5.3 压气机盘、轴和机匣修理
以某型涡轴发动机为例,其压气机盘、轴的主要故障与处理方法如下。
5.3.1 压气机盘修理
压气机盘上的非工作面深度不大于0.3 mm打磨处理,与基体圆滑过渡。对于轴上有篦齿的,篦齿外径尺寸要求在规定范围,目视检查缺陷。深度不大于0.3 mm,弧长不大于6 mm,同一层篦齿上不多于两处,总数量不大于4处,相邻篦齿上损伤距离不小于50 mm,则可以打磨凸起修理,不符合要求的则待修或报废。与叶片的结合面,深度小于0.1 mm,打磨至与基体圆滑过渡可用,大于0.1 mm报废。某型航空发动机压气机盘如图2-5-29所示。盘需进行无损探伤,有裂纹则报废,有明显裂纹的直接报废,如图2-5-30所示。

图2-5-29 压气机盘

图2-5-30 受损严重的盘
盘上的螺栓荧光探伤有裂纹的应报废,螺栓六棱面磨损、凹坑和凸起不大于0.3 mm,打磨凸起后允许使用。螺纹上的压痕,不大于2 mm的总长度上,压痕深度不超过螺纹高度的1/2,在同一个螺纹丝扣上不多于两个压痕,带压痕的丝扣总数量不超过3个,则可以打磨凸起至圆滑过渡。此外,螺栓长度、垂直度和圆柱度应当符合要求。压气机盘需强化时,喷丸强化,如图2-5-31所示。
5.3.2 压气机轴修理
压气机轴颈非工作面,允许对小于或等于0.3 mm的凸起打磨至与机体圆滑过渡可用。轴颈内孔圆度为0.025~0.5 mm,超过规定值时,轴颈的尺寸范围为100~100.035 mm;磨修后内孔允许增大到100.1 mm,以排除内孔的不圆度至尺寸合格。轴颈磨损后有必要时,把内孔打磨加工至100.2 mm,镀铬加厚修复至合理尺寸,一般镀铬厚度不大于0.1 mm。压气机轴修理如图2-5-32所示。

图2-5-31 盘表面强化

图2-5-32 压气机轴修理
【知识拓展】
压气机机匣修理
压气机机匣的主要故障是表面损伤、安装边变形、定位孔位置度不合格、机匣椭圆度不合格、机匣内壁面磨损和外来物打伤等。机匣的表面损伤主要有碰伤、划痕和压痕,表面轻微损伤时,锉修。安装边变形和椭圆度不合格时,校正。定位孔位置度不合格时,与工艺配合件组装后铰孔恢复。
机匣结合面的轻微压、划伤,打磨凸起金属,圆滑过渡至基体表面。非工作面的碰、压和划伤大于一定深度时,打磨凸起金属,圆滑过渡至基体表面。机匣与叶尖接触处的涂层磨损时,机匣焊缝和支架裂纹时,补焊;裂纹形成封闭状或贯穿后安装边,报废。螺纹环规检查螺纹的拧合性,螺纹不合格时校准。如图2-5-33所示,进气机匣被击穿,报废。

图2-5-33 进气机匣被击穿
【任务实施】
技能训练任务2-5-1 第六级压气机叶片分解、称重、排序、装配与测量。
技能训练任务2-5-2 叶片的静频和静力矩测量。
技能训练任务2-5-3 可调静子叶片修理。
【课堂练习】
一、简答题
1.压气机转子叶片故障有哪些类型?压气机转子叶片的主要故障属于哪种类型?
2.压气机钛合金叶片表面产生腐蚀的原因、危害和修理方法都是什么?
3.压气机转子叶片变形故障的主要产生原因、危害和修理方法都是什么?
4.压气机转子叶片磨损故障的主要产生位置、产生原因、危害和修理方法都是什么?
5.压气机转子叶片测量的是什么频率?测量方法和原理是什么?
6.压气机转子外径不合格时,采用什么设备和方法修理?写出简要的修理步骤。
7.打磨压气机转子叶片时,对穿戴防护、设备、场地和环境有什么要求,有哪些注意事项?
8.压气机转子叶片的振动故障有哪些?
9.测频、称重排序和测静力矩三种方法的作用分别是什么?三者有何不同?是否可以只用一种方法修理叶片,为什么?
二、拓展训练题
1.写出压气机静子叶片的主要故障和修理方法。
2.写出压气机轴的主要故障和修理方法。
3.压气机盘裂纹故障主要有哪些?从受力、工作荷载和用户使用习惯等方面,分析故障产生的原因,写出故障的修理方法。
4.压气机机匣与转子叶片叶尖间的涂层损耗超过正常值,试分析对航空发动机的工作有什么影响,如何修理?
5.将如图2-5-34所示的压气机机匣最上面一级机匣结构简化,设计一台校正压气机机匣椭圆度不合格的装置。
6.压气机轴一般安装在压气机盘上,轴上装有轴承等零件。压气机工作时,轴高速旋转,试分析轴的修理过程中,需要测量哪些项目?分别如何测量?

图2-5-34 压气机机匣
【素养提升】
阅读以下教学案例,结合本任务所学习的专业知识和技能,从无私奉献的航空报国思想、精益求精的航空工匠精神、遵章守纪的职业素养、团结协作的团队意识和吃苦耐劳的工作作风等方面,按照“三全育人”的要求,分析案例中所蕴含的优秀品质,编写一篇读后感。
段子俊:为航修事业奉献一生
1950年10月,中国军队在朝鲜半岛爆发战争以后,因为不能完全掌握制空权,军队的行动经常受到美国空军的威胁,甚至我国东北边境地区也受到敌机的骚扰。鉴于这种情况,毛主席等老一辈领导人开始筹建中国的航空工业。
1950年12月19日下午,段子俊接到命令返回东北驻地。刚见面,领导就告知段子俊:“中央要筹建航空工业局,你要去参加工作。首个任务就是率领代表团到苏联,争取苏联对我国的援助。”段子俊又匆匆赶到北京,参加了会议。会议由周总理主持。参加会议的有聂荣瑧、刘亚楼、粟裕和重工业部部长。会议的精神很明确:创建和发展我国航空工业;现在战争还在进行,急切的任务就是先发展修理飞机业务,然后发展飞机制造业;同时派出代表团到苏联求援。
1951年1月1日,段子俊和代表团其他成员乘坐飞机去往莫斯科。周总理临行前一再叮嘱:“要谦虚、谨慎,我国航空工业没什么基础,要向苏联的同志说明。原则上依靠他们,请他们帮助我们建立起航空工业。”
段子俊完全没想到此后自己的人生就完全和中国航空挂钩了。他在莫斯科的谈判为我国争取苏联援助提供了很大便利,所有的工业项目都是在国内设计,而并非在苏联国内,这样就可以加速我国发展步骤。3月末,谈判结束回国,段子俊还没歇一口气就投入到工业建设项目中。1951年4月18日,航空工业局正式成立,段子俊成为首任局长。
当时战争还在进行,数百架飞机和发动机都急需修理。段子俊在短时间内组织起国内6家修理厂。当时条件非常差,技工水平低,甚至有人从来没见过飞机。他就动员企业力量,苏联顾问提供现代化的生产管理,保障了当时的飞机修理任务。
1950年年底,周总理就指示:“中国有960万平方公里的国土,有巨量人口,靠买外国飞机和修理是不够的。我们要从修理发展到制造。”为了实现这个指示,段子俊向中央提出了一个5年计划。计划内容是在这5年内生产出教练机和喷气歼击机,毛主席和周总理批准了。1954年7月,南昌首先制造出初教-5国产教练机,结束了中国人自己不能造飞机的历史。1956年8月,第一架国产的米格-17试制成功。9月中央领导观看了飞行表演,并给试制单位以奖励。当时毛主席十分高兴,他说:“以前中国人不能造汽车、飞机。现在可以了!”那个时代,可以说是中国航空工业的黄金时代。因为大家都有干劲、有工作激情、有理想。
航空工业建设除了工厂生产还需要各类人才。人才从哪里来,自然是教育工作培训出来的。1951—1952年,在没耽误工业生产任务的情况下,段子俊积极创办了5所学校(限于当时普及教育水平,基本是中专和大专)。学校的教学质量和办校细节都是段子俊亲自操办。他坚持理论和实际结合。苏联的米格-15飞机和资料不能提供给学校,这是苏联顾问坚持的规定。但为了保证教学质量,段子俊就打破条例,把正在服役的米格-15飞机资料提供给了学校。
我国不会满足于仿制国外产品的飞机,最终要发展自己的独立研制道路。否则,就是永远跟在别人身后,永远达不到世界水平。1954年,段子俊再次前往苏联,这次求援的目的是创办自己的独立科研机构。1956年,响应中央号召,我国先后建立起飞机、发动机、技术情报等科研机构,并开始自行设计歼教1飞机。
国产航空工业的业务从来没有和外界断绝过,尤其是在20世纪80年代那个开放的年代。改革带给人们新的思想理念,新鲜外来的技术和物品大量涌入,同时也把中国的产品带给外界。1978年11月段子俊作为主管率领代表团访问西德、法国、英国,西方人急于和中国合作,这是一次很重要的外访。代表团回国后立刻向中央首长做了汇报,成立了中国航空技术进出口公司。针对西方国家的渠道,段子俊积极跑到英国、美国等多次谈判,取得了积极成果。至于国际市场,从1979年开始,埃及、巴基斯坦、约旦先后购买了我国的歼6、歼7、强5、运12等产品。为国家赚取了大量外汇,同时中航技公司还进入约旦进行工程承包业务,获得了约旦国王和首相的好评。
历史犹如长河一样奔腾向前,我们每个人的命运在中国的各个时代都和国运一起沉浮。段子俊接手一穷二白的烂摊子把中国从一个毫无航空工业基础的国家变成一个航空大国。然而类似他这样的人还有千千万万,很多人在岗位上默默无闻工作一生。支持我们工作的就是爱国热情和精神信仰,这是原则也是动力。