楊寶臻

一、故障情況

某型發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓氣機(jī)第六級(jí)轉(zhuǎn)子葉片分解過(guò)程中，在使用分解工具分解固定葉片用的鎖緊塊組合件時(shí)，因分解工具頭部折斷，且折斷物卡在鎖緊螺釘花鍵槽內(nèi)無(wú)法取出，最終導(dǎo)致葉片無(wú)法分解。

二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及原理

本臺(tái)故障發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子四～九級(jí)盤采用環(huán)形燕尾槽形式對(duì)葉片進(jìn)行固定。轉(zhuǎn)子葉片裝配時(shí)，首先通過(guò)各級(jí)盤環(huán)槽上特定的葉片裝卸槽將葉片逐個(gè)沿圓周方向進(jìn)行裝配，最后通過(guò)在四片帶槽葉片的開(kāi)槽處裝配兩件鎖緊塊組合件，以固定葉片并防止葉片沿環(huán)槽周向串動(dòng)。

裝配鎖緊塊組合件時(shí)，應(yīng)先將鎖緊塊組合件安裝到指定位置，然后通過(guò)專用工具擰緊組合件上的鎖緊螺釘，在鎖緊螺釘擰緊過(guò)程中，組合件上的鎖緊塊位置不斷上升，直至抵住葉片下緣板，同時(shí)鎖緊螺釘?shù)陌肭蛐晤^部也被固定在了輪盤榫槽底部的凹槽內(nèi)，保證了鎖緊塊組合件位置的固定，從而起到固定、鎖緊葉片的作用。

本次故障產(chǎn)生的主要原因?yàn)椋涸谑褂梅纸夤ぞ摺q刀對(duì)葉片進(jìn)行分解作業(yè)時(shí)，由于鉸刀沒(méi)有輔助工裝進(jìn)行定位，因此在工作過(guò)程中無(wú)法保證鉸刀中軸線與鎖緊螺釘中軸線始終處于同一直線上，尤其在施力過(guò)程中，因無(wú)輔助工裝定位，鉸刀尖端部位受力不均，且鉸刀尖短尺寸較小，最終導(dǎo)致鉸刀尖端折斷并殘留在鎖緊螺釘花鍵孔中無(wú)法取出。

三、排故方案制定

（一）材料分析

鎖緊塊組合件上的鎖緊螺釘，材料為GH2132高溫合金，該種材料具有高的屈服強(qiáng)度和持久、蠕變強(qiáng)度。

鎖緊塊組合件上的鎖緊塊，材質(zhì)為K141高溫合金，該種材料具有較高的強(qiáng)度、良好的鑄造性能，但塑性較低。

分解工具鉸刀，材料為軸承鋼，具有較高的強(qiáng)度和硬度，但韌性稍差。

（二）結(jié)構(gòu)分析

通過(guò)產(chǎn)品圖紙可知，鎖緊螺釘外螺紋尺寸為φ4.0mm;鎖緊塊內(nèi)螺紋長(zhǎng)度為6.6mm，頂部橢圓形凸起部分寬度為5.6mm;高壓壓氣機(jī)六級(jí)盤榫槽喉部尺寸為6.74mm，鎖緊螺釘外螺紋距榫槽喉部的單邊尺寸為0.685mm。

（三）排故方案制定

通過(guò)上述分析，初步考慮可通過(guò)鉆絞的方式對(duì)鎖緊塊組合件進(jìn)行破拆。此外，由于折斷的鉸刀頭卡在鎖緊螺栓花鍵槽內(nèi)，因此無(wú)法直接使用鉆絞方式破拆鎖緊塊組合件，需采取相應(yīng)措施先清除折斷物。

綜上所述，制定排故方案如下：

1.使用電火花穿孔機(jī)清除折斷工具

本次排故采用便攜式電火花穿孔機(jī)對(duì)折斷的鉸刀頭進(jìn)行清除。該設(shè)備采用電蝕原理，即利用工件中折斷的鉸刀頭和電極接觸短路產(chǎn)生火花，腐蝕折斷的鉸刀頭，將鉸刀頭一點(diǎn)點(diǎn)碳化、打碎取出。其優(yōu)點(diǎn)在于整個(gè)加工過(guò)程為非接觸加工，加工中產(chǎn)品不受力，不對(duì)產(chǎn)品造成損傷，且加工角度可隨意調(diào)整，加工過(guò)程設(shè)備可自動(dòng)進(jìn)給。

2.使用搖臂鉆破拆故障鎖緊塊組合件

由于本次故障部位位于高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子六級(jí)盤，該級(jí)盤所裝葉片相對(duì)較小，且葉片自身存在一定的扭轉(zhuǎn)角，因此葉片與葉片之間可用于加工的間隙尤為狹小，因此，本次破拆工作選擇了精度及穩(wěn)定性較高的搖臂鉆床。

通過(guò)對(duì)上述對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的分析可知，若采用鉆絞的方式進(jìn)行加工，則應(yīng)采用尺寸不小于鎖緊螺釘外徑尺寸（φ4.0mm）的鉆頭或銑刀，且加工深度不能小于鎖緊塊內(nèi)螺紋的長(zhǎng)度（6.6mm），否則無(wú)法切斷鎖緊螺釘根部。此外，工具的選擇應(yīng)在滿足加工需求的前提下盡量小巧，以免誤傷其它機(jī)件。因此，擬采用φ3.0mm合金鉆頭、φ3.9mm銑刀、φ4.3mm銑刀配合搖臂鉆對(duì)故障鎖緊塊組合件進(jìn)行加工，加工深度7mm。

四、排故方案實(shí)施

1.折斷工裝的清除

（1）將轉(zhuǎn)子組合件固定在壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子裝配車上，轉(zhuǎn)動(dòng)裝配車搖把，將轉(zhuǎn)子組件調(diào)整至相對(duì)地面成45°角左右并固定（方便電火花加工）。

（2）將便攜式電火花穿孔機(jī)的磁吸座固定到轉(zhuǎn)子裝配車上，調(diào)整設(shè)備探頭至加工部位上方1mm左右，并調(diào)整探頭角度至合適位置。

（3）開(kāi)啟電火花設(shè)備，并設(shè)置設(shè)備進(jìn)給速度。

最終，通過(guò)3小時(shí)的電火花加工，成功將折斷物碳化清除。

2.鎖緊塊組合件的破拆

（1）將固定在轉(zhuǎn)子裝配車上的轉(zhuǎn)子組件移至搖臂鉆床加工區(qū)，轉(zhuǎn)動(dòng)裝配車搖把，將轉(zhuǎn)子組件調(diào)整至水平狀態(tài)。

（2）使用搖臂鉆搭配φ3.0mm合金鉆頭對(duì)施工部位進(jìn)行鉆絞，加工深度7mm（實(shí)際加工深度7.3mm）。

（3）使用搖臂鉆搭配φ3.9mm銑刀、φ4.3mm銑刀依次對(duì)施工部位進(jìn)行銑加工，直至切斷鎖緊螺釘根部。

最終，通過(guò)1小時(shí)的鉆絞，成功將鎖緊塊組合件破拆并取出轉(zhuǎn)子葉片。

五、預(yù)防措施

本次故障的產(chǎn)生主要原因在于，分解工具使用過(guò)程中缺少輔助工裝對(duì)其進(jìn)行固定，因此在施力過(guò)程中，工具軸線與產(chǎn)品軸線無(wú)法始終保持在同一直線上，最終導(dǎo)致工具頭部受力不均折斷。為避免此類事件再次發(fā)生，應(yīng)針對(duì)該分解工具設(shè)計(jì)配套工裝以固定其相對(duì)位置，保證其在使用過(guò)程中的穩(wěn)定性。

此外，由于本次故障位置位于高壓壓氣機(jī)六級(jí)盤，榫槽喉部尺寸及六級(jí)轉(zhuǎn)子葉片尺寸相對(duì)較小，在使用搖臂鉆進(jìn)行破拆時(shí)造成產(chǎn)品零件損傷的概率較大，具有較高風(fēng)險(xiǎn)。因此，在使用本文中方案進(jìn)行鎖緊塊組合件破拆時(shí)，應(yīng)對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材料、性能特點(diǎn)等做好充分的了解，以免誤傷其它機(jī)件，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損傷或人員傷害。

六、結(jié)束語(yǔ)

高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件，分解、裝配過(guò)程應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行工藝文件，避免因各種原因造成的經(jīng)濟(jì)損失或人員傷害

此次故障是由于分解工具使用時(shí)，工具頭部受力不均折斷，且折斷工具卡滯在產(chǎn)品零件內(nèi)，從而導(dǎo)致零件無(wú)法分解。本文通過(guò)對(duì)產(chǎn)品及分解工具的結(jié)構(gòu)、材料、特性等進(jìn)行分析，最終制定出了安全有效的排故措施，并將故障排除。