某型組合傳動發電機功能失效故障分析

蔡沛軍 王嘯

【摘 要】該型組合傳動發電機用于飛機電源系統，由恒速傳動裝置和交流發電機兩部分組成，其作用是保證向機上電路提供穩定的恒頻三相交流電。在產品修理過程中，由于人為差錯出現錯裝，導致組合傳動發電機在使用過程中內部機構嚴重損壞，出現功能失效故障。為了給今后此類故障分析提供參考，本文將從該型組合傳動發電機主要結構、基本工作原理和裝配工藝等方面對此類故障進行分析。

【關鍵字】發電機；損壞；故障分析

中圖分類號： TM31 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）32-0027-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.32.012

【Abstract】This type of combined transmission generator is used in aircraft power system， which is composed of constant speed transmission device and alternator. Its function is to ensure stable constant frequency three-phase alternating current ac to the onboard circuit. In the process of product repair， due to human error， the internal mechanism of the combined drive generator is seriously damaged during operation， resulting in failure of function. In order to provide reference for the analysis of this kind of fault in the future， this paper will analyze this kind of fault from the main structure， basic working principle and assembly process of the combined transmission generator.

【Key words】Generator； Damage； Fault analysis

0 概述

該型組合傳動發電機由恒速傳動裝置（簡稱：恒裝）和交流發電機兩部分組成，恒裝由差動齒機構、離心調節器、組合泵、泵馬達、脫開機構、冷卻潤滑系統等組成，其中差動齒機構、離心調節器、泵馬達組件組成輸出轉速調節系統，保證向交流發電機提供恒定的轉速，用于交流發電機輸出頻率穩定的三相交流電。當組合發電機系統出現故障，脫開機構收到脫開信號時，將恒裝脫開，恒裝停止輸出轉速，發電機停止工作。

1 故障機理分析及定位

產品返修后，對產品進行了初步外觀檢查，組合傳動發電機外觀無異常。檢查輸入軸，確定恒裝已經斷開。分解產品，發現該組合傳動發電機內部磨損嚴重，具體情況如下：

殼體內部存在大量白色金屬屑，出口過濾器受壓后濾網已嚴重變形，濾網表面附著大量金屬屑；

速度傳感器已嚴重損壞、變形，并卡死在蓋中無法正常分解。

打開恒裝部分殼體進一步分解檢查，金屬屑遍布殼體內腔，殼體內主要功能部件如組合泵、液壓機、差動機構等部件除外表有少量的金屬屑外，沒有明顯的損傷；蓋表面有大量金屬屑，齒輪（見圖1）出現斷齒，且所有的齒面磨損嚴重；蓋內襯套和蓋本身被嚴重磨損，形成了深5mm，寬15mm的環形凹槽。用于固定軸的軸鍵嚴重磨損，且掉落在速度傳感器安裝孔中，將速度傳感器卡死。速度傳感器感應端頭已經被磨平，端頭吸附有大量金屬屑。

2 故障機理分析及整改

通過檢查結果分析，軸鍵嚴重磨損，按圖紙和工藝要求，軸鍵應安裝在軸內部的鍵槽中，起到限制齒輪和軸相對運動的作用。

工作時差動機構輸出的轉速傳動軸旋轉，軸通過軸鍵帶動齒輪一起轉動。分解時發現，該軸鍵沒有在軸的鍵槽中，卻在齒輪上表面，由此軸鍵在裝配時沒有安裝到位，軸鍵在殼體內部處于自由狀態，初步推斷發電機試驗和裝機初期工作時該軸鍵處于齒輪與軸承的空隙處，或吸附在具有磁性的速度傳感器頂端，未對產品造成工作影響。經過飛行姿態變化和震動，軸鍵移至齒輪端部，卡在齒間，發電機高速旋轉時，卡住的軸鍵將齒蹦落、磨壞殼體內部，損壞速度傳感器，速度傳感器失效，飛機電源系統控制保護器失去來自發電機的頻率信號，控制保護器啟動保護模式，向電源控制系統發出斷開恒裝信號，恒裝斷開，形成故障。

為進一步確認故障，對產品裝配過程進行了模擬復現了軸鍵裝配后脫落的情況：正常安裝時將軸鍵裝入裝軸的鍵槽中，裝上齒輪后軸鍵被齒輪限位后整體安裝到殼體內部（見圖2），在安裝完成后，操作人員在兩個狀態下可能導致齒輪軸松脫，軸鍵從鍵槽內掉出：一是安裝完軸后，為了在殼體背面安裝離心調節器的銷子，需要將殼體翻轉過來，此時，起限位作用的齒輪易出現松脫，導致軸鍵脫離。另一個狀態下是二次分解檢查，將差動機構向上從軸上拔出過程中，齒輪及易隨差動機構產生移動，軸鍵脫離而掉出。因軸鍵裝配后位置不易觀察，操作者在沒有察覺到軸鍵脫離的情況下，將齒輪和差動機構裝回原位，導致此隱性故障遺留。在發電機進行試驗或交付使用后，由于發電機內部傳動系統的告訴旋轉和振動，脫落的軸鍵進入齒輪間隨齒輪一起告訴轉動，軸鍵將蓋襯套內壁嚴重劃傷，形成大量金屬屑，同時在轉動過程中，軸鍵將齒輪的齒折斷。

該故障是典型的人為差錯，是操作人員未按要求裝配導致的質量問題。

3 結論

3.1 存在問題

當事人對發生過故障的部位不敏感，裝配過程思想不集中，裝配有缺陷，過程檢查時機和方式不正確，未發現軸鍵脫落問題，工藝執行不到位。

工藝不夠完善，修理工藝沒有關注到該點裝配過程中可能存在的風險。相關要求沒有明確納入當時已投產的工卡中。同時，檢驗點設置不合理，未能在產品完全裝配結束后設置固定檢驗工序。

質量意識教育和現場工藝紀律管理不到位。

3.2 預防措施

加強操作人員實際操作培訓，增加操作人員的質量意識。

完善工藝規程，對裝配過程中可能存在的風險進行有效識別。

加強現場的工藝紀律檢查，防止工藝執行不到位的問題再次發生。

【參考文獻】

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[2]沈興全.吳秀玲.液壓傳動與控制.第一版.國防工業出版社.2005.1.60-79.