托架法在航空发动机核心机装配中的应用

石威

摘 要：航空发动机结构复杂、制造难度大，是一个国家工业实力的集中体现。航空发动机不仅对所加工制造的各零部件有着严格的要求，同时对于后期的航空发动机核心机装配也有着严格的规范，尤其是航空发动机核心机的装配直接影响着航空发动机的性能和使用寿命。航空发动机核心机的装配属于航空发动机制造的后期工序，在航空发动机核心机装配中除了是对前期所加工制造的各零部件加工精度的验证，同时也是对航空发动机核心机装配人员技术、装配工艺的考验。本文结合航空发动机核心机装配特点对一种应用于航空发动机核心机装配的托架式航空发动机核心机装配方法进行分析。

关键词：航空发动机核心机；托架式装配方法；步骤

中图分类号：V23 文献标志码：A

0 前言

随着我国航空工业的快速发展进步，对于航空发动机的需求也在逐步地扩大，航空发动机的制造将由传统的小规模批产向大规模批产阶段进行转变，在这一过程中不仅仅需要改变以往的制造模式，更是需要对航空发动机核心机的装配方式、装配工艺进行改进以便在确保航空发动机核心机装配质量的同时获得良好的装配效率。

1 使用托架式装配法的必要性

现行的航空发动机核心机装配主要采用的是翻转装配车装配模式，使用装配车可以完成航空发动机核心机整机全部装配工作，有着较强的应用范围。但是在实际的应用中由于装配车的高度较高，在进行航空发动机核心机装配时导致装配作业人员需要反复上、下拿取航空发动机核心机的零配件，对航空发动机核心机装配作业带来较大的不便。此外，受装配车空间限制，在航空发动机核心机装配作业中部分工序无法同时进行，致使整机装配作业周期拉长，影响航空发动机核心机的装配效率。托架式装配方式是一种改进后的新型装配工艺，将航空发动机核心机装配至地面托架上，从而使得航空发动机核心机的装配高度大幅降低，提高了航空发动机核心机装配人员的作业效率。

2 航空发动机核心机装配中应用托架装配法的装配步骤

在航空发动机核心机装配中应用托架式核心机装配法可以按照以下步骤进行。

（1）吊装中介机匣并将其安装到所准备的核心机装配托架支撑台上并进行初始固定，初始固定时无须压死，待到中介机匣吊装完成后调整航空发动机核心机装配托架的水平，通过调节地脚螺栓来使得中介机匣处于水平状态，拧紧螺钉将中介机匣整体固定在支撑台上。

（2）吊装高压转子，调整高压转子与中介机匣中央锥齿轮内孔之间的同心度，待到对中后将高压转子缓慢放入其中，高压转子吊装到位后测量高压转子与中介机匣之间的距离用以判定吊装是否到位。测量可以使用深度尺、带深度测量的游标卡尺。使用测量工具对吊装高压转子前的中介机匣内的中央锥齿轮轴前端与三支点轴承密封跑道组件内的端面之间的距离进行相应的测量，并将测量结果进行记录为A，使用高压空气对安裝在支撑台上的中介机匣内的中央锥齿轮内孔进行清理，而后在内孔中放入加热装置对内孔进行持续约半小时的加热。待到内孔加热完成后对起吊完成的高压转子进行测量，测量高压转子前轴颈的前端面与高压转子凸肩之间的尺寸，这一尺寸记录为B，计算数据C=B-A。待到高压转子吊装完成后对吊装完成后的高压转子前端轴径的前端面与高压转子所吊装进的中介机匣的中央锥齿轮前轴端两者之间的距离进行相应的测量，并将所测量到的数据极为D。将上述所测量得到的D与C相减查看所计算完成后的数据范围是否在±0.02mm以内，如果计算得到的数据在±0.02mm以内则意味着高压转子吊装安放在中介机匣的装配符合要求，而如果超出上述公差范围则意味着高压转子装配不到位，需要对高压转子进行重新装配，高压转子装配到位后使用手拧紧连接螺母实现高压转子的连接固定。完成了对于高压转子的装配后需要进行高压机匣、燃烧室以及高压涡轮的装配。在完成上述三大部件的装配后航空发动机核心机已完成了装配，后续将吊具安装在航空发动机核心机上，在解除中介机匣与托架支撑台之间的固定连接后将航空发动机核心机吊装至装配车上并进行固定，翻转装配车继续旋入第一螺母继续进行航空发动机的整机装配。

在上述装配过程中需要注意的是，安装与托架上的中介机匣组合件需要使用螺栓进行良好的固定，并在吊装高压转子之前对安装于托架上的中介机匣组件进行水平调整，调整托架地脚螺栓并能进行相应的固定，吊装高压转子并装配时始终确保高压转子垂直坐落于中介机匣上，装配过程中托架不能发生翻转，高压转子在装配到位并进行固定后，从装配工艺上分析在后续的装配中高压转子将不会发生后移。在完成对于高压转子的装配后进行航空发动机核心机后续组件的装配，待到航空发动机核心机装配完成后吊装航空发动机核心机并将其安装于发送机翻转车进行固定。

3 航空发动机核心机托架装配工艺中的测量

在托架上进行航空发动机核心机的装配相较于在航空发动机翻转装配车上进行的装配，其主要区别在于受托架结构限制，在托架上进行航空发动机核心机高压转子与中央齿轮箱组件装配后对于高压转子的连接螺母的最终限力无法在托架上完成而是要在航空发动机翻转车上进行，这一吊装过程中将会导致装配精度产生一定的偏差，应当积极做好相关测量工作，确保航空发动机核心机的装配精度。

在托架上进行航空发动机核心机的装配其精度要求与在翻转车上进行的航空发动机核心机装配要求相同。在对托架上进行的航空发动机核心机装配进行测量时，高压转子吊装安装在中介机匣时，高压转子前轴颈与主动弧齿锥齿轮内径将为过盈配合，在进行安装间隙的测量时，在高压转子后颈上装上工艺定心机匣，在这一方式下高压转子将在定心机匣和主动弧齿锥齿轮的定位下进行定位，通过这一方式高压转子的装配其连接螺母是否最终限力对于高压转子的静子轴、径向间隙并不产生影响。在使用百分表对高压转子的轴向活动量进行测量时，装上夹具与测量表架、百分表，使用吊车吊起夹具，通过夹具上的凸轮手柄拉动高压转子，安装于托架上中介机匣上的高压转子螺母采用手动拧紧的方式虽未能使得连接螺母形成最终限力但是高压转子在安装与中介机匣时高压转子的前轴颈与主动弧齿锥齿轮之间的过盈配合完成了对于高压转子的轴向固定，因此高压转子并不会在轴向作用力下产生轴向偏移，使用百分表所测量的轴向间隙其主要来自于3支点轴承。在对航空发动机核心机高压涡轮转静子轴、径向间隙进行测量时，高压转子轴向并未发生移动，因此不会对高压涡轮的轴径向间隙的测量产生影响。测量时所产生的高压涡轮转子相对于高压九级盘盘心跳动值其主要是由于装配零部件的加工精度和高压高涡的连接螺钉所造成的。采用托架法对航空发动机核心机进行装配并在后期移至翻转车进行最终装配这一过程中高压转子的装配精度并不会产生变化，也不会发生后移现象，可以提高航空发动机装配效率。

结语

采用托架法进行航空发动机核心机的装配将使得航空发动机核心机的装配效率和装配质量得到较大的提升。本文在分析航空发动机核心机托架法装配特点的基础上对航空发动机核心机托架法装配步骤、装配工艺进行了分析介绍。

参考文献

[1]程荣辉，古远兴，黄红超，等.民用航空发动机核心机技术发展研究[J].燃气涡轮试验与研究，2007，20（1）：1-7.

[2]辛彦秋，张贺.民用航空发动机脉动装配浅析[J].航空制造技术，2013，440（20）：118-120.

[3]郭亚宁，张振明，田锡天.脉动模式下基于蚁群算法的飞机装配工序分配方法[J].机械制造，2011，49（5）：49-52.