| 标题 | 托架式核心机装配工艺性研究 |
| 范文 | 金少博 王铁楠 王欢 摘 要：从小批生产到发动机定型，某型发动机的核心机装配一直是在翻转装配车上完成的。该装配车虽然可以完成整台发动机全部装配工作，但装配车较高，装配架的空间有限，给装配过程带来很多困难，也增加了装配周期。通过本项目研究，对托架式核心机装配进行了可行性分析，从而将发动机核心机装配移至地面托架上进行，在原有的装配规程基础上，结合地面托架装配的特点，制定了新的工艺方案，设计了核心机支撑台和吊具两套工位器具，并经过实际验证证明其完全可行，实现了核心机单独装配。 关键词：某型发动机；翻转装配车；托架式装配；工艺方案 中图分类号：V232 文献标识码：A 0 引言 某型发动机是由数以千计的零件以及由这些零件组成的组件、部件、单元体和成品件、附件构成。某型发动机核心机装配是发动机制造过程中的后期工序，在整个生产过程中占有十分重要的地位。装配过程不仅是对零件的制造质量和部件、组件、成品件、附件装配质量的验证过程，而且装配质量直接影响到发动机的性能（推力、耗油、温度、流量）、寿命及工作可靠性，装配过程不清洁和操作不文明不仅会引起发动机的提前失效，而且会导致严重的飞行安全事故。装配过程中的劳动量也较大，装配平均工作量约占发动机制造工作量的30%，可见装配过程的质量和效率直接影响发动机的质量和效率。 在某型发动机大规模批产阶段，提高发动机装配效率具有十分重要的意义。对于三代机及双涵道发动机来说，大部分发动机在设计上采用单元体设计，因此，很多国家及生产单位均采用单元体装配方法，即将发动机装配成独立的小单元体或将核心机装配成大的单元体，这样不仅提高了发动机的互换性，同时提高了生产效率，降低劳动强度和风险。 从小批生产到发动机定型，某型发动机的核心机装配一直是在翻转装配车上完成的，该装配车可以完成整台发动机的全部装配工作，但由于装配车较高，操作者在进行核心机装配时，需要反复上、下车拿取机件，同时装配架的空间有限，装配过程中部分操作无法同时进行，增加了整机装配周期。鉴于此，决定对某型发动机的核心机装配开展专题研究工作。 1 托架式核心机装配的可行性分析 某型发动机设计为单元体结构，核心机包括中介机匣组合件、中央齿轮箱组件、高压压气机、主燃烧室联合单元体、高压涡轮转子平衡组件，这些部件均为单元体结构。 要实现在托架装配车上将核心机全部装配完成，与翻转装配车的装配路线和工艺方法相比，其区别在于高压压气机转子与中介机匣组合件内的中央齿轮箱组件组装时，由于托架装配车高度较低且不能翻转，无法实现高压压气机转子的连接螺母按照最终限力要求拧紧，这样容易导致高压压气机转子装配不到位，即在轴向上后移或装配到位后在后续的装配过程中高压压气机转子产生向后移动现象，这将影响到高压压气机的转静子轴、径向间隙，高压涡轮转子叶片缘板与高压导向器内环的轴向间隙，高压涡轮叶片叶尖与高涡导向器间的间隙。鉴于托架上和翻转装配车上核心机装配的区别及其存在的影响，我们从此结构、装配过程、测量上和试验上进行分析，分析高压压气机转子的连接螺母未按照最终限力要求拧紧，是否能使高压转子装配不到位或发生向后移动现象，致使高压、高涡间隙不合格。 1.1 从结构上分析 高压压气机转子的前轴颈与中央齿轮箱组件主动锥齿轮内径R1处配合F4为过盈；高压压气机转子的前轴颈与中央齿轮箱组件主动锥齿轮内径R2处配合F3为过盈。高压压气机转子的前支点支承在中央锥齿轮组件内，而高压前轴颈与主动弧齿锥齿轮内径为过盈配合，如果装配到位，高压压气机转子不易发生轴向上的移动。 1.2 从装配过程上分析 高压转子装配时，先测量高压压气机转子前轴颈端面到凸肩的尺寸T值，中央齿轮箱组件上主动锥齿轮前端到NO.3密封跑道组件内端面的尺寸N值，计算M计=T-N。然后加热主动锥齿轮内孔，再将高压压气机转子缓慢垂直落入中介机匣组合件内的主动锥齿轮内孔中，用30t拔具轴向拉动高压转子，最后测量高压前轴颈至主动锥齿轮端面尺寸M实际值，与计算值M计比较，使M实=M计±0.02mm，合格后用手拧紧连接螺母。这种尺寸校验的方法，能保证高压转子装配到位。 在托架上进行核心机的全部装配过程中，中介机匣组合件落到核心机支撑台上用螺栓固定，高压转子在装配到位后始终垂直落在中介机匣上，托架不能翻转，待核心机装配完成后，装上核心机吊具，将核心机垂直吊装到发动机翻转装配车上固定。所以，在托架式核心机的整个装配过程中，如果高压转子装配到位后，在后续的装配过程中，高压转子不会发生向后移动的现象。 1.3 从测量上分析 高压压气机部分的所有轴、径向间隙测量要求向前排除转子轴向活动量，而在托架装配车上进行核心机装配时，高压压气机转子垂直落在中介机匣组合件上，为此在托架装配车上测量间隙满足设计要求，与翻转装配车上相同。 2 工艺方案 針对托架上装配核心机的装配高度低、不能翻转、装配空间比较自由等特点，设计了核心机支撑台，进行核心机装配，设计了核心机吊具将核心机从支撑台移至翻转装配车上。 核心机支撑台是由一个支撑台和两个站架构成，支撑台用于核心机的全部装配，高度800mm，带有活动脚轮，方便移动，还有可调整的固定地脚，用于水平调整和固定作用。两个站架操作者可根据操作高度灵活使用。 核心机吊具由机匣支撑座、无外环圆柱滚子轴承、心轴、螺母等构成，机匣支撑座与燃烧室机匣用螺钉连接，滚子轴承与高涡转子上的轴承外环配合构成高压转子后支点，心轴穿过核心机，前端用螺母固定。这样可将核心机垂直吊起移动，而不影响核心机的装配状态。 在支撑台上进行核心机装配的工艺路线是以高压压气机装配工艺，传动装配工艺为基础，稍加改动而成。 3 试验及效果 按照前述工艺方案在核心机支撑台上完成了核心机的装配，测量的高压压气机转静子轴径向间隙。测量数值全部合格，说明高压转子已经装配到位。用核心机吊具，将核心机吊装到发动机翻转装配车上并固定，分下高压大螺母，复测尺寸M实，3台发动机M实均在M计±0.02mm范围内。装上锁环和高压大螺母，按要求拧紧高压大螺母，复测高涡相对于高压九级盘盘心跳动值，均已经合格交付。试验结果表明，托架式核心机装配的工艺方案具有可操作性，两套工装也完全适用，可实现托架式核心机的装配，此装配方式给操作带来很大的便利，缩短了发动机的装配周期，提高了装配效率。 4 存在问题 从托架式核心机装配过程中，发现支撑台底部空间过小，不便于操作者进行高压转子前轴颈和主动锥齿轮部分的操作，所以有必要对其改进，使操作者能够更方便的操作。 结论 通过此次研究，分析出托架式核心机装配中高压连接螺母未按照最终要求力矩拧紧，不影响高压转子装配，从而将发动机核心机装配移至地面托架上进行，编制了新的工艺方案，设计了两套新的工装，并经过试验验证其具有可操作性和实用性，实现了核心机单独装配。托架式核心机装配降低装配高度，降低操作者劳动强度和操作风险，同时提升装配效率。根据试验某些台份发动机的不完全统计，核心机装配时间每台大约缩短2h，如果熟练托架装配、生产安排紧凑，整机装配周期也可大幅度地缩短。 参考文献 [1]廉筱纯，吴虎.航空发动机原理[M].西安：西北工业大学，2005. [2]刘长福.航空发动机构造[M].北京：国防工业出版社，1980. [3]谢寿生.苏二七型飞机AL31加力涡扇发动机[M].陕西：空军工程学院，1998. |
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