航空發動機裝配工藝及檢測方法

摘 要：航空發動機的裝配工藝非常復雜，其涉及到眾多內容，而且范圍非常廣闊。發動機的裝配需要進行科學、嚴格的管理流程，這樣才能裝配合理。我國的航空發動機裝配已經運用了計算機輔助工藝設計，基本上實現了轉配的自動化。航空發動機的裝配要求非常高，即使在嚴格的管理下也可能會出現問題，所以進行檢測就非常重要。本文通過對航空發動機裝配工藝進行分析、討論，提出了相關檢測方法。

關鍵詞：航空發動機裝配 工藝 檢測方法

引言：

航空發動機裝配時涉及到眾多的配件，而且不同的發動機類型的相關要求，安裝流程都存在很大的區別。這也體現了航空發動機轉配工藝的復雜。一般航空發動機都是單元體的設計形式，維護上的要求基本相同，裝配工藝都基本類似。裝配過程的具體流程包含部件組裝、總裝等等。只有將其裝配工藝進行分析，才能夠提出有效合理的檢測方法，大大提高裝配精度。

一、航空發動機裝配工藝

（一）單元體裝配

航空發動機的裝配工藝上需要進行單元體的裝配，這需要將各個零件、配件組裝形成單元體，然后再對單元體進行組裝，這樣構成主單元體。在組裝的過程中需要進行附件、零件、管路的裝配。在這之后再進行附件、零件的安裝，將其與單元體進行結合成為整機。這種裝配工藝的效率非常高，而且各個單元體的裝配、分解能夠同時進行非常方便[1]。各個安裝步驟非常清晰。單元體裝配比較適合車間布局設計，也能夠靈活安排工作人員。

（二）部件組裝

部件組裝是一項大型工程，包含維修單元體、主體單元體的安裝。而在裝配的過程中的故障檢修、部件清洗、測量等工作都在該過程進行，這加大了工作量。像渦輪風扇發動機需要將轉子部件的同心度控制技術、緊密流量與密封檢測技術、渦輪導向器積量技術等技術掌握運用[2]。部件的組裝非常重要，該過程進行檢測、試驗也是非常必要的，這樣能夠使部件組裝更加準確、合理。

（三）發動機總裝

航空發動機的總裝需要將各個主單元安裝構成主機，這樣在去進行外圍結構的安裝，最后構成整機。這樣就構成了總裝的兩大部分，即主機安裝以及外部裝配。該過程與單元體裝配具有一定的相似之處，同樣該過程也要注重檢驗、測量，保證不出現安裝上的失誤。與部件安裝相比來說，總裝所需技術要求要更高。主機裝配和外部裝配相比來說，主機裝配的安裝工作較為輕松，就是進行主體單元的安裝。主機裝配雖然安裝輕松，但是卻存在一定的技術難題。目前我國在主機裝配上采用吊車定位安裝，這樣對配件的完整性會有所損害，而且這樣效率比較低。該過程也非常需要安裝工人的操作經驗，這樣才能夠使安裝準確。隨著我國技術的發展，將會在該領域進行技術上的提升，以后的安裝過程更加簡單、精準。

二、航空發動機檢測方法

隨著科技的發展進步，計算機、先進儀器等都會投入到航空發動機的裝配中，這將對我國航空發動機的裝配起到重大的影響。在檢測方法上也會得到提升，這樣能夠大大提升裝配精度。當前使用的先進檢測方法已經在我國航空發動機檢測上得以運用。這些檢測技術都具有這些特點。首先來說就是這些檢測技術都是進行實時監測，這樣能夠使安裝過程的每一步都得到準確合理的指導。然后是這些檢測方法更加科學、合理[3]。與傳統尺表不同，該方法多為相對法測量、非接觸測量，這體現了技術的先進性。還有傳感器的應用。通過傳感器來進行檢測更加準確，而且傳感器的數據讀取保存非常簡單，這簡化了數據測量，采集過程。最后是精度高、要求高。先進檢測技術的應用無疑提高了對安裝各個指標的精度。因為先進設備的高精度測量，所以才使得其要求更高。以下幾種方法是航空發動機裝配檢測中已經應用的檢測方法。

（一）轉、靜子同心度裝配檢測法

葉尖間隙的大小對發動機性能好壞的影響非常大，將間隙減小能夠明顯降低發動機對油的消耗量，使飛機能夠在空中飛行的時間更久，具有一定的優勢。當然合理的減小能夠提升其性能，若減小至過小會使轉、靜件造成碰撞，這樣就給發動機帶來很大的傷害，而且還給人們帶來了一定的安全隱患。所以說葉尖間隙的控制是航空發動機裝配過程中非常重要的一大指標。按照傳統測量方式則是進行手工測量，這樣存在誤差的程度會相對大一些，而且測量的精度也比較差。但航空發動機葉尖磨床和立式靜子機匣車床得以應用使得渦輪和靜子外環的形狀更加完美，而且精度更高。而該過程中使用的檢測技術則是轉、靜子同心度裝配檢測法，這樣能判斷轉子、靜子的相對位置。在準確性上已經得到了大幅提升。

（二）差分式排氣面積檢測法

導向器的喉道面積與發動機的性能聯系密切，其喉道面積越大，發動機的性能越好。而且喉道面積的變化對渦輪機前后溫度、推力、轉差率、轉數、耗油量等等都有著重大的影響。而且喉道面積的大小也與發動機能否穩定工作有著一定的關聯。我國當期的喉道面積測量方法有很多，多為直接測量法測量，該方法比較直接，就是通過冷態當量排氣面積計算公式，對其截面和高度進行測量、計算。測量方法可以采用測具法，但是加大了工作量，而且效率還很低，具有眾多的缺陷[4]。也可以采用三坐標測量機法，首先是按照測量要求，編制測量程序，在用夾具快速進行大量測量，但該方法僅用于新葉片的檢測。而差分式排氣面積檢測法的提出應用有效提高了排氣面積特征參數的精度，而且效率非常高，可進行實時測量。

（三）智能檢測技術方法

該測量方法是一種采用人工智能技術的檢測方法，該方法以一定的專業知識與數學建模來進行檢測。該方法在神經網絡檢測、檢測分析上使用廣泛。將該技術得以應用能夠有效提升檢測的水平。

三、結束語

航空發動機的裝配工藝技術原理相類似，加上我國科技的發展，以后在航空發動機裝配工藝上將會更加方便，實現自動化配件連接，更加體現自動化的特征。再加上先進檢測技術的應用，我國航空發動機的安裝將會更加科學、安全。

參考文獻：

[1] 姜天華， 嚴洪森， 汪崢，等. 不確定知識化制造環境下航空發動機裝配車間滾動自進化[J]. 機械工程學報， 2017， 53（1）：165-173.

[2] 于宏軍， 朱瑾. 基于單元體設計的航空渦扇發動機裝配標準研究[J]. 航空標準化與質量， 2016（4）：3-6.

[3] 丁司懿， 金隼， 李志敏，等. 航空發動機轉子裝配同心度的偏差傳遞模型與優化[J]. 上海交通大學學報， 2018， 52（1）：54-62.

[4] 陳志英， 劉勇， 周平，等. 基于改進Taguchi方法的航空發動機 裝配成功率計算方法[J]. 推進技術， 2018， 39（3）：653-659.

作者簡介：彭偉（1985-）男，江西省樟樹市，大學本科.研究方向：航空發動機裝配工藝。