李明輝 車暢

摘? ?要：本文針對航空發(fā)動機風扇機匣返廠維修時的故障類型、損壞部位、損壞程度的不同，總結出風扇機匣修理過程中常出現四類典型故障：內環(huán)焊點裂紋、孔探儀座磨損量超標、流道涂層磨損、機匣焊縫裂紋。針對不同的故障問題，通過采用鉗工修磨氬弧焊焊點，更換孔探儀座新結構，修復流道磨損涂層，挖補補焊修復裂紋等技術方法，制定了深度修理的工藝方案，保證產品質量，有效解決風扇機匣修理過程中出現的典型故障。

關鍵詞：風扇機匣? 故障? 修理技術? 航空發(fā)動機

鈦合金風扇機匣是航空發(fā)動機壓氣機部件的主要組成部分，在排除故障過程中，修理工藝方法不得當極容易導致轉子葉片與機匣基體產生磨損，機匣基體裂紋部位導致零件剛性降低而影響發(fā)動機的使用壽命。本文針對風扇機匣組件修理中發(fā)生的幾種主要典型故障進行分析研究，找出故障原因，制定排故措施及深度修理方法，以提高發(fā)動機可維修性、穩(wěn)定性、安全性，延長其使用壽命。

1? 零件結構

某機風扇機匣由機匣、靜子內環(huán)、靜子葉片組合而成，如圖1所示。靜子葉片上下都帶有緣板，上緣板為平行四邊形，直接插入機匣型孔內，用電子束焊焊接成一體，形成懸臂結構，下緣板為葉型狀，插入有相配型槽和型孔的內環(huán)，采用膠接方法固定。風扇部件與低壓壓氣機轉子、中介機匣相鄰。

通過故障統(tǒng)計，風扇機匣主要故障有以下四種：

（1）內環(huán)焊點裂紋故障;

（2）孔探儀座磨損超標故障;

（3）涂層磨損超標或掉塊故障;

（4）機匣基體、孔探儀座焊縫裂紋故障。

2? 故障原因分析及修理方案制定

2.1 內環(huán)焊點故障

靜子內環(huán)與靜子葉片下緣板相鄰處有氬弧焊焊點。在故檢過程中，發(fā)現該部位存在裂紋。從工藝方法、加工過程、理化檢測等各個方面復查研究分析，得出結論：內環(huán)焊點裂紋為焊點部位的振動疲勞開裂;焊點部位存在應力集中，疲勞強度降低，在工作過程中由于機匣變形、振動等原因導致焊點產生裂紋。

針對內環(huán)焊點部位造成的應力集中，工藝方案解決措施：采用鉗工修磨方法去除風扇機匣內環(huán)氬弧焊焊點。

2.2 孔探儀座磨損超標故障

孔探儀座是發(fā)動機留有的觀察孔，工作時用相應的孔探儀進行觀察，這樣可以非常直觀地了解發(fā)動機的使用情況，觀察內部是否有葉片打傷、裂紋、涂層脫落等各類故障。

風扇機匣孔探儀座與機匣本體采用氬弧焊的方式連接成一體?？滋絻x堵頭與孔探儀座端面在發(fā)動機工作過程中相互接觸磨損，長時間會造成孔探儀座端面磨損量超標，這樣會造成機匣漏氣，嚴重者堵頭流落到風扇機匣外，打傷相鄰零件，影響機匣的使用效率及安全甚至造成發(fā)動機無法正常工作。

針對返廠舊結構的孔探儀座：先將原舊有的探儀座端頭去掉，再加工鎖絲孔以為后續(xù)裝配孔探儀座時打鎖絲使用，再將新結構的探儀座端頭焊接在留有的工藝臺上，接著進行X光檢查，振動方法去除焊接應力，接下來進行熒光檢查，再銑加工探儀座端面，以保證孔探儀座與機匣基體的垂直度要求，最后是裝配孔探儀座。

采用上述工藝方法進行更換孔探儀座，經驗證修理產品質量合格率100%。更換后的新結構，在外場使用過程中，若出現磨損量超標，則直接人工拆卸鎖絲，更換堵頭、螺帽即可恢復至新品狀態(tài)，無需在整機分解返廠修理。同時，對于新品，則均采用新結構進行加工，這樣可顯著提高風扇機匣的可維修性，降低生產成本及修理周期。

2.3 涂層磨損超標或掉塊故障

風扇機匣在外環(huán)機匣噴涂有涂層。裝配時該部位對應風扇轉子葉片，轉靜子間有間隙要求。該涂層主要發(fā)揮著保護、抗磨、抗沖擊、減震等作用。在發(fā)動機裝配過程中，涂層易受到轉子葉片擠壓而造成局部掉塊;在發(fā)動機工作過程中，轉子葉片易與涂層發(fā)生摩擦接觸，造成涂層被刮削尺寸超標，耗油量增大，抗喘振能力降低。

修復涂層過程中，由于發(fā)動機工作一定的時間，導致機匣本體有一定的變形量，加工難點最主要在于去除涂層這道工序。去除涂層的方法可采用找偏心車加工或高壓水剝離方法去除涂層。加工過程中注意事項：加工前一定要檢查零件變形狀態(tài)，根據零件跳動量確定內圓直徑最大點與最小點，標示出內圓直徑最小點位置。在去除涂層過程中，要仔細測量內圓直徑最小點壁厚值，以保證去除涂層后壁厚強度滿足產品設計圖要求。去除涂層后重新按要求噴涂，按新品進行重新加工，涂層恢復至新品狀態(tài)。

2.4 機匣基體、孔探儀座焊縫裂紋故障

航空發(fā)動機工作環(huán)境惡劣，風扇機匣是發(fā)動機主要承力殼體之一，在工作過程中，裂紋易發(fā)生在應力集中區(qū)或是強度較弱區(qū)，例如電子束焊縫、氬弧焊焊縫等區(qū)域。

通過對大量返廠的大修和排故機匣熒光檢查發(fā)現，風扇機匣裂紋主要分為兩種情況：一種為機匣排氣端靜子葉片電子束焊縫轉接R處裂紋;另一種為探儀座氬弧焊焊縫處裂紋。

按照上述挖補補焊技術修理方案，對某機風扇機匣進行了氬弧焊補焊修理。經X光檢查、熒光檢查焊縫質量符合標準要求，經試車考核驗證，修理部位無裂紋，焊接質量滿足使用要求。

3? 結論

（1）通過上述介紹的工藝修理方案，可100%去除內環(huán)焊點、孔探儀座磨損、涂層磨損、基體裂紋等典型的風扇機匣故障，技術方案均經過現場工藝和產品質量評審，并通過發(fā)動機試車考核。

（2）修復后的風扇機匣組件均能正常裝機使用，外場工作正常，驗證了修理方案的合理性，修理后的狀態(tài)可滿足發(fā)動機可靠性要求。

（3）上述修理方案的實施，延長了風扇機匣的使用壽命，實現了風扇機匣自主修理，提高了風扇機匣的利用率、降低了發(fā)動機的修理成本。

參考文獻

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