課件：壓氣機(jī)段零部件的故檢講解

壓氣機(jī)段零部件的故障檢查《航空發(fā)動(dòng)機(jī)修理技術(shù)》航空維修工程學(xué)院壓氣機(jī)段零部件的檢查航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)段零部件較多，檢驗(yàn)通常包括壓氣機(jī)進(jìn)口導(dǎo)向葉片、轉(zhuǎn)子葉片、靜子葉片、轉(zhuǎn)動(dòng)軸和機(jī)匣等的檢驗(yàn)。大型渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)段的檢驗(yàn)通常包括整流錐、風(fēng)扇轉(zhuǎn)子葉片和輪盤(pán)、風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片、壓氣機(jī)進(jìn)口導(dǎo)向葉片、壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片、壓氣機(jī)靜子葉片、轉(zhuǎn)動(dòng)軸和機(jī)匣等的檢驗(yàn)。壓氣機(jī)段零部件的檢查壓氣機(jī)和風(fēng)扇零部件的航線檢查方法以常規(guī)的目視檢查、孔探檢查為主。在大修車(chē)間，其壓氣機(jī)段零部件，如葉片、壓氣機(jī)盤(pán)、榫槽倒角區(qū)域等，目視檢查難以發(fā)現(xiàn)細(xì)微損傷如裂紋等，采用如熒光滲透、渦流、磁粉、超聲波和射線等無(wú)損檢測(cè)（NDT）方法進(jìn)行檢驗(yàn)，以發(fā)現(xiàn)零部件表面或者內(nèi)部難以發(fā)現(xiàn)的損傷。壓氣機(jī)盤(pán)著色探傷壓氣機(jī)盤(pán)超聲波測(cè)厚度3D激光檢查壓氣機(jī)葉片型面尺寸壓氣機(jī)段零部件的故障模式壓氣機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片和靜子葉片經(jīng)常會(huì)遭受侵蝕，主要原因是由于運(yùn)行中的發(fā)動(dòng)機(jī)吸入了沙石、塵土及空氣中的其他飄浮物后引起的。這些外來(lái)物源源不斷地進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)后會(huì)嚴(yán)重?fù)p傷零部件。本節(jié)主要分析壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片和靜子的故障模式。壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子壓氣機(jī)后機(jī)匣壓氣機(jī)靜子機(jī)匣（后段）壓氣機(jī)靜子機(jī)匣（前段）壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的故障模式含有灰塵、砂石和鳥(niǎo)蟲(chóng)等異物的高速氣流沖擊葉片，使葉片表面產(chǎn)生缺口、壓痕、劃傷、裂紋、掉塊或防護(hù)層損傷，造成葉片局部區(qū)域應(yīng)力集中、振動(dòng)應(yīng)力增大，損傷部位疲勞強(qiáng)度降低。外來(lái)物損傷主要威脅著壓氣機(jī)葉片的前幾級(jí)，常發(fā)生在葉片的前緣附近。1.轉(zhuǎn)子葉片外來(lái)物擊傷壓氣機(jī)葉片打傷壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的故障模式外物擊傷變彎掉塊腐蝕進(jìn)氣邊彎曲葉型改變刻痕裂紋壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的故障模式壓氣機(jī)葉片的表面腐蝕主要是化學(xué)腐蝕，尤其是沿海地區(qū)的氣候環(huán)境，對(duì)葉片具有強(qiáng)烈的腐蝕性，易使葉片表面產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象。腐蝕嚴(yán)重的葉片，表面生成疏松的腐蝕物和有一定深度的疏松孔，葉片的表面強(qiáng)度和疲勞壽命大大降低。以某鋁葉片為例，在中等腐蝕情況下，其疲勞壽命較未腐蝕的葉片下降一半以上。2.表面腐蝕壓氣機(jī)葉片表面腐蝕壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的故障模式壓氣機(jī)葉片進(jìn)氣邊葉尖裂紋掉塊或裂紋故障國(guó)內(nèi)已發(fā)生多起，這些葉片故障特征相似，均發(fā)生在葉片減振凸臺(tái)以上部位，呈弧形擴(kuò)展，斷口上有明顯的疲勞特征。而一級(jí)葉片裂紋基本上從打傷凹坑處起始，說(shuō)明進(jìn)氣邊打傷凹坑是引發(fā)葉片疲勞裂紋的主要原因。3.葉片裂紋壓氣機(jī)葉片裂紋區(qū)域壓氣機(jī)葉片進(jìn)氣邊裂紋打傷凹陷區(qū)域壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的故障模式某型系列發(fā)動(dòng)機(jī)在使用中，先后出現(xiàn)過(guò)多起低壓轉(zhuǎn)子二級(jí)葉片掉角故障。若低壓轉(zhuǎn)子葉片掉角或斷裂，掉下的金屬塊會(huì)打傷其后的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子和靜子葉片，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)損傷較大，該故障在首翻期內(nèi)的新發(fā)動(dòng)機(jī)和大修后的發(fā)動(dòng)機(jī)中均出現(xiàn)過(guò)，且該類故障(外來(lái)物打傷除外)均發(fā)生在低壓轉(zhuǎn)子葉片的進(jìn)、排氣邊葉尖部位以及減振凸臺(tái)附近區(qū)域。4.葉片掉塊和斷裂壓氣機(jī)葉片斷口及疲勞區(qū)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的故障模式4.葉片掉塊和斷裂分析源區(qū)斷口形貌把斷口切下用掃描電鏡觀察，斷口低倍形貌如右上圖。斷口上疲勞弧線清晰、疲勞放射線匯聚于轉(zhuǎn)接處，擴(kuò)展區(qū)較平坦。源區(qū)位于轉(zhuǎn)接處。進(jìn)一步放大觀察疲勞源區(qū)，可見(jiàn)轉(zhuǎn)接處有一淺溝狀缺陷，如右下圖。放射線起始于該淺溝狀缺陷底部，說(shuō)明疲勞起始與該缺陷有關(guān)。綜合分析，二級(jí)葉片掉角、斷裂故障均由高周疲勞裂紋引起。月牙形掉塊和減振凸臺(tái)斷裂疲勞源區(qū)靜應(yīng)力較高，在使用中疊加較大振動(dòng)應(yīng)力后故障發(fā)生。疲勞源區(qū)形貌壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的故障模式某型發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，一至三級(jí)凸臺(tái)葉片會(huì)因發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)而相互磨損，并通過(guò)這種接觸摩擦來(lái)降低葉片振動(dòng)幅度，但這種接觸摩擦也導(dǎo)致了葉片凸臺(tái)寬度尺寸在工作過(guò)程中因摩擦而持續(xù)減小。葉片凸臺(tái)形成的封閉圓環(huán)支承力會(huì)因凸臺(tái)寬度尺寸的磨損而減弱，同時(shí)在氣流作用力、振動(dòng)或外來(lái)物等因素影響下，會(huì)出現(xiàn)葉片凸臺(tái)錯(cuò)位、錯(cuò)位搭接(見(jiàn)圖所示)。錯(cuò)位最終導(dǎo)致整級(jí)轉(zhuǎn)子葉片相互間失去阻尼作用，降低轉(zhuǎn)子工作可靠性。5.低壓轉(zhuǎn)子減振凸臺(tái)錯(cuò)位低壓轉(zhuǎn)子減振凸臺(tái)錯(cuò)位壓氣機(jī)靜子的故障模式壓氣機(jī)靜子由靜子葉片、整流環(huán)和封嚴(yán)裝置等組成，也把壓氣機(jī)靜子組件稱為整流器組件，如圖所示。靜子葉片主要有可調(diào)節(jié)靜子葉片和不可調(diào)節(jié)靜子葉片。進(jìn)口導(dǎo)流葉片第1、2、3級(jí)可調(diào)靜子葉片4、5級(jí)固定靜子可調(diào)靜子葉片動(dòng)作筒前安裝邊下半機(jī)匣

VSV作動(dòng)器上半機(jī)匣

1.壓氣機(jī)靜子結(jié)構(gòu)壓氣機(jī)靜子的故障模式帶搖臂靜子葉片的主要故障有磨損、涂層損傷、葉片表面損傷、變形、搖臂軸承內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)不靈活和搖臂軸承外圈松動(dòng)。軸頸磨損，允許直徑在90°減小至一定尺寸;軸頸涂層磨損時(shí)恢復(fù)涂層，恢復(fù)涂層后軸頸尺寸應(yīng)不大于規(guī)定值。進(jìn)排氣邊的損傷允許打磨，進(jìn)、排氣邊邊緣和葉尖處彎曲時(shí)校正，校正后探傷無(wú)裂紋可用。2.可調(diào)靜子葉片故障模式靜子葉片尖角掉塊、裂紋、葉身變形。葉身變形壓氣機(jī)靜子的故障模式不可調(diào)節(jié)靜子葉片的常見(jiàn)故障有腐蝕、磨損、防護(hù)層損傷、變形、表面損傷尺寸超差和葉片折斷等。圖示為靜子葉片變形和腐蝕。整流器殼體表面有銹跡時(shí)，清洗去除腐蝕物。葉片表面輕微腐蝕，清洗和拋光，恢復(fù)涂層。輕微外來(lái)物打傷、碰傷和壓痕，拋光圓滑過(guò)渡到基體金屬表面。3.不可調(diào)靜子葉片故障低壓進(jìn)口導(dǎo)流器葉片損傷壓氣機(jī)靜子的故障模式某臺(tái)A型發(fā)動(dòng)機(jī)低壓轉(zhuǎn)子葉片過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，低壓機(jī)匣涂層大面積脫落，如圖所示，最大脫落面積達(dá)到130mmx50mm。涂層無(wú)打傷痕跡。故障原因：低壓機(jī)匣在噴涂涂層的位置有深0.5mm左右鋸齒形篦齒，通過(guò)增大接