某型空氣起動機渦輪處漏油故障分析

譚蓉 馬洪勇 梁雷子

摘要：針對某型空氣起動機在外場使用時出現渦輪處漏油故障現象，對故障原因進行了分析，制定了針對性的修理及預防措施，解決了空氣起動機渦輪處漏油故障。

關鍵詞：空氣起動機；漏油；修理；預防

Keywords：air starter；oil leakage；repair；precaution

1 故障現象

某型空氣起動機由空氣調節裝置和起動機組件兩部分組成。工作時，在起動機組件內部加注120mL潤滑油，用于潤滑高速旋轉的行星齒輪組件，屬于自帶獨立的潤滑系統。此潤滑系統一端由彈性密封裝置密封，另一端由皮碗密封，發生漏油的部位在彈性密封裝置一端（見圖1）。該密封裝置包含帶軸承襯套的渦輪殼體、渦輪軸、前中后密封襯套及2件彈性密封環共6項零組件。漏油故障表現為空氣起動機使用或停放過程中沿渦輪殼體表面漏油。

2 故障原因分析

從空氣起動機渦輪處的密封裝置結構和原理分析，建立空氣起動機渦輪處漏油故障樹（見圖2），影響漏油的零組件為渦輪殼體組件內的軸承襯套和彈性密封環。可能的漏油途徑有三處：彈性密封環開口處；彈性密封環與前中后密封襯套配合端面處；軸承襯套內孔與彈性密封環配合處。漏油原因包括：起動機內加注滑油過多、彈性密封環裝配后的開口間隙大、2件彈性密封環開口未錯開（或錯開角度較小）、端面間隙大、軸承襯套內孔磨損、彈性密封環因翹曲變形使兩端面平行度超差、軸承襯套或彈性密封環圓柱度超差等。

1）軸承襯套內孔與彈性密封環配合處漏油

彈性密封環在自身彈力作用下貼緊在軸承襯套內孔表面，通過配合表面之間形成的油膜進行密封。造成該部位漏油的可能原因有兩個，一是軸承襯套內孔或彈性密封環外圓的圓柱度超差，兩者貼合不好，油膜不易形成，當存在縫隙較大時，從縫隙處漏油；二是軸承襯套內孔磨損（見圖3），內孔尺寸變大而超差，彈性密封環在彈力作用下不能彌補其間隙量而漏油。

2）彈性密封環與前中后密封襯套端面處漏油

彈性密封環裝配在前、中間、后密封襯套形成的環槽內（見圖4），其端面與前中后密封襯套端面間存在相對運動，屬于動密封，靠保證端面間隙和油膜來密封。彈性密封環在工作中易翹曲變形，使兩端面平行度超差，與各密封襯套之間的端面間隙相對變小（局部可能為零），無法形成穩定的油膜；同時因間隙變小，彈性密封環易卡滯在前中后密封襯套形成的槽內，隨渦輪軸一起高速旋轉（最大工作轉速達50000r/min），從而造成軸承襯套內孔異常磨損而漏油。

3）彈性密封環開口處漏油

當彈性密封環裝配到軸承襯套內孔后，其開口間隙A（見圖5）大于規定或兩件彈性密封環的開口安裝位置未錯開90°～180°，會從開口處漏油。

3 修理及預防措施

針對漏油故障原因，制定修理及預防措施。

1）針對軸承襯套內孔尺寸和圓柱度超差問題，修理時控制軸承襯套內孔尺寸不大于Φ22.023mm，圓柱度誤差不大于0.005mm，若不符合要求則更換新品軸承襯套。

3）為保證空氣起動機工作時彈性密封環與軸承襯套的貼合度，裝配時將彈性密封環放入軸承襯套內孔的工作位置，彈性密封環與軸承襯套內孔間不允許透光。

4）為防止開口間隙過大而漏油，彈性密封環裝配后的開口間隙應控制在0.1～0.15mm。

5）為防止彈性密封環裝配后端面間隙過大，裝配時將端面間隙控制為0.08～0.15mm，同時應保證彈性密封環在自身重力作用下應能在槽內自由移動，防止工作中出現因不能靈活移動而產生卡滯。

4 措施有效性驗證

對存在渦輪處漏油故障的空氣起動機貫徹上述修理及預防措施后，在試驗器上檢查密封性合格。跟蹤了其中10臺空氣起動機參加的工廠試車情況，未發現漏油現象。選取其中一臺空氣起動機，在工廠試驗器上進行110次試驗器考核后再裝配在發動機上，搭車參加750h發動機長期試車考核，在長期試車考核過程中未發現漏油現象。分解檢查彈性密封環、軸承襯套等無異常磨損，跟蹤近兩年來的外場使用情況，未發生該型空氣起動機渦輪處漏油故障。

5 結論

通過以上驗證得出，以上制定的修理及預防措施有效，解決了空氣起動機渦輪處漏油故障，提高了空氣起動機的外場使用可靠性。

作者簡介

譚蓉，高級工程師，從事航空發動機滑油附件技術工作。

馬洪勇，高級工程師，從事航空發動機冷部件技術工作。

梁雷子，助理工程師，從事航空發動機附件技術和質量管理工作。