航空發(fā)動機修理技術(shù)第一章修理工廠工藝介紹.ppt

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第一章概述 第一節(jié)航空發(fā)動機的現(xiàn)狀與發(fā)展 航空發(fā)動機是飛機的動力裝置 其工作條件為高溫高壓 異常惡劣 工作具備條件為無故障 耐久性和安全性 航空發(fā)動機的研制 維護(hù)和修理涉及材料學(xué)科 制造修理工藝 檢測技術(shù)和管理 所以航空產(chǎn)業(yè)是一項專業(yè)技術(shù) 高科技的綜合技術(shù)產(chǎn)品 一 目前的發(fā)展趨勢衡量發(fā)動機技術(shù)先進(jìn)性重要指標(biāo) 推重比70 80年代 加力渦扇推重比為8 F100 F110等 渦輪前燃?xì)鉁囟菷110為1728KT3溫度的提高需要依靠耐高溫的材料和先進(jìn)的冷卻技術(shù)來保證 二 材料工藝技術(shù)的地位和作用 航空動力的特點 航空動力在 高溫 高壓 高轉(zhuǎn)速 高負(fù)荷 條件下工作要求高可靠 長壽命 低油耗 低成本 易維護(hù)航空動力技術(shù)復(fù)雜 是多學(xué)科 綜合性 高科技系統(tǒng)工程 材料工藝技術(shù)的地位和作用 材料工藝是航空發(fā)動機的基礎(chǔ)和先導(dǎo)技術(shù)材料和制造工藝是航空發(fā)動機性能提高的基礎(chǔ)材料和工藝技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了航空發(fā)動機的更新?lián)Q代 材料工藝是航空發(fā)動機的基礎(chǔ)和先導(dǎo)技術(shù) 高溫陶瓷和C C復(fù)合材料燃燒室 渦輪和噴管等高溫部件樹脂類復(fù)合材料風(fēng)扇機匣粉末冶金高壓壓氣機盤高溫鈦合金壓氣機葉片 機匣 作動筒 油管雙性能熱處理渦輪盤單晶渦輪葉片金屬間化合物噴管調(diào)節(jié)片 第一 二代發(fā)動機的主要結(jié)構(gòu)件均為金屬材料第三代發(fā)動機開始應(yīng)用復(fù)合材料及先進(jìn)的工藝技術(shù)第四代發(fā)動機廣泛應(yīng)用復(fù)合材料及先進(jìn)的工藝技術(shù) 材料和工藝技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了航空發(fā)動機更新?lián)Q代 對航空發(fā)動機來說 性能的改進(jìn)1 2靠材料 據(jù)預(yù)測 新材料 新工藝和新結(jié)構(gòu)對推重比12 15發(fā)動機的貢獻(xiàn)將達(dá)50 以上 從未來發(fā)展來看 甚至可占2 3 結(jié)構(gòu)減重 材料和制造工藝是航空發(fā)動機性能提高的基礎(chǔ) 先進(jìn)冷卻設(shè)計 工藝和材料大大提高了渦輪的工作溫度 渦輪進(jìn)口溫度K 無冷卻鍛件 對流 氣膜定向結(jié)晶 沖擊 對流 發(fā)散單晶葉片 超冷 鑄冷第三代單晶 1200K 1450K 1650K 1950K 涂層50 100K 材料 工藝與冷卻結(jié)構(gòu)對渦輪進(jìn)口溫度的影響 冷卻降溫 材料耐溫 衡量發(fā)動機技術(shù)先進(jìn)性重要指標(biāo) 高增壓比此項技術(shù)要求壓氣機部件有較高的級間增壓比 大喘振裕度和輕重量WP7 9F100 PW 229 33 6A 300 19 二 航空發(fā)動機的發(fā)展趨勢目前航空發(fā)動機的發(fā)展趨勢為發(fā)展推重比為15 20的發(fā)動機 第四代推重比10發(fā)動機的主要材料工藝 浮動壁燃燒室 多斜孔冷卻結(jié)構(gòu) 加力隔熱屏 IMI834 Ti1100等鈦合金壓氣機葉片及輪盤 減重20 AlloyC阻燃鈦合金壓氣機機匣等 減重10 CMSX 4G PWA1484 TBCs渦輪葉片 T4 提高50 100 壽命提高2 3倍 Rene88DT N18渦輪盤和壓氣機盤 減重10 壽命延長1倍整體葉盤減重20 30 提高氣動效率0 1 0 2 SPF DB鈦合金空心風(fēng)扇葉片抗震及減重效果顯著 高能焊接技術(shù) 電子束 等離子 激光 摩擦等 和先進(jìn)涂層 可顯著提高結(jié)構(gòu)效率和疲勞壽命 我國航空發(fā)動機 三步走 的發(fā)展戰(zhàn)略 20年攀登三個技術(shù)臺階抓緊研制FWS 10第三代發(fā)動機積極開展推重比10的第四代發(fā)動機的研究和發(fā)展著手組織推重比12 15的先進(jìn)航空發(fā)動機的基礎(chǔ)研究 三 新一代航空動力材料工藝技術(shù)需求 美國IHPTET和VAATE計劃 西歐ACME和AMET計劃等 列出許多新材料 新結(jié)構(gòu)研究和驗證項目 有機復(fù)合材料機匣Ti2AlNb壓氣機轉(zhuǎn)子葉片CMC碳化硅復(fù)合材料渦輪導(dǎo)向器CMSX 4單晶渦輪葉片 NF3粉末盤整體渦輪CMC和C C復(fù)合材料渦輪轉(zhuǎn)子 TiAl擴壓器和陶瓷復(fù)合材料全環(huán)燃燒室等 部分成果有望用于新一代推重比15 20發(fā)動機 1級風(fēng)扇 1級高壓軸驅(qū)動的增壓級 3級高壓壓氣機高溫升 長壽命 浮壁燃燒室兩級對轉(zhuǎn)超級冷卻 鑄冷渦輪超短加力燃燒室推力矢量噴管 推重比15 20發(fā)動機主要技術(shù)參數(shù)和特征 燃燒室出口燃?xì)鉁囟?100 2200K 風(fēng)扇出口溫度500 650K 壓氣機出口溫度900 1000K 第二節(jié)航空修理工廠介紹 航空發(fā)動機的工作條件 磨損 腐蝕 振動 疲勞 高溫 高速和高壓性能會發(fā)生偏離 比如零件損壞 老化 斷裂和漏油等故障 故必須定期維修 維護(hù) 定期對發(fā)動機進(jìn)行檢查 清潔 準(zhǔn)備以保證飛行安全 修理 當(dāng)維修不能排除故障 必須返回工廠進(jìn)行分解 排故 檢查和試驗 合格后再出廠 貴州5707 成都5701 5719 陜西5702 長沙5712 襄樊5713 安徽蕪湖5720 一 修理廠的任務(wù)1 排故恢復(fù)可靠性 翻修后使發(fā)動機達(dá)到擬新狀態(tài) 翻修的三個性質(zhì) 拆開性 航發(fā)的結(jié)構(gòu)性不好所決定的 翻修某些部位時必須拆開 工廠性 翻修不是任何一級單位和機構(gòu)能勝任的 必須具備一定的修理設(shè)備和技術(shù)人員 修理性 1 以修為主 輔以必要的換件2 以更新?lián)Q件為主要的排故方法 翻修的等級 A 不談任何修理 繼續(xù)使用B 個別零件的修理C 局部分解D 全面分解E 整體更換 指組件和附件 2 對發(fā)動機進(jìn)行預(yù)防性的檢查和修理 翻修時沒有明顯的故障 要預(yù)防性的采取措施 3 對發(fā)動機實施必須的加 改裝 不合理的地方進(jìn)行整改 4 外排 修理技術(shù)人員帶工具去廠外排故 二 工廠組織 略 第三節(jié)修理生產(chǎn)線 翻修程序 翻修時候工序之間的先后次序及相互聯(lián)系叫做翻修基本生產(chǎn)過程的程序 工藝流程 安裝發(fā)動機大修程序進(jìn)行生產(chǎn)安排的生產(chǎn)作業(yè)路線 基本概念 一 翻修程序航空發(fā)動機翻修程序包括 入廠檢驗 分解 洗滌 故檢 修理 裝配 試車和油封包裝出廠 這是一個技術(shù)轉(zhuǎn)移過程 二 工藝流程l 入廠驗收部隊送到工廠來進(jìn)行修理的發(fā)動機的交接工作 叫入廠驗收 入廠驗收的目的是查清發(fā)動機的機種 現(xiàn)狀 并作好記錄 入廠驗收的主要工作內(nèi)容有 檢查發(fā)動機的油標(biāo)包裝是否完好 附件是否齊全 如果由于某種原因而缺件 串件 則需附帶說明書 詳細(xì)說明缺件原因 檢查發(fā)動機隨帶文件是否齊全 文件有 發(fā)動機履歷本 技術(shù)說明書 以及要裝在發(fā)動機上的所有附件的履歷本和技術(shù)說明書 并與實物對證 查明返廠機的壽命和機種型別 發(fā)動機總壽命 發(fā)動機從出廠服役到退役報廢的總工作時數(shù) 修理間隔壽命 發(fā)動機從出廠到第一次翻修 或兩次翻修間的工作時數(shù) 發(fā)動機工作壽命 發(fā)動機從生產(chǎn)出廠服役到查證時的全部安全工作時數(shù)之和 叫發(fā)動機的已工作壽命 剩余壽命 用發(fā)動機設(shè)計時給定的總壽命 減去發(fā)動機的工作壽命 到期返廠機 發(fā)動機不論有無故障 只要工作到一個修理間隔壽命 發(fā)動機必須返廠進(jìn)行翻修 這種發(fā)動機稱為到期返廠機 提前返廠機 發(fā)動機因提前出現(xiàn)故障 又不值得在外場排故 或油封到期 或發(fā)動機文件丟失 發(fā)動機沒有工作到一個間隔壽命 又必須返廠進(jìn)行檢修的發(fā)動機叫提前返廠機 修理機種 試驗機 試驗機是指廠內(nèi)修理采用的新工藝 新技術(shù) 新材料 進(jìn)行修理試驗 尋求資料論證可行性的發(fā)動機修理 返修機 指廠內(nèi)修理質(zhì)量低 試車不合格后 再返回修理線重新檢修 這種發(fā)動機的修理采用針對性 局部修理的方法 發(fā)動機的型別是指 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)類型和加改裝后的定型 如WP 7 WP 13 AJI 31為結(jié)構(gòu)類型 WP 7C WP 7E是表示該結(jié)構(gòu)類型發(fā)動機的加改裝程度不同 用C E等字母區(qū)別它的定型 發(fā)動機的型別不同 其修理方法和要求各不相同 2 發(fā)動機的分解在目前條件下 為了檢查 修理或更換發(fā)動機零件 除了部分不可拆卸的機件外 對進(jìn)廠翻修的發(fā)動機應(yīng)進(jìn)行全面拆卸 這個工藝過程叫發(fā)動機分解 分解工作大體分兩步進(jìn)行 先把發(fā)動機分解成組合件分解成零件 組成發(fā)動機的最小單元體叫零件 多個零件裝配在一起能獨立存在 可進(jìn)行整裝整體拆的機件叫組合件 對裝配而言 可稱為兩個個裝配單元 能代表發(fā)動機某一工作特性的組合件叫部件 能獨立工作 裝在發(fā)動機上 配合發(fā)動機協(xié)調(diào)工作的組合件叫附件 解工作的質(zhì)量直接影響翻修質(zhì)量和成本 據(jù)統(tǒng)計 有相當(dāng)一部分機械故障 如打傷 壓坑 毛刺 劃傷 是大分解時人為造成的 分解時機件掉地 葉片砸壞的時有發(fā)生 強行分解造成導(dǎo)管成批報廢的事也發(fā)生過 3 發(fā)動機清理發(fā)動機長期使用后 其零件往往被油污 積炭 銹蝕及高溫氧化物等雜物所復(fù)蓋 在檢查和修理零件之前必須清洗 除小型零件和精密藕件仍采用油劑清洗外 大都采用化學(xué)清洗 振動清洗 超聲波清洗 噴砂清洗 等離子沖刷等 4 發(fā)動機的故障檢查故障檢查有兩種 一種是整機性能故障檢查 另一種是零件故障檢查 一般來說 整機性能故障是由于零件故障或裝配不當(dāng)引起的 故障檢查按故障性質(zhì)可分為兩類 零件機械故障檢查方法 零件的機械故障是指零件變質(zhì) 變形 裂紋 斷裂 腐蝕 燒傷等 方法 看摸聞 檢測試驗 無損探傷檢測內(nèi)部缺陷 性能故障檢查方法航空發(fā)動機性能故障主要是指發(fā)動機性能偏離了規(guī)定值 如 溫度高 推力小 振動大 怪音 滑油消耗量大 燃油壓力擺動 轉(zhuǎn)速懸掛 喘振等 5 發(fā)動機零 組件的修理航空發(fā)動機零 組件經(jīng)過故檢工序后 進(jìn)入修理階段 根據(jù)技術(shù)條件 故檢人員對零件作出修理結(jié)論 通常有合格 修復(fù) 待修或報廢四種結(jié)論 修復(fù)類零件在翻修中占絕大部分例如 輕微磨損 變形 裂紋 銹蝕等 用打磨 拋光 整形 焊接等方法即可修復(fù) 待修零件 當(dāng)價格昂貴的零 組件存在較嚴(yán)重的故障 而目前的修理工藝又不能修復(fù)時 可暫按待修處理 報廢零件 當(dāng)零件故障超出修理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍 無法修復(fù) 無修復(fù)價值或使用壽命已滿 必須報廢 航空發(fā)動機零件修理的主要方法有如下方法 鉗修主要用于對零件的打磨 銼修 拋光 鉆孔 開槽 切片等 由于故障部位 形狀 尺寸的不規(guī)則 大都采用手工操作 機械加工 電弧焊 氣焊和釬焊 金屬噴涂 電鍍 噴丸 粘接修補