某型发动机叶片分解排故措施

2022-07-13杨宝臻

装备维修技术 2022年26期

杨宝臻

一、故障情况

某型发动机高压压气机第六级转子叶片分解过程中，在使用分解工具分解固定叶片用的锁紧块组合件时，因分解工具头部折断，且折断物卡在锁紧螺钉花键槽内无法取出，最终导致叶片无法分解。

二、产品结构及原理

本台故障发动机高压压气机转子四～九级盘采用环形燕尾槽形式对叶片进行固定。转子叶片装配时，首先通过各级盘环槽上特定的叶片装卸槽将叶片逐个沿圆周方向进行装配，最后通过在四片带槽叶片的开槽处装配两件锁紧块组合件，以固定叶片并防止叶片沿环槽周向串动。

装配锁紧块组合件时，应先将锁紧块组合件安装到指定位置，然后通过专用工具拧紧组合件上的锁紧螺钉，在锁紧螺钉拧紧过程中，组合件上的锁紧块位置不断上升，直至抵住叶片下缘板，同时锁紧螺钉的半球形头部也被固定在了轮盘榫槽底部的凹槽内，保证了锁紧块组合件位置的固定，从而起到固定、锁紧叶片的作用。

本次故障产生的主要原因为：在使用分解工具——铰刀对叶片进行分解作业时，由于铰刀没有辅助工装进行定位，因此在工作过程中无法保证铰刀中轴线与锁紧螺钉中轴线始终处于同一直线上，尤其在施力过程中，因无辅助工装定位，铰刀尖端部位受力不均，且铰刀尖短尺寸较小，最终导致铰刀尖端折断并残留在锁紧螺钉花键孔中无法取出。

三、排故方案制定

（一）材料分析

锁紧块组合件上的锁紧螺钉，材料为GH2132高温合金，该种材料具有高的屈服强度和持久、蠕变强度。

锁紧块组合件上的锁紧块，材质为K141高温合金，该种材料具有较高的强度、良好的铸造性能，但塑性较低。

分解工具铰刀，材料为轴承钢，具有较高的强度和硬度，但韧性稍差。

（二）结构分析

通过产品图纸可知，锁紧螺钉外螺纹尺寸为φ4.0mm;锁紧块内螺纹长度为6.6mm，顶部椭圆形凸起部分宽度为5.6mm;高压压气机六级盘榫槽喉部尺寸为6.74mm，锁紧螺钉外螺纹距榫槽喉部的单边尺寸为0.685mm。

（三）排故方案制定

通过上述分析，初步考虑可通过钻绞的方式对锁紧块组合件进行破拆。此外，由于折断的铰刀头卡在锁紧螺栓花键槽内，因此无法直接使用钻绞方式破拆锁紧块组合件，需采取相应措施先清除折断物。

综上所述，制定排故方案如下：

1.使用电火花穿孔机清除折断工具

本次排故采用便携式电火花穿孔机对折断的铰刀头进行清除。该设备采用电蚀原理，即利用工件中折断的铰刀头和电极接触短路产生火花，腐蚀折断的铰刀头，将铰刀头一点点碳化、打碎取出。其优点在于整个加工过程为非接触加工，加工中产品不受力，不对产品造成损伤，且加工角度可随意调整，加工过程设备可自动进给。

2.使用摇臂钻破拆故障锁紧块组合件

由于本次故障部位位于高压压气机转子六级盘，该级盘所装叶片相对较小，且叶片自身存在一定的扭转角，因此叶片与叶片之间可用于加工的间隙尤为狭小，因此，本次破拆工作选择了精度及稳定性较高的摇臂钻床。

通过对上述对产品结构的分析可知，若采用钻绞的方式进行加工，则应采用尺寸不小于锁紧螺钉外径尺寸（φ4.0mm）的钻头或铣刀，且加工深度不能小于锁紧块内螺纹的长度（6.6mm），否则无法切断锁紧螺钉根部。此外，工具的选择应在满足加工需求的前提下尽量小巧，以免误伤其它机件。因此，拟采用φ3.0mm合金钻头、φ3.9mm铣刀、φ4.3mm铣刀配合摇臂钻对故障锁紧块组合件进行加工，加工深度7mm。

四、排故方案实施

1.折断工装的清除

（1）将转子组合件固定在压气机转子装配车上，转动装配车摇把，将转子组件调整至相对地面成45°角左右并固定（方便电火花加工）。

（2）将便携式电火花穿孔机的磁吸座固定到转子装配车上，调整设备探头至加工部位上方1mm左右，并调整探头角度至合适位置。

（3）开启电火花设备，并设置设备进给速度。

最终，通过3小时的电火花加工，成功将折断物碳化清除。

2.锁紧块组合件的破拆

（1）将固定在转子装配车上的转子组件移至摇臂钻床加工区，转动装配车摇把，将转子组件调整至水平状态。

（2）使用摇臂钻搭配φ3.0mm合金钻头对施工部位进行钻绞，加工深度7mm（实际加工深度7.3mm）。

（3）使用搖臂钻搭配φ3.9mm铣刀、φ4.3mm铣刀依次对施工部位进行铣加工，直至切断锁紧螺钉根部。

最终，通过1小时的钻绞，成功将锁紧块组合件破拆并取出转子叶片。

五、预防措施