航空发动机装配技术分析

航空发动机装配技术分析

李长宏

海翔机械厂 河北 邯郸 057159

摘要：在我国大力发展航空工业的过程中，航空发动机发挥着重要作用，而航空发动机发展的核心在于发动机装配技术。基于此，有必要对航空发动机装配关键技术进行深入研究，这对我国航空工业的发展具有深远的意义。本文从航空发动机装配关键技术所涉及的内容入手，对航空发动机装配技术进行了详细阐述，有助于提高发动机装配质量和装配效率。

关键词：航空发动机；装配技术；航空工业

航空发动机是一种高度复杂和精密的总成，具有较大的总尺寸和重量以及许多工序。在装配过程中，需要调整发动机装配姿态，以满足可操作性，从而完成整机装配任务，如单元传动装配、外部管路安装等。姿态调整的合理、美观设计以及具有不同操作功能的发动机整体装配工艺，对科研生产效率和辅助资源的利用有着重要影响。

1、现状

国外发动机大多采用先进的多自由度装配技术，实现了小旁通比发动机运行过程中提升、旋转或倾覆姿态调整技术的集成。国内发动机装配技术受定高、定姿调整等因素影响，与国外相比仍有一定差距。具体性能如下：（1）发动机转弯半径大，受一维节距翻转和垂直安装工艺的限制，轴线离地面高度超过2m，许多工艺操作人员需要爬升两次，造成交叉作业和效率低下（2）发动机外部管路和附件大部分集中在局部。受一维俯仰翻转和水平安装工艺的限制，将发动机放置在附件下方的过程很多，需要在发动机下方俯仰姿态下完成，操作强度高，安全性差（3）装配，发动机核心机的转移和总装工序需要借助不同的结构资源进行，整机的工艺衔接较差。

2、航空发动机装配技术

2.1航空发动机装配关键技术

虚拟装配技术和数字化柔性设计是航空发动机装配过程中的核心技术。虚拟装配技术在航空发动机装配技术中占有重要地位。所谓虚拟装配，是指对航空发动机装配行业进行虚拟仿真，为航空发动机装配提供可视化的装配过程，帮助航空发动机发现设计问题，提高装配质量。数字化柔性设计包括实体造型、工艺设计、基于几何公差的公差分析技术等。在应用这些技术的过程中，我们可以结合过去的丰富经验，结合现代计划运营模式，引入数字化管理工具。这可以促进这些技术在航空发动机装配中发挥更大的作用，从而全面提高航空发动机装配质量，提高装配效率，推动航空发动机装配技术实现质的飞跃。

2.2装配过程数字化柔性设计

2.2.1实体建模技术

虚拟装配航空发动机模型时，首先需要充分考虑设计方案中的要求，准确分析发动机尺寸的情况，关键性尺寸要明确化。其次需要立足技术层面和理论层面，研究建模的各种方法，应用科学的建模技术。实体建模技术要研究尺寸随机建模的情况，结合具体情况，分析建模时需应用的方法。主要方法包含电子表格驱动图形、表达式和特征驱动图形、系统尺寸和参数约束等，这些方法都能够构建实体模型。

2.2.2规划设计装配过程

根据发动机总成的工作条件，对其工作过程有扎实的了解和掌握。将零部件和产品的各种信息引入系统，将装配的知识库和资源库结合起来，自动生成工作流的相关功能。三维数模设计是发动机产品设计的基础。建立量具、量具、工装等各种资源库，建立科学的工艺设计和管理工作流程；结合装配基准、定位方法和装配单元信息，建立了装配过程仿真的外部环境，提供了装配路径和生成的防撞路径、自动检测功能和轨迹，并对装配过程的可行性进行了深入分析。基于三维模型的装配分析，实现可视化仿真，研究装配过程的人性化特征，模拟零件之间的关系，并研究装配工作的准确性，确保能够方便有效地进行装配工作，节省时间和数据。

2.2.3基于几何公差的装配公差分析技术

基于几何公差的装配公差分析技术是通过选择和使用最佳的计算方法，对包括装配公差和零件公差在内的模型进行分析。无需考虑零件表面的粗糙度和圆度，并与配合面完全配合；如果其中一个曲面不够光滑，则需要通过点和曲面的匹配和接触成功完成整个装配过程。所建立的平面属于虚拟匹配曲面，可以显示各种曲面之间的匹配。如果它们之间的匹配有问题，也可以直观地显示出来。

3、发动机制造过程清洁度控制方法

为实现发动机制造全过程清洁度规范控制要求，必须识别过程中的关键控制点，制定有针对性的过程方法和措施。1） 关键控制点1：零部件加工工艺。复杂齿轮箱内腔及零件内部小油道孔加工时，容易产生切屑残留。切屑一般呈卷曲状，卡在齿轮箱内腔或油道孔的拐角处，不能通过冲洗去除。但是，该零件内残留的金属屑会成为发动机的无形杀手，危害极大，在该零件加工完成后，一般采用高精度的孔探仪进行全面检测。对于油路孔，一般采用钢球通过试验进行检查，以确定是否有过量污染。如果是，应立即拆除。2） 关键控制点2：零件清洁过程。为了控制装配过程中过度污染的隐患，需要建设一条分阶段清洗线。在第一阶段，工序之间的清洁与产品交付前的清洁分开，以消除多余的清洁。第二阶段是建立独立的出厂前清洁生产线。3） 关键控制点3：发动机装配过程。发动机装配过程是整个制造过程中的最后一道工序，是清洁度控制的重要过程。组装前应清洁零件；然后进行外观检查：确保零件表面无磕碰、碰撞等机械损伤，无锈蚀、油漆层脱落、锐边、毛刺等外观缺陷；装配过程中，应及时清理多余材料。安装自锁螺母等紧固件时产生的金属屑，应及时用真空吸尘器清除，流动过多的胶水应及时用干净的试纸清除；对于熔断件，在安装时应记录和清点切割的熔断头，实物应与记录一致，以防止切割时熔断器溅入发动机；在装配过程中，零件的配合面应用油润滑，以避免摩擦造成过度污染。

结语

在影响发动机发展与进步的各项现代化科学技术中，航空发动机装配技术属于至关重要的一项技术，每一个制造和设计发动机的单位，都必须深入分析和研究装配发动机的重要技术，积极进行突破和创新，强化数字化管理，避免在装配过程中产生经济损失或装配失误，全面提升装配发动机的质量与效率，与此同时，充分提高生产航空发动机的能力以及所生产的产品质量。对虚拟装配发动机技术展开深入分析和研究，针对其开展数字化柔性设计，可以促进装配发动机工作朝着智能化、科学化的方向继续发展与进步，也能够促进装配发动机的工作更为可靠，可信度更高，实现航空发动机事业稳定而快速的进步。

参考文献

[1]章维.航空发动机数字化装配技术分析[J].中国新技术新产品,2018,(12):8-9.

[2]马立伟,刘博,霍阳.基于数字化技术的航空发动机装配分析[J].内燃机与配件,2018,(13):91-92.

[3]于群,孙方成,石宏.航空发动机装配技术的应用及其发展趋势[J].山东工业技术,2018,(3):57.

[4]范鸣玉,张莹.最优化技术基础[M].北京:清华大学出版社,1982.

[5]周东华,孙优贤.控制系统的故障检测与诊断技术[M].北京:清华大学出版社,1994.

[6]航空涡轮发动机监视系统译文辑[M].航空航天工业部三〇一研究所,1992.

[7]刘东.有关航空发动机装配数字化关键技术研究与实现的分析[J].民营科技,2016,(10):1.