某型機(jī)前支點(diǎn)軸承裝配工裝結(jié)構(gòu)研究

王威

摘 要：航空發(fā)動(dòng)機(jī)中介及高壓壓氣機(jī)傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)是復(fù)雜多樣的，該文中發(fā)動(dòng)機(jī)前支點(diǎn)結(jié)構(gòu)與一般發(fā)動(dòng)機(jī)中支點(diǎn)結(jié)構(gòu)相似，但其前支撐與中央傳動(dòng)體結(jié)構(gòu)，這使裝配前支點(diǎn)軸承變的復(fù)雜，必須使其分步裝配完成后再進(jìn)行中央傳動(dòng)齒輪裝配，所以根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)必須需要合理的設(shè)計(jì)其裝配工藝并設(shè)計(jì)相應(yīng)的裝配工裝，最終實(shí)現(xiàn)前支撐的裝配。

關(guān)鍵詞：軸承 ?裝配 ?工裝 ?航空發(fā)動(dòng)機(jī)

中圖分類號(hào)：V262 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）11（b）-0027-02

Tools Structure Research for an Aero-engine Front Fulcrum Bearing Assembly

Wang Wei

（Navy Station in Shenyang Military Representative Office on Engine Shenyang，Shenyang Liaoning，110034，China）

Abstract：The structure of the center and high pressure compressor transmission system in aero-engines is complex. The structure of the front fulcrum in the paper is similar to general engines，but it is separated to the center transmission system which causes the front fulcrum assembly complicated.The center transmission system assembly must be finished after the front fulcrum assembly. It is necessary to schedule rational process and design corresponding tools according to the front fulcrum structure to finish its assembly.

Key Words：Bearing;Assembly;Tools;Aero Engine

航空發(fā)動(dòng)機(jī)中介及高壓壓氣機(jī)傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)是復(fù)雜多樣的，結(jié)構(gòu)特性則決定裝配工藝路線，一般結(jié)構(gòu)是由中介機(jī)匣、中央傳動(dòng)齒輪箱及高壓壓氣機(jī)前軸頸三部份組件相互連接傳動(dòng)的，高壓壓氣機(jī)前軸頸通過(guò)中央齒輪箱的中央傳動(dòng)齒輪傳至中介機(jī)匣中央傳動(dòng)從動(dòng)齒輪并傳至附件機(jī)匣的，該結(jié)構(gòu)裝配工藝較為簡(jiǎn)單，可以直接將中央齒輪箱直接裝配至中介機(jī)匣上并與壓氣機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)中支點(diǎn)裝配，該發(fā)動(dòng)機(jī)前支點(diǎn)結(jié)構(gòu)與一般發(fā)動(dòng)機(jī)中支點(diǎn)結(jié)構(gòu)相似，但其前支撐與中央傳動(dòng)分體結(jié)構(gòu)，這使裝配前支點(diǎn)軸承變的復(fù)雜，必須使其分步裝配完成后再進(jìn)行中央傳動(dòng)齒輪裝配，最終實(shí)現(xiàn)前支撐的裝配。

1 研究目標(biāo)

研究論證其裝配工藝路線，采用有效合理的工藝方法完成前支點(diǎn)裝配并研究工裝結(jié)構(gòu)。

1.1 高壓壓氣機(jī)的構(gòu)成

高壓壓氣機(jī)為七級(jí)壓氣機(jī)，是由不旋轉(zhuǎn)的靜子部分和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子部分組成。靜子部分包括0-2級(jí)導(dǎo)向葉片、調(diào)整機(jī)構(gòu)、3-7級(jí)靜子葉片、第3-7級(jí)整流器、各級(jí)機(jī)匣及各種靜子件;轉(zhuǎn)子部分主要有轉(zhuǎn)子葉片、壓氣機(jī)盤、篦齒盤、后軸頸;此外，還有軸承系統(tǒng)及封嚴(yán)系統(tǒng)的構(gòu)件。一排壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片及緊跟其后的一排靜子葉片構(gòu)成一個(gè)壓氣機(jī)級(jí)。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，高壓壓氣機(jī)將經(jīng)過(guò)中介機(jī)匣的內(nèi)涵氣流進(jìn)一步壓縮，從高壓壓氣機(jī)壓縮過(guò)的高壓空氣將進(jìn)入燃燒室。

1.2 高壓壓氣機(jī)靜子組件結(jié)構(gòu)及難點(diǎn)分析

（1）結(jié)構(gòu)。

高壓壓氣機(jī)靜子組件是由一、二、三級(jí)整流機(jī)匣組件、四到七級(jí)整流機(jī)匣、零到二級(jí)內(nèi)環(huán)、零到二級(jí)聯(lián)動(dòng)環(huán)組件、搖臂組件、曲柄組件、第三到七級(jí)整流器組件、零級(jí)導(dǎo)葉、一級(jí)靜葉、二級(jí)靜葉及一些襯套、銷子、螺栓等組成。

（2）難點(diǎn)分析。

①高壓壓氣機(jī)靜子裝配難點(diǎn)為一、二、三級(jí)整流機(jī)匣及零、一、二級(jí)可調(diào)葉片的裝配，其中由于結(jié)構(gòu)原因，其機(jī)匣均為整環(huán)結(jié)構(gòu)，拆裝時(shí)均需要將各級(jí)機(jī)匣連接的安裝邊分開，并將各級(jí)可調(diào)葉片及搖臂組件逐一進(jìn)行裝配后與整環(huán)結(jié)構(gòu)的聯(lián)動(dòng)環(huán)相連接，其余三至六級(jí)靜子葉片同樣是通過(guò)各級(jí)環(huán)形安裝邊靠壓緊方式連接。組件裝配過(guò)程中需要反復(fù)調(diào)整各級(jí)可調(diào)葉片以保證可調(diào)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整的靈活性，同時(shí)也要保證三至六級(jí)靜子葉片裝配時(shí)的周向間隙等要求。如在進(jìn)行轉(zhuǎn)靜子單元體組件裝配時(shí)，由于靜子的整環(huán)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)靜子裝配需要將靜子組件完全分解，逐一進(jìn)行裝配，這也給裝配增加了難度，同時(shí)也需要很長(zhǎng)的裝配周期來(lái)完成。

②高壓壓氣機(jī)靜子葉尖為曲面結(jié)構(gòu)，加工時(shí)需要保證各位置的坐標(biāo)點(diǎn)的值，所以在組件加工時(shí)會(huì)出現(xiàn)薄懸臂葉片斷削曲面加工的問(wèn)題，由于靜子周向仍然存在間隙，加工時(shí)的位置不固定也會(huì)造成打刀問(wèn)題。根據(jù)此難點(diǎn)，加工工藝采用了整體注臘加工的方式，選用加工性能好的臘料，將葉片固定在某一位置，即避免了斷削加工的問(wèn)題也避免了薄懸臂葉片的加工讓刀問(wèn)題，同時(shí)選用數(shù)控立車保證曲面加工的準(zhǔn)確性，解決了壓氣機(jī)靜子曲面葉尖的問(wèn)題。

1.3 高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子組件及難點(diǎn)分析

（1）結(jié)構(gòu)。

高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子組件由高壓轉(zhuǎn)子葉片、高壓壓氣機(jī)盤、篦齒盤、后軸頸、卡圈等零組件構(gòu)成。

（2）加工難點(diǎn)。

高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子組件葉尖加工是在組件上進(jìn)行，但由于各級(jí)葉片的周向間隙較大，同時(shí)轉(zhuǎn)子葉片為薄壁懸臂葉片，加工時(shí)存在一定的困難。根據(jù)該問(wèn)題采用高速葉尖磨削的方式，通過(guò)離心力將葉片拉至工作為止，在磨削前對(duì)轉(zhuǎn)子組件進(jìn)行初步動(dòng)平衡，控制其不平衡量，在磨削過(guò)程中采用激光測(cè)量的方式對(duì)葉片的直徑進(jìn)行在線測(cè)量，保證加工的準(zhǔn)確性。

1.4 設(shè)計(jì)要求

按照設(shè)計(jì)圖紙及設(shè)計(jì)文件的技術(shù)條件及技術(shù)參數(shù)，保證各技術(shù)條件及技術(shù)參數(shù)的前提下完成該組件的工藝文件及工裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，滿足設(shè)計(jì)要求。

2 方案設(shè)計(jì)

技術(shù)措施：以其他機(jī)種裝配工藝路線作為參考，結(jié)合設(shè)該發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際結(jié)構(gòu)，并對(duì)整個(gè)工藝過(guò)程進(jìn)行分析論證，確定其合理性、正確性、可行性后，在制定最終的裝配工藝。

根據(jù)確定的裝配工藝，采用合理裝配方案。

對(duì)相關(guān)的專用工藝裝備進(jìn)行論證、設(shè)計(jì)。

通過(guò)工藝過(guò)程的研究和工裝設(shè)備的研討，驗(yàn)證工藝路線的合理性及測(cè)量的準(zhǔn)確性。

可行性分析：根據(jù)對(duì)前支點(diǎn)軸承裝配技術(shù)及工裝結(jié)構(gòu)研究論證，分析出問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)，根據(jù)預(yù)計(jì)采用的技術(shù)措施來(lái)解決提出的問(wèn)題，在完成裝配技術(shù)研究的同時(shí)，是可以實(shí)現(xiàn)壓氣機(jī)單元體裝配并驗(yàn)證裝配工藝的可行性的。

2.1 工藝技術(shù)方案

（1）將中介機(jī)匣吊裝到核心機(jī)裝配車上，檢查左右安裝節(jié)與三支點(diǎn)固定牢靠后，分下萬(wàn)能吊具。在三支點(diǎn)支撐組件上裝膠圈，在膠圈上抹2號(hào)低溫潤(rùn)滑脂，然后將三支點(diǎn)支撐組件裝到中介機(jī)匣上，裝上螺母并擰緊螺母。

（2）將軸承內(nèi)環(huán)后半放到加溫爐中。將高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子吊具裝到高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子后軸頸上，檢查固定牢靠后，吊起高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子測(cè)量高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子前軸頸前端面到凸肩的尺寸T值，計(jì)算高壓前軸頸端面到軸承端面距離M計(jì)。在高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子前軸頸上涂HP-8A滑油，將選擇好厚度的調(diào)整墊裝到高壓前軸頸上，取出軸承內(nèi)環(huán)后半，將內(nèi)環(huán)前半裝到高壓前軸頸上，待回復(fù)室溫后，用塞尺檢查調(diào)整墊與軸承內(nèi)環(huán)前半貼合面。

（3）分解整流機(jī)匣組合件，分解時(shí)記錄分解位置。翻轉(zhuǎn)裝配車，使中介機(jī)匣前安裝邊朝下。將萬(wàn)能吊具裝到一級(jí)整流機(jī)匣后安裝邊上，檢查固定牢靠后，將一級(jí)整流機(jī)匣吊裝到中介機(jī)匣后安裝邊上，裝上螺栓、螺母，擰緊螺母。

（4）將軸承內(nèi)環(huán)前半放到加溫爐中。將軸承的滾動(dòng)體和保持架裝到高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)具的托盤里，將高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)具裝到中介機(jī)匣上，用螺母固定，用托盤將軸承滾動(dòng)體和保持架推上，將高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子對(duì)正導(dǎo)具后，緩慢落下，待轉(zhuǎn)子落到位后，分下高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)具。在高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子前軸頸上涂HP-8A或HP-8B滑油，從加溫爐中取出軸承內(nèi)環(huán)前半，用芯棒將軸承內(nèi)環(huán)后半裝到高壓壓氣機(jī)前軸頸上，待回復(fù)室溫后，測(cè)量高壓壓氣機(jī)前軸頸端面到軸承端面的距離M實(shí)，M實(shí)= M計(jì)±0.02，若不能滿足要求，則裝上高壓壓氣機(jī)頂具，分下高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子，重復(fù)裝配。若滿足要求，在高壓前軸頸裝上鎖片、螺母，用手將螺母帶靠。

檢查支點(diǎn)固定牢靠后，旋轉(zhuǎn)核心機(jī)裝配車，使中介機(jī)匣端朝上，將浮動(dòng)套齒軸裝到高壓壓氣機(jī)前軸頸的套齒中。將膠圈裝到中央錐殼體中，在膠圈上涂抹2號(hào)低溫潤(rùn)滑脂后，將中央傳動(dòng)組件主動(dòng)齒輪的套齒與浮動(dòng)套齒軸的套齒對(duì)正后，將中央傳動(dòng)組件裝到中介機(jī)匣上，裝上螺母，擰緊螺母。將膠圈、膠圈裝到進(jìn)油管組件上，在膠圈上涂抹2號(hào)低溫潤(rùn)滑脂后，將進(jìn)油管組件裝到中介機(jī)匣上，裝上鎖片、螺釘，擰緊螺釘打好鎖片。

將核心機(jī)裝配車搖至水平，將傳動(dòng)桿裝到中央傳動(dòng)組件從動(dòng)齒輪的套齒中，用扳手搖轉(zhuǎn)核心機(jī)，高壓轉(zhuǎn)子應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。

2.2 工藝方案的技術(shù)關(guān)鍵

該高壓壓氣機(jī)單元體裝配是技術(shù)關(guān)鍵之一，由于前支撐的特殊結(jié)構(gòu)，該單元體裝配無(wú)法按照一般裝配方法進(jìn)行，所以需要采用適當(dāng)?shù)难b配方案并配合合理的工裝結(jié)構(gòu)才能實(shí)現(xiàn)裝配，針對(duì)特殊結(jié)構(gòu)制定出合理、正確的裝配工藝路線。

工裝結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求的關(guān)鍵技術(shù)之一。通過(guò)設(shè)計(jì)合理的工裝和采用合理的裝配工藝方案，可使特殊結(jié)構(gòu)的前支點(diǎn)軸承裝配得以實(shí)現(xiàn)，并保證裝配的可靠性。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）某型機(jī)前支點(diǎn)軸承裝配，選擇最佳的裝配方案，可保證裝配工藝過(guò)程的合理性、可行性及準(zhǔn)確性。

（2）工藝裝備的結(jié)構(gòu)、尺寸精度、位置精度要滿足工藝要求，能夠滿足裝配使用過(guò)程的可操作性。

（3）按時(shí)完成攻關(guān)課題，為首臺(tái)順利生產(chǎn)提供前提。

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