航空发动机修理技术第章修理工厂工艺介绍

✓ 推力矢量喷管
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第二节 航空修理工厂介绍
航空发动机的工作条件：磨损、腐蚀、 振动、疲劳、高温、高速和高压
性能会发生偏离，比如零件损坏、老化、 断裂和漏油等故障，故必须定期维修。
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维护：定期对发动机进行检查、清洁、准备以 保证飞行安全。 修理：当维修不能排除故障，必须返回工厂进 行分解、排故、检查和试验，合格后再出厂。
多斜孔冷却结构 航空发动机修理艺（技介加术绍第力章隔修热理工屏厂）工
我国航空发动机 “三步走”的发展战略：20 年攀登三个技术台阶 抓紧研制FWS-10第三代发动机 积极开展推重比10的第四代发动机的研究 和发展 着手组织推重比12～15的先进航空发动机 的基础研究
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一、翻修程序 航空发动机翻修程序包括：入厂检验、分
解、洗涤、故检、修理、装配、试车和油封 包装出厂，这是一个技术转移过程
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二、工艺流程 l、入厂验收
部队送到工厂来进行修理的发动机的交接 工作，叫入厂验收。入厂验收的目的是查清发 动机的机种、现状，并作好记录
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②性能故障检查方法 航空发动机性能故障主要是指发动机性能
偏离了规定值，如：温度高、推力小、振动大、 怪音、滑油消耗量大、燃油压力摆动、转速悬 挂、喘振等。
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5、发动机零、组件的修理 航空发动机零、组件经过故检工序后，进
发动机的型别是指：发动机的结构类型和加 改装后的定型。如WP-7、WP- 13、AJI—31为结 构类型； WP-7C、WP-7E是表示该结构类型发动 机的加改装程度不同，用C、E等字母区别它的定 型。发动机的型别不同，其修理方法和要求各不 相同。
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2、发动机的分解 在目前条件下，为了检查，修理或更换发动
机零件，除了部分不可拆卸的机件外，对进厂翻 修的发动机应进行全面拆卸，这个工艺过程叫发 动机分解。分解工作大体分两步进行。先把发动 机分解成组合件分解成零件。组成发动机的最小 单元体叫零件。多个零件装配在一起能独立存在， 可进行整装整体拆的机件叫组合件，对装配而言， 可称为两个个装配单元。能代表发动机某一工作 特性的组合件叫部件。能独立工作，装在发动机 上，配合发动机协调工作的组合件叫附件。
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③试验机：试验机是指厂内修理采用的新工艺、 新技术、新材料，进行修理试验，寻求资料论 证可行性的发动机修理。 ④返修机：指厂内修理质量低，试车不合格后， 再返回修理线重新检修，这种发动机的修理采 用针对性、局部修理的方法：
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修理机种
①到期返厂机：发动机不论有无故障，只要工 作到一个修理间隔寿命，发动机必须返厂进行 翻修，这种发动机称为到期返厂机。
②提前返厂机：发动机因提前出现故障，又不 值得在外场排故，或油封到期、或发动机文件 丢失。发动机没有工作到一个间隔寿命，又必 须返厂进行检修的发动机叫提前返厂机。
材料工艺技术的地位和作用： • 材料工艺是航空发动机的基础和先导技术 • 材料和制造工艺是航空发动机性能提高的基础 • 材料和工艺技术的发展促进了航空发动机的更新换代
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材料工艺是航空发动机的基础和先导技术
钢
镍 钛 铝
金属基复合材料
陶瓷基复合材料 树脂基复合材料
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2020/12/17
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一、目前的发展趋势 衡量发动机技术先进性重要指标：
①推重比 70~80年代，加力涡扇推重比为8， F100，F110等 ②涡轮前燃气温度 F110为1728K T3温度的 提高需要依靠耐高温的材料和先进的冷却技术 来保证
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二、材料工艺技术的地位和作用
风扇
燃烧室
低压涡轮
喷管
高压压气机 高压涡轮 加力燃烧室 航空动力的特点：
•航空动力在“高温、高压、高转速、高负荷”条件下工作
• 要求高可靠、长寿命、低油耗、低成本、易维护
• 航空动力技术复杂，是多学科、综合性、高科技系统工程
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入厂验收的主要工作内容有： ①检查发动机的油标包装是否完好，附件
是否齐全。如果由于某种原因而缺件、串 件，则需附带说明书、详细说明缺件原因。
②检查发动机随带文件是否齐全，，文件 有：发动机履历本、技术说明书，以及要装 在发动机上的所有附件的履历本和技术说明书， 并与实物对证。
三、新一代航空动力材料工艺技术需求
美国IHPTET和VAATE计划，西欧ACME和AMET计划等， 列出许多新材料、新结构研究和验证项目
➢ 有机复合材料机匣 ➢ Ti2AlNb压气机转子叶片 ➢ CMC碳化硅复合材料涡轮导向器 ➢ CMSX－4单晶涡轮叶片＋NF3粉末盘整体涡轮 ➢ CMC和C/C复合材料涡轮转子 ➢ γ－TiAl扩压器和陶瓷复合材料全环燃烧室等
部分成果有望用于新一代推重比15~20发动机
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推重比15~20发动机主要技术参数和特征
风扇出口温度 500～650K
压气机出口温度 900～1000K
燃烧室出口燃气温度 2100～2200K
✓ 1级风扇+1级高压轴驱动的增压级+3级高压压气机 ✓ 高温升、长寿命、浮壁燃烧室 ✓ 两级对转超级冷却/铸冷涡轮 ✓ 超短加力燃烧室
•F119
涡
• M88-2
轮 进
• • • • F100 F404 F110
• EJ200
口 温 度
•TF30 •Spey
AL-31F
•M53
K
J79
•• AL-7 J85 • •RD-9
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材料/工艺与冷却结构对涡轮进口温度的影响
冷却降温 材料耐温
1200K
1450K
1650K
1950K (涂层50-100K)
无冷却 锻件
对流+气膜 冲击+对流+发散 超冷、铸冷
定向结晶
单晶叶片
第三代单晶
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衡量发动机技术先进性重要指标： ③高增压比 此项技术要求压气机部件有较高的级间增压比、 大喘振裕度和轻重量 WP7，π=9 F100-PW-229， π=33.6 A-300 π=19
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材料和工艺技术的发展促进了航空发动机更新换代
➢ 第一、二代发动机的主要结构件均为金属材料
➢ 第三代发动机开始应用复合材料及先进的工艺技术
➢ 第四代发动机广泛应用复合材料及先进的工艺技术
高温陶瓷和C-C复合材料燃烧室、涡轮和喷管等高温部件 树脂类复合材料风扇机匣 粉末冶金高压压气机盘 高温钛合金压气机叶片、机匣、作动筒、油管 双性能热处理涡轮盘 单晶涡轮叶片 金属间化合物喷管调节片
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解工作的质量直接影响翻修质量和成本。据统计， 有相当一部分机械故障（如打伤、压坑、毛刺、 划伤）是大分解时人为造成的。分解时机件掉地、 叶片砸坏的时有发生。强行分解造成导管成批报 废的事也发生过
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3，发动机清理
发动机长期使用后，其零件往往被油污、 积炭、锈蚀及高温氧化物等杂物所复盖，在 检查和修理零件之前必须清洗。除小型零件 和精密藕件仍采用油剂清洗外，大都采用化 学清洗、振动清洗、超声波清洗、喷砂清洗、 等离子冲刷等。
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二、工厂组织（略）
第三节 修理生产线
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基本概念：
翻修程序：翻修时候工序之间的先后次序及相 互联系叫做翻修基本生产过程的程序。 工艺流程：安装发动机大修程序进行生产安排 的生产作业路线。
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③修理性：1。以修为主，辅以必要的换件 2。以更新换件为主要的排故方法。
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翻修的等级： A，不谈任何修理，继续使用 B，个别零件的修理 C，局部分解 D，全面分解 E，整体更换，指组件和附件。
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2，对发动机进行预防性的检查和修理（翻 修时没有明显的故障，要预防性的采取措 施） 3，对发动机实施必须的加、改装（不合理 的地方进行整改） 4，外排（修理技术人员带工具去厂外排故）
入修理阶段。根据技术条件，故检人员对零件 作出修理结论，通常有合格、修复、待修或报 废四种结论。
修复类零件在翻修中占绝大部分例如：轻微磨损、变形、 裂纹、锈蚀等，用打磨、抛光、整形、焊接等方法即可 修复。
待修零件：当价格昂贵的零、组件存在较严重的故障， 而目前的修理工艺又不能修复时，可暂按待修处理。
浮动壁燃烧室
CMSX－ 4G/PWA1484+T BCs涡轮叶片， T4*提高 50~100℃，寿命 提高2～3倍
高能焊接技术（电子束、 等离子、激光、摩擦等） 和先进涂层，可显著提高 结构效率和疲劳寿命
SPF/DB钛合金空心风扇叶 片抗震及减重效果显著
Rene88DT/N18涡轮盘和压气机 盘，减重10％，寿命延长1倍 整体叶盘减重20％～30％，提 高气动效率0.1～0.2%
贵州5707，成都5701、5719，陕西5702 ，长沙
5712 ，襄樊5713，安徽芜湖 5720
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一、修理厂的任务
1，排故恢复可靠性：翻修后使发动机达到拟新状 态。
翻修的三个性质：
①拆开性：航发的结构性不好所决定的，翻修某些 部位时必须拆开。
②工厂性：翻修不是任何一级单位和机构能胜任的， 必须具备一定的修理设备和技术人员。
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结构减重 %
材料和制造工艺是航空发动机性能提高的基础
对航空发动机来说，性能的改进1/2靠材料。据预测，新材 料、新工艺和新结构对推重比12-15发动机的贡献将达50％ 以 上，从未来发展来看，甚至可占2/3。 航空发动机修理技术第章修理工厂工
艺介绍百度文库
先进冷却设计、工艺和材料大大提高了 涡轮的工作温度
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4、发动机的故障检查 故障检查有两种，一种是整机性能故障
检查，另一种是零件故障检查。一般来说， 整机性能故障是由于零件故障或装配不当引 起的
故障检查按故障性质可分为两类 ①零件机械故障检查方法： 零件的机械故障是指零件变质、变形、裂纹、 断裂、腐蚀、烧伤等。 方法：看摸闻、检测试验、无损探伤检测内部 缺陷
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报废零件：当零件故障超出修理技术标准规 定范围，无法修复、无修复价值或使用寿命已 满，必须报废。
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3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/12/17
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③查明返厂机的寿命和机种型别
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发动机总寿命：发动机从出厂服役到退役报废的 总工作时数
修理间隔寿命：发动机从出厂到第一次翻修，或 两次翻修间的工作时数
发动机工作寿命：发动机从生产出厂服役到查证时 的全部安全工作时数之和，叫发动机的已工作寿命
剩余寿命 ：用发动机设计时给定的总寿命，减去 发动机的工作寿命
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二、航空发动机的发展趋势 目前航空发动机的发展趋势为发展推重比为
15~20的发动机。
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第四代推重比10发动机的主要材料工艺
AlloyC阻燃钛合 金压气机机匣等， 减重10％
IMI834/Ti1100 等钛合金压气 机叶片及轮盘， 减重20％