某型空氣起動(dòng)機(jī)渦輪處漏油故障分析

譚蓉 馬洪勇 梁雷子

摘要：針對(duì)某型空氣起動(dòng)機(jī)在外場(chǎng)使用時(shí)出現(xiàn)渦輪處漏油故障現(xiàn)象，對(duì)故障原因進(jìn)行了分析，制定了針對(duì)性的修理及預(yù)防措施，解決了空氣起動(dòng)機(jī)渦輪處漏油故障。

關(guān)鍵詞：空氣起動(dòng)機(jī)；漏油；修理；預(yù)防

Keywords：air starter；oil leakage；repair；precaution

1 故障現(xiàn)象

某型空氣起動(dòng)機(jī)由空氣調(diào)節(jié)裝置和起動(dòng)機(jī)組件兩部分組成。工作時(shí)，在起動(dòng)機(jī)組件內(nèi)部加注120mL潤(rùn)滑油，用于潤(rùn)滑高速旋轉(zhuǎn)的行星齒輪組件，屬于自帶獨(dú)立的潤(rùn)滑系統(tǒng)。此潤(rùn)滑系統(tǒng)一端由彈性密封裝置密封，另一端由皮碗密封，發(fā)生漏油的部位在彈性密封裝置一端（見(jiàn)圖1）。該密封裝置包含帶軸承襯套的渦輪殼體、渦輪軸、前中后密封襯套及2件彈性密封環(huán)共6項(xiàng)零組件。漏油故障表現(xiàn)為空氣起動(dòng)機(jī)使用或停放過(guò)程中沿渦輪殼體表面漏油。

2 故障原因分析

從空氣起動(dòng)機(jī)渦輪處的密封裝置結(jié)構(gòu)和原理分析，建立空氣起動(dòng)機(jī)渦輪處漏油故障樹(shù)（見(jiàn)圖2），影響漏油的零組件為渦輪殼體組件內(nèi)的軸承襯套和彈性密封環(huán)?？赡艿穆┯屯緩接腥帲簭椥悦芊猸h(huán)開(kāi)口處；彈性密封環(huán)與前中后密封襯套配合端面處；軸承襯套內(nèi)孔與彈性密封環(huán)配合處。漏油原因包括：起動(dòng)機(jī)內(nèi)加注滑油過(guò)多、彈性密封環(huán)裝配后的開(kāi)口間隙大、2件彈性密封環(huán)開(kāi)口未錯(cuò)開(kāi)（或錯(cuò)開(kāi)角度較?。⒍嗣骈g隙大、軸承襯套內(nèi)孔磨損、彈性密封環(huán)因翹曲變形使兩端面平行度超差、軸承襯套或彈性密封環(huán)圓柱度超差等。

1）軸承襯套內(nèi)孔與彈性密封環(huán)配合處漏油

彈性密封環(huán)在自身彈力作用下貼緊在軸承襯套內(nèi)孔表面，通過(guò)配合表面之間形成的油膜進(jìn)行密封。造成該部位漏油的可能原因有兩個(gè)，一是軸承襯套內(nèi)孔或彈性密封環(huán)外圓的圓柱度超差，兩者貼合不好，油膜不易形成，當(dāng)存在縫隙較大時(shí)，從縫隙處漏油；二是軸承襯套內(nèi)孔磨損（見(jiàn)圖3），內(nèi)孔尺寸變大而超差，彈性密封環(huán)在彈力作用下不能彌補(bǔ)其間隙量而漏油。

2）彈性密封環(huán)與前中后密封襯套端面處漏油

彈性密封環(huán)裝配在前、中間、后密封襯套形成的環(huán)槽內(nèi)（見(jiàn)圖4），其端面與前中后密封襯套端面間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，屬于動(dòng)密封，靠保證端面間隙和油膜來(lái)密封。彈性密封環(huán)在工作中易翹曲變形，使兩端面平行度超差，與各密封襯套之間的端面間隙相對(duì)變小（局部可能為零），無(wú)法形成穩(wěn)定的油膜；同時(shí)因間隙變小，彈性密封環(huán)易卡滯在前中后密封襯套形成的槽內(nèi)，隨渦輪軸一起高速旋轉(zhuǎn)（最大工作轉(zhuǎn)速達(dá)50000r/min），從而造成軸承襯套內(nèi)孔異常磨損而漏油。

3）彈性密封環(huán)開(kāi)口處漏油

當(dāng)彈性密封環(huán)裝配到軸承襯套內(nèi)孔后，其開(kāi)口間隙A（見(jiàn)圖5）大于規(guī)定或兩件彈性密封環(huán)的開(kāi)口安裝位置未錯(cuò)開(kāi)90°～180°，會(huì)從開(kāi)口處漏油。

3 修理及預(yù)防措施

針對(duì)漏油故障原因，制定修理及預(yù)防措施。

1）針對(duì)軸承襯套內(nèi)孔尺寸和圓柱度超差問(wèn)題，修理時(shí)控制軸承襯套內(nèi)孔尺寸不大于Φ22.023mm，圓柱度誤差不大于0.005mm，若不符合要求則更換新品軸承襯套。

3）為保證空氣起動(dòng)機(jī)工作時(shí)彈性密封環(huán)與軸承襯套的貼合度，裝配時(shí)將彈性密封環(huán)放入軸承襯套內(nèi)孔的工作位置，彈性密封環(huán)與軸承襯套內(nèi)孔間不允許透光。

4）為防止開(kāi)口間隙過(guò)大而漏油，彈性密封環(huán)裝配后的開(kāi)口間隙應(yīng)控制在0.1～0.15mm。

5）為防止彈性密封環(huán)裝配后端面間隙過(guò)大，裝配時(shí)將端面間隙控制為0.08～0.15mm，同時(shí)應(yīng)保證彈性密封環(huán)在自身重力作用下應(yīng)能在槽內(nèi)自由移動(dòng)，防止工作中出現(xiàn)因不能靈活移動(dòng)而產(chǎn)生卡滯。

4 措施有效性驗(yàn)證

對(duì)存在渦輪處漏油故障的空氣起動(dòng)機(jī)貫徹上述修理及預(yù)防措施后，在試驗(yàn)器上檢查密封性合格。跟蹤了其中10臺(tái)空氣起動(dòng)機(jī)參加的工廠試車(chē)情況，未發(fā)現(xiàn)漏油現(xiàn)象。選取其中一臺(tái)空氣起動(dòng)機(jī)，在工廠試驗(yàn)器上進(jìn)行110次試驗(yàn)器考核后再裝配在發(fā)動(dòng)機(jī)上，搭車(chē)參加750h發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期試車(chē)考核，在長(zhǎng)期試車(chē)考核過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)漏油現(xiàn)象。分解檢查彈性密封環(huán)、軸承襯套等無(wú)異常磨損，跟蹤近兩年來(lái)的外場(chǎng)使用情況，未發(fā)生該型空氣起動(dòng)機(jī)渦輪處漏油故障。

5 結(jié)論

通過(guò)以上驗(yàn)證得出，以上制定的修理及預(yù)防措施有效，解決了空氣起動(dòng)機(jī)渦輪處漏油故障，提高了空氣起動(dòng)機(jī)的外場(chǎng)使用可靠性。

作者簡(jiǎn)介

譚蓉，高級(jí)工程師，從事航空發(fā)動(dòng)機(jī)滑油附件技術(shù)工作。

馬洪勇，高級(jí)工程師，從事航空發(fā)動(dòng)機(jī)冷部件技術(shù)工作。

梁雷子，助理工程師，從事航空發(fā)動(dòng)機(jī)附件技術(shù)和質(zhì)量管理工作。