态，并常处于异位状态（因工作过程中周向位置的变化），低压涡轮轴前端装配时如遇胀圈张开角度过大，会出现胀圈卡住压气机轴花键端情况，造成低涡分解拆下困难现象。此类故障具体表现为：低涡向上分解一段距离后卡滞，故障刚出现时，低涡一般可按原路径回装；分解时胀圈有可能被切断，切断后的胀圈碎屑会进入花键间隙，进一步引起回装困难。本次故障中，低压涡轮轴前端靠后一根胀圈与配合处的低压压气机花键端面的测量值约为 21mm（见图 1），与外场分解时低压涡轮起吊高度基本一致，但在分解初期就出现回装困难情况，与上述分析不符，因此本次故障为胀圈卡滞情况的概率较小。2.3 多余物低涡花键处的多余物可能来自两个方面：一是发动机使用过程中的金属碎屑通过滑油系统聚集而成，可通过分析滑油质量、故障记录予以初步确定，并在分解后通过检查相关位置的光洁度和多余物情况予以进一步确定；二是装配过程中低压涡轮、前中介或压气机转子花键未做好清洁工作，导致花键位置留有多余物。多余物类故障可能的表现和特征：一是影响发动机正常工作，大概率对相关机件造成损伤；二是拆装过程中多余物位置不固定，可能随机件轻微振动和偏摆发生移动；三是当多余物造成卡滞图2故障树分析图维 修 MAINTENANCE73AVIATION MAINTENANCE&ENGINEERING航空维修与工程2023/2 制开关，使旋翼、斜梁按规定的位置和顺序折叠或展开。1 故障现象对该型直升机折叠系统进行通电检查时发现，当尾桨、主桨叶展开后折叠0 引言直升机桨叶和斜梁折叠系统用于直升机停放时减小全机的尺寸，展开后恢复正常的飞机外形。若折叠系统出现故障，直升机无法正常收纳入舰艇机库中，将影响直升机的停放安全和舰艇的航行安全。某型直升机旋翼、斜梁折叠包括机上电气系统控制旋翼定位、液电阀的开启或关闭、旋翼刹车锁定、斜梁折叠、桨叶折叠等操作程序。辅助液压系统提供系统所需的动力源。通过操纵电气控某型折叠直升机折叠展开按钮故障 简析Fault Analysis on Folding and Expanding Button for a Folding Helicopter 冯佳阳蔡小军彭亚中/长沙五七一二飞机工业有限责任公司摘要：针对某型折叠直升机折叠完成后“展开”按钮不能正常弹起的故障现象进行探讨和分析。运用故障树分析法，结合该型直升机折叠系统工作原理，对可能引起故障的原因进行分析、整理，并给出排故流程，保障了直升机折叠系统的工作正常。关键词：直升机；折叠系统；故障树；故障排除Keywords：helicopter；folding system；fault tree；troubleshooting时，分解后在低压涡轮花键端面会留下轴向的划痕，该划痕应为一条（多余物较多的情况下可能出现多条）。上述第三种表现在一定程度上符合本次故障在外场表现的特征。3 排除措施的确定3.1 组件轴心异常1）当外场出现因力矩不当引起的低涡分解困难时，将低压压气机转子分松后重新装配并对正花键，可排除故障。2）内外场在执行低涡轴前端压紧螺母拧紧工序时，建议在操作时按中、上限控制，以确保压紧力矩。3.2 胀圈卡滞此类情形属于涡喷发动机分解过程中的常见现象，内外场经常遇到。由于胀圈材料较软，可考虑使用专用分解工装，在较大分解剪切力下分解低涡。分解后，应逐个清理发动机内的胀圈碎屑，以免造成发动机多余物。3.3 多余物拆装前后应保持工作区域清洁，目视检查拆装区域，应清洁、无多余物；分解时，可通过轻微调整低涡位置来改变多余物位置，降低分解紧度；装配前，应用洁净的洗涤汽油清洗花键，用洁净的压缩空气吹干，再进行装配。按以上制订的异常处置措施，在后续 40 余台发动机的外场排查工作中进行了实施验证。结果表明，发动机分解卡滞故障得到有效控制，验证了这些措施的有效性。4 结论根据发动机异常故障的表征及分解检查情况，判定低涡异常卡滞主要是由轴心异常、胀圈卡滞等因素引起。其中，轴心异常的可能原因主要来源于出厂装配时的异常应力以及安装力矩不足。排查过程中采取了多种措施相结合的方式，有效消除了低涡卡滞故障。参考文献1 宋兆泓，陈光，张景武，等.航空发动机典型故障分析 M.北京：北京航空航天大学出版社，1993.2 向巧，张铀，许亚平.三型涡扇发动机故障模式与机理分析及预防技术M.北京：航空工业出版社，2016.3 向巧，张铀，王良，古道清.涡喷发动机故障模式与机理分析及预防技术M.北京：北京航空航天大学出版社，2016.