李吉鵬 王曉坤 陳麗佳

摘要：航空發(fā)動機是飛機的動力核心，其工作的穩(wěn)定性直接影響著飛機運行的安全性和可靠性。毋庸置疑，航空技術的核心是發(fā)動機，而導管作為航空發(fā)動機制造過程中必不可缺的部分，需重點關注其加工過程。這是由于航空發(fā)動機導管加工設備精度的高低對發(fā)動機導管的工作有著重要影響，對航空發(fā)動機導管加工、處理不當，在飛機飛行過程，極有可能造成發(fā)動機管道損壞，威脅機身、工作人員及乘客的安全。因此，必須加強對航空發(fā)動機導管加工設備精度的研究，盡可能提高發(fā)動機導管加工設備加工過程中的精度，進而，為飛機的安全飛行保駕護航。

關鍵詞：航空發(fā)動機;導管;加工設備;精度

1航空發(fā)動機導管故障分析

1.1腐蝕和外力作用導致的航空發(fā)動機液壓導管破裂

航空發(fā)動機液壓導管工況條件惡劣，航空發(fā)動機液壓導管外壁極易沾染水、油、塵土等的雜質，這些雜質附著在航空發(fā)動機液壓導管管壁外側并破化管壁保護層造成航空發(fā)動機液壓導管外側管壁的腐蝕，造成航空發(fā)動機液壓導管強度下降，從而導致航空發(fā)動機液壓導管在內外壓力的作用下而產生破裂。航空發(fā)動機液壓導管內部腐蝕主要來自于油液中所混有的空氣，空氣的存在將導致航空發(fā)動機液壓導管內部發(fā)生腐蝕并影響航空發(fā)動機液壓導管的強度。

1.2航空發(fā)動機液壓導管工作中所受到的彎曲振動

航空發(fā)動機工況條件較差，其工作過程中受飛機機體、外界環(huán)境以及導管中液體流動沖擊等的影響導致航空發(fā)動機液壓導管產生非線性振動。航空發(fā)動機液壓導管在振動的作用下將產生反復的彎曲作用并在其彎曲橫截面上產生非周期性的拉伸和壓縮應力，航空發(fā)動機液壓導管在拉伸、壓縮應力的反復作用下將會導致航空發(fā)動機液壓導管產生疲勞斷裂?？傮w來說航空發(fā)動機液壓導管的振動源主要來自兩個方面：（1）航空發(fā)動機液壓導管受周邊附件、部件的影響產生聯(lián)動振動，這一振動是周期性的。（2）管內流動液體流動所產生的壓迫力。由于導管彎曲，在不同截面所產生力的方向是不同的，以導管折彎兩端為例，分別在兩端取截面并以這兩截面所產生的力進行分析，這兩截面在流過導管液壓油壓力的作用下將產生一個垂直于導管軸線的合力，在液壓油的作用下將會對導管產生周期或非周期的作用力。

1.3航空發(fā)動機液壓導管破裂

航空發(fā)動機液壓導管破裂可歸因于以下三點：首先，是由于航空發(fā)動機液壓導管工作中受到彎曲振動。航空發(fā)動機工作環(huán)境復雜，發(fā)動機液壓導管容易受到飛行機體、外界環(huán)境以及液體流動的沖擊，進而導致液壓導管發(fā)生非線性振動，在振動過程中，液壓導管受到重復壓縮、拉伸應力的影響，長此以往，會發(fā)生疲勞性斷裂。其次，由于航空發(fā)動機液壓導管中的液壓油在飛行過程中處于脈動狀態(tài)，進而導致液壓導管處于徑向振動中。當航空發(fā)動機液壓導管的徑向振動超過一定限度時，發(fā)動機的液壓導管就會出現(xiàn)縱向的疲勞裂紋，尤其是在液壓導管彎曲程度較大的位置，裂紋更容易向外擴展，加快發(fā)動機液壓導管的斷裂。最后，由于腐蝕和外力作用導致航空發(fā)動機液壓導管破裂。航空發(fā)動機液壓導管工作時，導管的外壁容易與外界中的油漬、灰塵、水污染物等接觸，這些污染物長期附著在航空發(fā)動機液壓導管的外側管壁，容易導致其受到腐蝕，長此以往，導致發(fā)動機液壓導管的強度下降，加之在飛行過程中受外部壓力的影響，發(fā)動機液壓導管又遭受外部機械損傷，腐蝕與機械損傷共同“發(fā)力”，導致航空發(fā)動機液壓導管更加容易發(fā)生破裂，因此，對發(fā)動機液壓導管進行定期的維護、保養(yǎng)至關重要。

2航空發(fā)動機典型零件加工技術及裝備探討

2.1零件涂裝技術控制與質量檢查細節(jié)介紹

根據零件的尺寸選擇合適的精銑端面槽，使用精密鏜床加工出鏜精密孔，并且對發(fā)動機典型零件的孔徑進行檢查。技術人員可以采用三坐標測量機等精密儀器，對零件的尺寸加工進行檢查。使用在線測量的方式，及時地發(fā)現(xiàn)零件加工中存在的問題，將加工半成品的零件運送到車銑復合加工中心進行處理。半成品的航空發(fā)動機零件通常需要加裝土層，根據不同零件的應用特點，選擇不同的涂層進行加工。TiN類的發(fā)動機零件為金黃色，它的硬度最低，為1800～2300HV之間，此種典型零件符合低速下的通用涂裝的技術要求，此類零件加裝涂層一般為CVD/PVD類的涂層。

2.2核心零部件建工與刀具裝備的選擇分析

發(fā)動機缸蓋的主要加工內容為進氣門座圈/導管切削和上平面螺紋攻絲加工，技術人員應該選擇合適的刀具材料裝備。在加工技術應用中，技術人員應該合理控制每齒進給量和每轉進給量，根據切削零件的進給量選擇合適的切削速度。在主軸轉速控制中，技術人員還應該考慮到加工余量和耐用度的問題，提升典型零件的抗彎強度和斷裂韌度。航空發(fā)動機的凸輪軸是一種重要零件，它一般使用HT250型號的材料進行加工，其抗拉強度為250MIN/MPa，它的硬度和抗拉強度承受力都比較低，在高溫和高壓的狀態(tài)下很容易發(fā)生變形，其硬度為170～241HBS之間，航空發(fā)動機凸輪軸的材料力學性能有嚴格標準，其伸長率不能小于0.5%，沖擊韌度不小于10～110kJ/㎡，導熱系數(shù)不小于0.580W/cm-k。

3航空發(fā)動機導管加工設備精度保障思考

3.1結合工作環(huán)境選擇加工設備

由于航天發(fā)動機導管加工設備工作環(huán)境、電壓、加工導管管徑等方面的不同，因此，在導管加工時，首先，需結合各個發(fā)動機導管加工設備的工作條件進行選擇。例如，在進行發(fā)動機導管接頭加工時，需根據發(fā)動機導管的加工要求選擇合適型號，如果是對0.25″～0.625″的鈦合金導管進行加工，并且設備的重量越小越好，這時，應該選擇7776SS半自動型單頭桌面型導管接頭內脹壓接成型機;如果要對0.625″～0.5″之間的鋁合金發(fā)動機導管進行加工，同時還需加工設備具有緊急停機控制和過載保護的功能，此時，應選擇7777LS半自動單頭型導管接頭內脹壓接成型機。這樣便能最大限度地減少因環(huán)境、加工條件造成的加工設備誤差。

3.2合理分析導管材料

航空發(fā)動機的導管材料多使用復合型材料，為了盡可能的減少復合型材料對發(fā)動機導管加工設備精度的影響，可在發(fā)動機導管切割、彎曲等過程中加入特定的原材料，方便加工設備進行加工。例如，在發(fā)動機導管的切割中加入鎢能夠適當?shù)靥岣邔Ч茉诔鼗蚋邷叵碌膹姸?，添加鉬能夠讓導管的強度和韌性有所加強，在導管彎曲加工設備加工過程中，不易發(fā)生斷裂。同時，工作人員還應觀察導管導熱系數(shù)的變化，不能盲目向導管添加元素，加工設備使用過程中，還需結合實際情況分析導管沖擊韌性和抗拉強度等方面的問題，避免因他因影響造成加工設備的精度變低。

結語

我們要以加快新一代信息技術與航空發(fā)動機制造業(yè)融合為主線，推進智能制造。以滿足國防建設對重大技術裝備需求為目標，強化航空發(fā)動機產業(yè)基礎能力建設，促進航空發(fā)動機加工技術不斷提升。

參考文獻

[1]吉時雨.航空發(fā)動機液壓導管破裂故障分析與防控[J].科技創(chuàng)新與應用，2019（21）：116-117.