陳軍　宋丹　張娟　王偉濤

【摘 要】文氏管作為火焰筒中的流道件，其表面光潔度直接影響氣流的流動(dòng)速度和氣流的穩(wěn)定性。文章介紹了文氏管結(jié)構(gòu)及主要技術(shù)特點(diǎn)，利用標(biāo)準(zhǔn)樣塊對(duì)文氏管表面進(jìn)行粗糙度檢測(cè)，進(jìn)一步確定文氏管表面粗糙度的檢測(cè)方法。

【關(guān)鍵詞】文氏管;表面粗糙度;檢測(cè)方法

【中圖分類號(hào)】TP274.4 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2020）01-0108-02

0 引言

某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)火焰筒，作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中的關(guān)鍵部件，處于高溫、高壓和惡劣的工作環(huán)境中，飛機(jī)的各種飛行要求和工作狀態(tài)，例如起飛、降落、巡航、加速等，使火焰筒不斷在升溫、降溫及很高的溫度中工作，材料承受著很大的交變熱應(yīng)力，當(dāng)熱應(yīng)力超出材料的屈服極限時(shí)，便會(huì)在零件上出現(xiàn)裂紋或燒蝕缺陷?；鹧嫱采系牧鸭y、燒蝕直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定性、可靠性。

文氏管作為火焰筒中的流道件，其表面光潔度直接影響氣流的流動(dòng)速度和氣流穩(wěn)定性。為此，某機(jī)返廠大修時(shí)，要求文氏管不允許有積碳且清除積碳后文氏管粗糙度不能降低。

1 文氏管結(jié)構(gòu)及主要技術(shù)特點(diǎn)

文氏管的頭部方式主要由文氏管組件（文氏管、套筒、擋濺盤）、帶頭部的外壁組件等組成（如圖1所示）。

采用帶文氏管的頭部方式進(jìn)氣和進(jìn)油。文氏管為中心帶孔的喇叭形精鑄件，燃油噴嘴由文氏管中心孔插入，工作時(shí)燃料由燃油噴嘴噴出，在火焰筒頭部渦流器高壓空氣作用下，燃油與空氣充分混合形成渦旋狀燃?xì)庠诨鹧嫱仓腥紵?，火焰筒中氣體膨脹推動(dòng)渦輪做功，從而為飛機(jī)提供源源不斷的推力。由于文氏管表面曲率較大，無(wú)法使用粗糙度儀進(jìn)行測(cè)量時(shí)，一般優(yōu)先選擇粗糙度比較樣板;對(duì)于鑄造表面，至今還沒(méi)有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)粗糙度樣塊，如何對(duì)文氏管進(jìn)行粗糙度評(píng)定就成為難題。

1.1 表面粗糙度比較樣塊

表面粗糙度比較樣塊（簡(jiǎn)稱樣塊）是用來(lái)檢查制件表面粗糙度的一種工作量具，它的使用方法是以樣塊工作面的表面粗糙度為標(biāo)準(zhǔn)樣塊，憑觸覺(jué)（如指甲）、視覺(jué)（可借助于放大鏡、比較顯微鏡）與被檢制件表面進(jìn)行比較，從而判斷文氏管表面粗糙度是否合乎要求。

如圖2所示，在進(jìn)行比較時(shí)，所用的樣塊和被檢文氏管的加工方法應(yīng)該相同，同時(shí)樣塊的材料、形狀、表面色澤等也應(yīng)盡可能地與被檢文氏管一致。判斷的準(zhǔn)則是根據(jù)制件加工痕跡的深淺決定文氏管表面粗糙度是否符合圖紙（或工藝）要求。當(dāng)被檢文氏管的加工痕跡深淺不超過(guò)樣塊工作面加工痕跡深度時(shí)，則被檢文氏管的表面粗糙度一般不超過(guò)樣塊的標(biāo)稱值。

1.2 粗糙度主要技術(shù)參數(shù)

文氏管表面粗糙度所描述的是一種形狀極其復(fù)雜的三維空間曲面，它對(duì)機(jī)械和儀器的性能有重要的作用，特別是對(duì)高速、高壓和重載荷條件下工作的機(jī)器和高精確度運(yùn)動(dòng)的部件作用更大。通常把文氏管表面幾何形狀的偏差分解成為粗糙度（微觀的）、波紋度（中間的）和形狀誤差（宏觀的），分別進(jìn)行參數(shù)評(píng)定與實(shí)施有效控制。

（1）文氏管的某一表面圖紙上規(guī)定的是某種形狀（如平面、球面、柱面等）的幾何表面，但加工后的實(shí)際表面與幾何表面相比存在幾何輪廓形狀誤差[如圖3（a）所示]。

（2）文氏管表面粗糙度是指由加工方法在加工表面所產(chǎn)生的微觀形狀誤差，也稱微觀不平度，把實(shí)際表面相對(duì)理想幾何表面的幾何形狀誤差按峰谷起伏大小和節(jié)距大小分為表面粗糙度、波度和宏觀形狀誤差[如圖3（b）所示]。

（3）表面波度是指表面峰谷起伏中間距較寬并呈現(xiàn)出周期性的成分，波度是由機(jī)床或工件的偏擺、振動(dòng)等造成的[如圖3c所示]。

（4）宏觀形狀誤差是指除粗糙度和波度之外的與理想幾何表面的偏差，零件上的不平度、不直度、不圓度等就是此類誤差[如圖3d所示]。

2 檢測(cè)技術(shù)要點(diǎn)及實(shí)施效果分析

文氏管表面粗糙度不包括表面缺陷，如氣孔、砂眼、劃痕、擦傷等，因此在測(cè)量時(shí)應(yīng)予以排除。對(duì)于表面缺陷，必要時(shí)應(yīng)另外提出要求，歸納總結(jié)出以下后期技術(shù)工作方案，用于解決生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)問(wèn)題。

（1）建立各件號(hào)文氏管所需種類的表面粗糙度樣塊，例如吹砂、噴涂、電火花、激光、振動(dòng)光飾等不去除材料的表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)件。在加工零件的同時(shí)投入一個(gè)試片，試片要求平整、易于測(cè)量且無(wú)表面缺陷。該試片的粗糙度等級(jí)要求應(yīng)與被測(cè)文氏管要求一致，也可同時(shí)加工高于一級(jí)和低于一級(jí)的樣片便于判斷。

（2）文氏管粗糙度樣塊應(yīng)有唯一性編號(hào)，每片粗糙度樣塊都應(yīng)有唯一編號(hào)并注明加工方法，以方便使用和建標(biāo)。

（3）文氏管粗糙度樣塊的建標(biāo)。粗糙度樣塊的建標(biāo)檢測(cè)可用粗糙度檢測(cè)儀進(jìn)行，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)樣件的建標(biāo)方法進(jìn)行建標(biāo)。

（4）建檔與周期復(fù)查，各使用單位應(yīng)對(duì)其進(jìn)行臺(tái)賬管理，并實(shí)行周期管理。由于比對(duì)樣板的狀態(tài)較為穩(wěn)定，周期應(yīng)由各單位根據(jù)使用頻繁程度酌情制定，一般周期不超過(guò)3年。

（5）使用方面，各使用單位可根據(jù)實(shí)際情況按表面粗糙度樣板的方法使用。此項(xiàng)改進(jìn)方法擴(kuò)展了文氏管粗糙度樣板的應(yīng)用范圍。

3 結(jié)論

使用粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣塊和文氏管表面粗糙度進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)，確定文氏管曲面粗糙度的檢測(cè)方法，現(xiàn)場(chǎng)解決故障件帶頭部的外壁組件、文氏管、套筒、吹砂后表面粗糙度檢測(cè)問(wèn)題，確保組件按期交付。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]JJF 1099—2003，表面粗糙度比較樣塊校準(zhǔn)規(guī)范[S].

[2]佚名.測(cè)量設(shè)備使用及維護(hù)知識(shí)——沖焊檢具及C類量具[EB/OL].https：//wenku.baidu.com/view/61dfb20203d8ce2f00662352.html，2010-11-10.

[3]佚名.表面粗糙度計(jì)量[EB/OL].https：//wenku.baidu.com/view/c6b76da630126edb6f1aff00bed5b9f3f80f7202.html，2019-03-27.