航空发动机典型故障处理报告

目录

第1章绪论

1.1 发动机概述··2

1.2 可靠性与故障··2

1.2.1 可靠性··2

1.2.2 故障··2

1.2.3 故障分析与排故方法··3

第2 章压气机喘振故障分析

2.1 概述··5

2.2 喘振时的现象··5

2.3 喘振的根本原因··5

2.4 压气机的防喘措施··6

第3 章压气机转子叶片故障分析

3.1 概述··9

3.2 压气机转子叶片受环境影响的损伤特征和有关安全准则与标准··9

3.3 压气机转子叶片故障模式及其分析··10

3.3.1 WP7系列压气机转子叶片现行检查标准﹙含判废标准﹚··10

3.4 WP7系列报废叶片主要失效模式统计分析··12

第4 章发动机篦齿盘均压孔裂纹故障分析及预防

4.1 概述··14

4.2 篦齿盘结构与工作状态分析··14

4.2.1 结构分析··14

4.2.2 工作状态分析··14

4.2.2.1 工作温度高··14

4.2.2.2 工作转速高··14

4.2.2.3 易产生振动··14

4.3 裂纹特征与产生原因分析··15

4.3.1 裂纹特征··15

4.3.2 裂纹原因分析··15

4.4 结论··16

结束语··17

致谢··18

文献··19

第1 章绪论

1.1发动机概述

二十世纪以来，特别是第二次世界大战以后，航空和空间技术有了飞跃的发展。现在，飞机已经成为一种重要的﹑不可缺少的作战武器和运输工具。飞机的飞行速度﹑高度﹑航程﹑载重量和机动作战的能力，都已达到了相当高的水平。这些成就的取得，在很大程度上取决于动力装置的发展。然而，航空发动机属于高速旋转式机械，处于高转速﹑高负荷（高应力）和高温环境下工作的；发动机是飞机的心脏，是体现飞机性能的主要部件。又由于发动机由许多零组件构成，即本身工作情况和外界环境都十分复杂，使发动机容易出现故障，因此航空发动机属于多发性故障的机械。经过多年的努力，在航空领域工作的研究人员已经了解和解决了发动机许多故障，然而，一些故障还是无法完全解决的，只能尽量减少故障对飞机的危害。本论文列举出发动机几种典型故障，并且尽可能的根据科学研究数据来研究分析这几种故障，给出科学的预防故障和排故方法。

1.2可靠性与故障

1.2.1可靠性

产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力为产品的可靠性。所谓产品，是指任何元器件、零部件、组件、设备、分系统或系统。规定条件主要指环境条件和使用条件，如产品在工作中所承受的应力水平、温度、振动和腐蚀环境等。规定时间是指广义时间，除产品的工作小时外，还可指其循环次数等。

1.2.2故障

产品或产品的一部分不能或将不能完成预定功能的事件或状态。对某些产品如电子元器件、弹药等称失效。

产品的故障：

a. 在规定的条件下，不能完成其规定的功能；

b. 在规定的条件下，一个或几个性能参数不能保持在规定的范围内；

c. 在规定的应力范围内工作时，发生产品的机械零部件、结构件或元器件的破裂、断裂、卡死等损坏状态，从而导致产品不能满足其规定功能。

故障率：

指工作到时刻t尚未发生故障产品，在该时刻后的单位时间内发生故障的

概率。为产品可靠性的一种基本参数。

故障率可分为：均故障率和瞬时故障率两种，其定义分别为：

⑴平均故障率是在规定的条件下和规定的时间内，产品的故障总数与寿命单

位总数之比，用λ表示。λ＝∑

=

r

i

i

t

r

1﹙1∕寿命单位﹡﹚

式中：r —故障总数

i

t—第i个产品发生故障前的寿命单位

⑵时故障率是在规定的条件下，工作到某时刻尚未发生故障的产品，在该时

刻后单位时间内发生故障的概率。用()tλ＝

()

()t

t

s

t

r

d N

d

式中：()t s N—到t时刻尚未发生故障的产品数

()t r

d—t时刻后t d时间内故障的产品数

故障类别：

从总体结构上将故障分为：性能故障、结构强度故障和附件系统故障。

①性能故障：多表现在发动机推力下降、转速摆动、耗油率过高、排气温度高、空中熄火和放炮等现象。其故障比例约占航空发动机总故障的10℅—20℅。性能故障多表现在发动机研制的早期，易于在厂内试车或出厂前发现和排除。有时发动机老化也出现性能故障，属于寿命后期的耗损故障。

②结构强度故障：结构强度故障反映的方面极广，类型众多，且往往后果严重。大体上有强度不足而破坏与损伤，高周疲劳，低周疲劳，热疲劳损伤，蠕变与疲劳交互作用损伤现象等。

这些故障构成发动机主要故障事件，约占发动机总故障的60﹪～80﹪，故障比例相当高，对发动机的安全构成主要威胁。

③附件系统故障：由于组成附件系统的零、组件形式比较多，其中有电子元器件、机械元器件、外购成品与器件等。故其故障现象，将依其各自特点进行分析。

1.2.3 故障分析与排故方法。

发动机故障分析与排故方法都有其一定规律和内在联系，通常可采用以下的步骤和方法，如图1-1所示。

图1-1 故障分析和排故方法

①故障史调研。零组件发生故障，首先要对该零组件原始设计情况进行查阅、调查研究。查看是否存在有不合理的设计现象，是否存在潜在缺陷。查看其使用状态和使用环境等，同时了解该零件的故障历史、发生频率等内容。

②故障现场调研。对故障现场进行周密调研、记录并研究其故障现象、使用条件与使用环境。除对故障件进行详细现场现象记录外，应保护好故障件及其相关件。还应对操作人员﹙驾驶员﹚进行调查，记载故障发生前后的情况，了解人为因素的影响性质。

③材质与金相分析。对故障的材质进行查对，检查该零件生产批次、力学特性、加工质量和零件的储存情况等。故障件的金相分析是十分重要的，通过金