某机加力主动喷口扇形组件与小滚轮间隙的控制

陈静 张鹏
西安航空发动机（集团）有限公司冲焊厂,西安710021

文章摘要:针对某发动机加力燃烧室主动喷口扇形组件与小滚轮间隙不均匀，局部出现0间隙、过间隙、整组性偏移（脱轨）等现象，通过合理确定主动喷口扇形组件与作动机匣组件的加工工艺，有效地控制了组件焊接变形并提高了组件的焊接质量，加工出优质合格的零件，解决了主动喷口扇形组件与小滚轮间隙超差的问题，实现了加力燃烧室小滚轮移动顺畅、喷口开闭灵活、喷口尺寸能够满足设计要求等性能，保证了加力燃烧室的装配质量和发动机的按时交付。
文章主题:加力燃烧室 主动喷口扇形组件 小滚轮 间隙控制

文章内容：32红旗技术2007年第2期某机加力主动喷口扇形组件与小滚轮间隙的控制陈静,张鹏(西安航空发动机(集团)有限公司冲焊厂,西安710021)摘要针对某发动机加力燃烧室主动喷口扇形组件与小滚轮间隙不均匀,局部出现间隙,过间隙,整组性偏移(脱轨)等现象,通过合理确定主动喷口扇形组件与作动机匣组件的加工工艺,有效地控制了组件焊接变形并提高了组件的焊接质量,加工出优质合格的零件,解决了主动喷口扇形组件与小滚轮间隙超差的问题,实现了加力燃烧室小滚轮移动顺畅,喷口开闭灵活,喷口尺寸能够满足设计要求等性能,保证了加力燃烧室的装配质量和发动机的按时交付.关键词加力燃烧室主动喷口扇形组件小滚轮阃隙控制长期以来,装配加力燃烧室组件时,主动喷口扇形组件与小滚轮间经常出现间隙不均匀,例如,局部0间隙,过问隙和整组性偏移(脱轨)等现象,导致滚轮移动不顺畅,喷口开闭不灵活,喷口尺寸达不到设计要求等,直接影响某发动机加力燃烧室组件的装配和整机交付.经多方查找原因并进行工艺分析,确定了有效的工艺控制措施,提高了零件的加工质量,杜绝了上述现象,保证了发动机的按时交付.1间隙超差原因分析,结构和工作原理简介加力燃烧室共分两大部分,扩散段和燃烧段.在加力燃烧室尾部装有由可调式喷口和作动机匣组件组成的尾喷管.加力燃烧室装配图见图1,加力燃烧室纵剖可调喷口图见图2.主动喷口扇形组件是可调式主喷口的重要组成部分之一,可调式主喷口还有喷口安装座和密封喷口扇形组件.20件主动喷口扇形组件和20件密封喷口扇形组件交错安装到环形喷口安装座上,互相啮合,构成可调式主喷口.主动喷口扇形组件和密封喷口扇形组件通过收稿日期-2007—3—8销轴装到喷口安装座上,喷口安装座通过螺钉安装到加力燃烧室机匣上.小滚轮通过滚子轴承托架固定到作动机匣组件的轴承托架支撑圈上.作动机匣组件为可调喷口传递动力,并与加力燃烧室机匣构成次留通道,冷却加力燃烧室,还与飞机短舱机尾封严罩组成封严.主动喷口扇形组件是一个凸轮组件.喷口滚子轴承和滚轮与扇形导轨的内外型面相贴合,当作动机匣组件沿发动机轴向运动时,便驱使主动喷口扇形件绕其支点作顺时针或逆时针旋转,密封喷口扇形组件随同旋转,以此改变喷口面积.在改变喷口面积的过程中,主动喷口扇形件的导轨沿小滚轮来回滑动.尾喷管的选用对发动机的性能,结构及重量有很大影响.现代高速飞机作超音速飞行时,发动机产生总推力的1/5和总重量的1/4取决于尾喷管的选用.某发动机的尾喷管是超音速喷管,它由作动机匣组件和可调式主喷口组成,这种尾喷管效率较高,重量较轻.1.2超差原因分析通过现场多次测量间隙和对加力燃烧室相关零组件进行分析研究得出,影响主动喷口扇形组件与小滚轮间隙不均匀,局部出现0间隙,过间隙2007年第2期陈静,张鹏:某机加力主动喷口扇形组件与小滚轮间隙的控制331.机匣封严段2.可变喷口扇形件3.凸轮导轨4.作动环后锥体5.引射喷口6.加力燃烧室机匣7.隔热屏8.喷口作动筒9,蒸发式火焰稳定器0.整流支板1.输油总管图1加力燃烧室装配示意图图2加力燃烧室纵剖可调喷口示意图和脱轨现象主要有以下原因.1.2.1作动机匣组件为大型薄壁钛合金简体带多条加强筋钣焊组合件,由于钛合金具有塑性差,冷作硬化严重,冲压成型性差;焊接,焊接接头性能差;零件的成型工艺性差,弹性大等特点,组件存在焊接变形积累,椭圆度大等问题.20处小滚轮通过滚子轴承托架固定在作动机匣的托架支撑圈组件上,所以20处小滚轮对加力轴向中心线呈椭圆形分布,导致加力段装配时主动喷口扇形组件与小滚轮间隙不均匀,局部出现0间隙或过间隙.1.2.2引起20个主动喷口扇形组件导轨与小滚轮组件成整组性偏移并脱轨的主要原因是:作动机匣组件上直径为7.94的光孔中心与作动机匣后段安装导轨直径为9.667的光孑中心位置尺寸超差.作动机匣组件纵剖示意图见图3.1.2.3主动喷口扇形组件凸耳端面与导轨端面的距离尺寸4.5±0.2存在超差现象,且凸耳中心线对导轨中心线的垂直度不能保证.主动喷口扇形组件是某发动机加力燃烧室可调喷口的主要钣焊机加件.它主要由盒型支架和底板两个零件组成,其结构如图4所示.红旗技术2007年第2期].一/小滚轮装～一..詈=)口口口鲁.固一,——\——～●——～1.轴承导轨支撑环2.带凸台的内支撑环3.支撑环组件4.滚子轴承托架支撑圈组件图3作动机匣纵剖示意图2间隙超差解决途径2.1作动机匣组件焊接变形和椭圆度控制2.1.1在焊接加强环组件圆周均布6处凸台时,要求严格保证焊接间隙和焊接错边量,并分别派制新的反变形焊接夹具,以减小焊接变形和椭圆.2.1.2加工支撑环组件时,将过去的1/4圆弧锯切改为铣加工.铣加工时保留合适的余量,铣加工后将零件在焊接夹具上试装,并根据试装情况钳修对接处,保证对接处的错边量≤0.18.并保证焊接对接间隙≤0.36.按上述方法加工的组件焊接变形和椭圆度基本能满足作动机匣组件的装配要求.1.盒型支架2.导轨3.凸耳4.底板图4主动喷口扇形组件示意图2.1.3前作动机匣组件装配2.1.3.1装配轴承导轨支撑环组件.1)在组合夹具上对称装配圆周均布6处凸台;组合夹具上的6处定位销必须完全装入6处凸台孔,并用压块压紧零件.2)装配轴承导轨支撑环组件时必须对称装配圆周均布4处导轨,要求轴承导轨支撑环组件与作动机匣组件外壳体的装配间隙≤0.20,定位销能自由通过导轨,必要时允许选配.焊接轴承导轨支撑环组件时先定位点焊4处导轨,后定位点焊加强筋区域;点焊后进行加密点焊,加密点焊时也是先加密点焊4处导轨,然后加密其他区域;连续点焊时也是先连续点焊4处导轨,然后连续点焊其他区域;最后滚焊组件.2.1.3.2装配带凸台的内支撑环组件与装配轴承导轨支撑环组件相似.2.1.4后作动机匣组件后段的装配与装配前作动机匣组件相似;对组合成后作动机匣的后段组件,支撑环组件和引射器外壳的装配焊接间隙要求≤0.20.按上述方法加工的组件焊接变形和椭圆度基本能满足作动机匣组件的装配要求.2.1.5前作动机匣和