■ 陳琳 張瑩松/襄陽航泰動(dòng)力機(jī)器廠

某型飛機(jī)飛行過程中，收推油門或飛行條件發(fā)生變化時(shí)，出現(xiàn)轉(zhuǎn)速低于平穩(wěn)轉(zhuǎn)速2%，且轉(zhuǎn)速調(diào)整時(shí)間大于6s仍未達(dá)到調(diào)速器平衡轉(zhuǎn)速的情況，即調(diào)速器出現(xiàn)轉(zhuǎn)速擺動(dòng)故障，本文對此進(jìn)行分析與研究。

1 故障原因及機(jī)理分析

某型發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速器屬離心式轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，其構(gòu)成如圖1所示，以離心塊作為敏感元件，感受發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化，并將其轉(zhuǎn)速變化量轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的分油活門的位移，再通過分油襯套的液壓功率放大功能改變螺旋槳的槳距，來保證發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速恒定。

分油機(jī)構(gòu)如圖2所示，通過分析得知遮蓋量大小將影響調(diào)節(jié)速度快慢，包括分油襯筒與分油活門遮蓋量及分油襯筒與分油襯套遮蓋量。經(jīng)查閱相關(guān)資料，當(dāng)彈簧壓量改變0.05mm時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)平衡轉(zhuǎn)速的改變?yōu)?0～45rpm。平衡轉(zhuǎn)速的偏移量改變分油活門與分油襯筒位移，通過油壓的作用進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)：遮蓋量大，調(diào)速器調(diào)整平衡轉(zhuǎn)速滯后多；遮蓋量小，調(diào)速量小，調(diào)速器調(diào)整平衡轉(zhuǎn)速滯后少。

圖1 調(diào)速器殼體組件

根據(jù)原設(shè)計(jì)圖紙的要求，分油襯筒凸臺(tái)尺寸為6.150mm，兩排油孔直徑為Φ5.5mm，兩排孔距離尺寸為0.5±0.05mm。分油襯筒凸臺(tái)與分油襯套排油孔遮蓋量尺寸為0.002～0.2mm，相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速有1.6～100rpm的空行程范圍，調(diào)速器調(diào)節(jié)品質(zhì)分散性大，易導(dǎo)致部分調(diào)速器不能在±40rpm的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍內(nèi)感受油壓的變化，不能及時(shí)變換大距油路出油的狀態(tài)，造成轉(zhuǎn)速擺動(dòng)超過產(chǎn)品指標(biāo)要求。

圖2 分油機(jī)構(gòu)示意圖

2 改進(jìn)措施

針對以上故障原因及機(jī)理的分析，制定了以下改進(jìn)措施。

1）優(yōu)化分油襯套與分油襯筒遮蓋量，提高調(diào)速器調(diào)節(jié)品質(zhì)

依據(jù)分油襯套與分油襯筒0.002～0.08mm的遮蓋量要求及制造廠的設(shè)計(jì)圖樣，將分油襯套Φ5.5mm尺寸更改為Φ5.5mm，0.5±0.05mm尺寸更改為0.5m m，如圖3所示。在修理過程中，將分油襯筒凸臺(tái)尺寸6.15mm尺寸加嚴(yán)控制為6.15mm。

通過計(jì)算可得：更改后分油襯套兩排油孔之間最大距離為6.098mm，最小距離為6.04mm，分油襯筒凸臺(tái)最大尺寸為6.12mm，最小尺寸為6.1mm。由此，二者之間最小遮蓋量為6.1-6.098=0.002mm，最大遮蓋量為6.12-6.04=0.08mm，滿足分油襯筒與分油襯套遮蓋量0.002～0.08mm的要求。

2） 研究在調(diào)速器殼體上更換新結(jié)構(gòu)分油襯套的工藝方法

通過研究，制定以下工藝流程：分解舊襯套——研Φ34mm底孔——粗沖洗——沖洗質(zhì)量檢查——計(jì)量新品分油襯套——壓套——研磨分油襯套——超聲波清洗——精沖洗——沖洗質(zhì)量檢查——檢驗(yàn)。

3） 帶臺(tái)階活門襯套的研磨

圖3 改進(jìn)后分油襯套

分油襯套既與分油活門配合，又與分油襯筒配合，二者配合面要求跳動(dòng)不大于0.01mm。為了保證研磨后二者跳動(dòng)要求，在研磨過程中，先用單孔研磨的鑄鐵研磨棒將Φ22mm孔尺寸進(jìn)行粗研，以消除襯套在壓配合過程中產(chǎn)生的擠壓變形，然后采用同心度研磨工裝，以Φ22mm研磨套導(dǎo)向定位，研磨Φ9mm孔，很好地保證了兩孔跳動(dòng)要求。最后采用夾布膠布研磨棒加入煤油對Φ9mm和Φ22mm內(nèi)孔進(jìn)行精研拋光，以保證分油襯套研磨后的表面粗糙度要求。

如圖4所示，分油襯筒內(nèi)孔與分油活門配合，外圓與分油襯套Φ22mm內(nèi)孔配合，兩孔同心度要求不大于0.01mm，在修磨中為了保證精度要求，通過設(shè)經(jīng)驗(yàn)值K=1/5000-1/1000（其中K為孔徑變化量與工件軸向位移量之比），設(shè)計(jì)制造了微錐心棒。該錐度采用1∶2000的錐度比，修磨時(shí)先以微錐心棒兩頂尖孔定位固緊在外圓磨床上，檢查分油襯筒Φ22mm外圓及K面跳動(dòng)，跳動(dòng)均不允許大于0.005mm后磨修K面，保證尺寸6.15mm。

5） 活門銳邊的控制

對于分油襯套內(nèi)孔銳邊的控制，用工業(yè)內(nèi)窺鏡檢查，襯套內(nèi)不應(yīng)有劃傷，銳邊不應(yīng)有飛邊、毛刺。

圖4 分油襯筒

對于分油襯筒凸臺(tái)銳邊的控制，采用非接觸式光學(xué)測量儀，在放大不小于50倍的情況下檢查，銳邊不應(yīng)有飛邊、毛刺。

3 試驗(yàn)及驗(yàn)證

為了保證更換分油襯套的調(diào)速器的工作可靠性，進(jìn)行了以下考核驗(yàn)證工作。

1） 對首臺(tái)更換分油襯套的調(diào)速器性能調(diào)試合格后，進(jìn)行工廠試車。在發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作在規(guī)定的滑油溫度內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)從最大轉(zhuǎn)速回到平衡轉(zhuǎn)速的時(shí)間不超過6秒。

2） 在試驗(yàn)器上，對首臺(tái)更換分油襯套的調(diào)速器進(jìn)行60小時(shí)試驗(yàn)考核，檢驗(yàn)調(diào)速器更換分油襯套后在長期工作中零組件的磨損程度，以及調(diào)速器技術(shù)參數(shù)的穩(wěn)定性。

經(jīng)過試驗(yàn)器性能數(shù)據(jù)的錄取情況檢查，對長試后分解的精密偶件進(jìn)行目視檢查、微分計(jì)量、油液污染度等檢查，均無異常，各項(xiàng)性能指標(biāo)及參數(shù)滿足修理技術(shù)要求。

4 結(jié)束語

通過采取上述技術(shù)措施，修理合格后的某型發(fā)動(dòng)機(jī)在廠內(nèi)試驗(yàn)器的試驗(yàn)、工廠試車以及外場使用均滿足規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)，性能穩(wěn)定，未出現(xiàn)轉(zhuǎn)速擺動(dòng)現(xiàn)象，充分驗(yàn)證了此項(xiàng)研究的成效，達(dá)到了研究改進(jìn)的預(yù)期目標(biāo)。