CN103056444A - 延长发动机低压压气机一级机盘寿命的修复加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种延长发动机低压压气机一级机盘寿命的修复加工方法，主要包括以下工艺步骤：将盘槽底调整至与XZ面平行，槽底两端高低误差不大于0.1mm；调整盘槽底在Y轴方向的高度至拉刀走刀高度；调整盘槽在Z轴方向至拉刀走刀方向，且槽两端偏斜误差不大于0.2mm；调整盘槽侧壁母线在Z轴方向与拉刀走刀方向一致，且误差不大于0.2mm；调整盘槽对称中心轴线与拉刀盒对称中心轴线重合；用拉刀拉削盘槽底与槽壁连接过渡区R处，拉削去除过渡区的疲劳裂纹。本发明能在满足强度要求的前提下，机盘可以安全继续使用，大大延长了机盘的使用寿命，较之更换新的一级机盘维修成本大大低。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机低压压气机一级盘技术领域，特别涉及延长航空发动机低压压气机一级盘寿命的修复加工方法。
背景技术
航空发动机压气机转子主要由盘、环、叶片等及相应的附件构成。某型号航空发动机的低压压气机转子是由低压第一、二、三级压气机盘组成，压气机盘由轮盘和安装在轮盘槽内的叶片构成。低压压气机转子运转时，由盘槽的两个侧面承受叶片回转产生的离心力，由于盘槽的特定结构，会在盘槽底部与盘槽侧壁连接过渡区R处产生应力集中，又由于第一级压气机盘位于发动机进气口位置，工作环境十分恶劣，盘槽与叶片装配处属于叶片承受气流力最大的部位，低压压气机转子运转一定的时间，会在盘槽底部与盘槽侧壁连接过渡区R处产生疲劳裂纹，该裂纹深度会随着转子运转时间的增加而增加, 当裂纹深度到达一定程度后直接威胁发动机的使用安全性能和飞机的飞行安全。因此，当连接过渡区R处出现疲劳裂纹，为了保障飞机飞行安全，必需及时消除该隐患。现有技术消除盘槽底部与盘槽侧壁连接过渡区R处疲劳裂纹威胁的方法，是直接报废过渡区R处出现疲劳裂纹的第一级压气机盘，用新的压气机盘来更换。但第一级压气机盘，由于受轮盘材质、盘槽加工形状等影响，加工难度大，加工周期长，因此机盘的造价十分昂贵，一个第一级压气机盘的造价可高达上百万元，更换新的压气机盘的代价非常昂贵，飞机维修成本非常高。鉴于此，飞机维修的现实急需研究开发出一种既能消除盘槽底部与盘槽侧壁连接过渡区R处出现的疲劳裂纹，消除疲劳裂纹带来的威胁，延长发动机使用寿命，又能大大降低飞机维修成本的新方法。
发明内容
针对现有技术消除盘槽底部与盘槽侧壁连接过渡区R处疲劳裂纹威胁方法的不足，本发明的目的旨在提供一种延长发动机低压压气机一级机盘寿命的修复加工方法，以克服现有技术以更换新的压气机盘消除盘槽底部与盘槽侧壁连接过渡区R处的疲劳裂纹带来的威胁所存在代价成本昂贵的问题。
本发明提供的延长发动机低压压气机一级机盘寿命的修复加工方法，主要包括以下工艺步骤：
（1）将盘槽底调整至与XZ面平行，盘槽底两端高低误差不大于0.1mm；
（2）调整盘槽底在Y轴方向的高度至拉刀走刀高度；
（3）调整盘槽在Z轴方向至拉刀走刀方向，且槽两端偏斜误差不大于0.2mm；
（4）调整盘槽侧壁母线在Z轴方向与拉刀走刀方向一致，且误差不大于0.2mm；
（5）调整盘盘槽对称中心轴线与拉刀盒对称中心轴线重合；
（6）用拉刀拉削盘槽底与槽壁连接过渡区R处，拉削去除过渡区R处的疲劳裂纹。
在上述技术方案中，在修复加工一级盘槽之前最好先拉削试件，当所拉削的试件经检验合格后再拉削要修复的一级机盘槽。
在上述技术方案中，在拉削去除过渡区R处疲劳裂纹，拉削深度相对于槽底和槽壁最好控制在不大于0.5 ±0.1mm，以保证一级机盘轮盘的整体强度。
在上述技术方案中，调整盘槽底至XZ面平行，可采用杠杆表打盘槽底的方式进行调整，也可采用盘槽底悬挂放置平尺吊刀块的方式进行调整。所述盘槽底悬挂放置平尺吊刀块，即为将吊刀块悬挂在盘槽底上，平尺放置在吊刀块上，且控制平尺100.0mm长度不平行度不大于0.002mm。
在上述技术方案中，所述调整盘槽侧壁母线与走刀方向一致的方式，最好可采用将吊刀块插入盘槽中，用手灯照射观察吊刀块两侧面与刀盒两侧面接触的情况进行调整。
在上述技术方案中，所述盘槽对称中心轴线与拉刀盒对称中心轴线重合的调整，最好采用先在吊刀块两侧面或盘槽两侧壁面着色，然后再将吊刀块插入盘槽，观察盘槽两侧壁面或吊刀块两侧面着色是否均匀进行调整。
本发明的发明人通过深入的理论分析和反复推算，提出了本发明所公开的延长发动机低压压气机一级机盘寿命的修复加工方法，并通过实验证明本发明的方法是可行有效的，既可以有效去除盘槽过渡区R处疲劳裂纹，在满足强度要求的前提下，机盘可以安全继续使用，大大延长了机盘的使用寿命，较之更换新的一级机盘维修成本大大低。本发明的完成与公开具有极大的经济效益。
附图说明
附图1是低压压气机一级机盘轴向剖视结构示意图。
附图2是低压压气机一级机盘局部轴视结构示意图。
附图3是修复前的盘槽过渡区R处的结构示意图。
附图4是修复后的盘槽过渡区R处的结构示意图。
上述附图中各图示标号标识的对象分别为：1-一级机盘的辐板；2-一级机盘的轮缘；3-盘槽；R-盘槽底部与盘槽侧壁连接过渡区。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。有必要指出的是，实施例只用于对本发明做进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，所属领域技术熟悉人员根据上述发明内容，对本发明做出一些非本质的改进和调整进行具体实施，是非常容易做到的，因此，这样的改进与调整应仍属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例的延长发动机低压压气机一级机盘寿命的修复加工方法，主要包括以下工艺步骤：
（1）采用杠杆表打盘槽底的方式，将盘槽3底调整至与XZ面平行，槽底两端高低误差不大于0.1mm；
（2）调整盘槽底在Y轴方向的高度至拉刀走刀高度；
（3）调整盘槽在Z轴方向至拉刀走刀方向，且盘槽两端偏斜误差不大于0.2mm；
（4）采用吊刀块插入盘槽中，用手灯照射观察吊刀块两侧面与刀盒两侧面接触的情况调整盘槽侧壁母线，在Z轴方向与拉刀走刀方向一致，且误差不大于0.2mm；
（5）在吊刀块两侧面着色，然后再将吊刀块插入盘槽，观察盘槽两侧壁面着色情况，调整机盘槽对称中心轴线与拉刀盒对称中心轴线重合；
（6）用拉刀拉削机盘槽底与槽壁连接过渡区R处，拉削去除过渡区R处的疲劳裂纹，拉削深度为不大于0.5 ±0.1mm。
实施例2
本实施例延长发动机低压压气机一级机盘寿命的修复加工方法，与实施例1的方法基本相同，所不同的地方，一是在修复加工一级机盘槽之前先拉削一试件，当所拉削的试件经检验合格后再拉削要修复一级机盘盘槽。二是采用盘槽悬挂放置平尺吊刀块的方式，将盘槽底调整至与XZ面平行。所述盘槽悬挂放置平尺吊刀块，即为将吊刀块悬挂在盘槽底上，平尺放置在吊刀块上，且控制平尺100.0mm长度不平行度不大于0.002mm。三是先在盘槽两侧壁面着色，然后再将吊刀块插入盘槽内，通过观察吊刀块两侧面着色情况对盘槽对称中心轴线与拉刀盒对称中心轴线进行重合调整。
Claims (10)
1.一种延长发动机低压压气机一级机盘寿命的修复加工方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
（1）将盘槽底调整至与XZ面平行，槽底两端高低误差不大于0.1mm；
（2）调整盘槽底在Y轴方向的高度至拉刀走刀高度；
（3）调整盘槽在Z轴方向至拉刀走刀方向，且槽两端偏斜误差不大于0.2mm；
（4）调整盘槽侧壁母线在Z轴方向与拉刀走刀方向一致，且误差不大于0.2mm；
（5）调整盘槽对称中心轴线与拉刀盒对称中心轴线重合；
（6）用拉刀拉削盘槽底与槽壁连接过渡区R处，拉削去除过渡区R处的疲劳裂纹。
2.根据权利要求1所述的延长发动机低压压气机一级机盘寿命的修复加工方法，其特征在于在修复加工一级盘槽之前先拉削试件，所拉削的试件经检验合格后再拉削要修复的一级盘槽。
3.根据权利要求1所述的延长发动机低压压气机一级机盘寿命的修复加工方法，其特征在于拉削去除过渡区R处裂纹层的深度为，相对于槽底和槽壁不大于0.5 ±0.1mm。
4.根据权利要求1或2或3所述的延长发动机低压压气机一级机盘寿命的修复加工方法，其特征在于盘槽底调整至与XZ面平行，采用杠杆表打盘槽底的方式进行调整，或采用盘槽悬挂放置平尺吊刀块的方式进行调整。
5.根据权利要求4所述的延长发动机低压压气机一级机盘寿命的修复加工方法，其特征在于所述盘槽悬挂放置平尺吊刀块为将吊刀块悬挂在盘槽上，平尺放置在吊刀块上，平尺100.0mm的长度不平行度不大于0.002mm。
6.根据权利要求1或2或3所述的延长发动机低压压气机一级机盘寿命的修复加工方法，其特征在于所述调整盘槽侧壁母线与走刀方向一致的方式，是采用将吊刀块插入盘槽中，用手灯照射观察吊刀块两侧面与刀盒两侧面接触的情况进行调整。
7.根据权利要求5所述的延长发动机低压压气机一级机盘寿命的修复加工方法，其特征在于所述调整盘槽侧壁母线与走刀方向一致的方式，是采用将吊刀块插入盘槽中，用手灯照射观察吊刀块两侧与刀盒两侧面不接触的方式进行调整。
8.根据权利要求1或2或3所述的延长发动机低压压气机一级机盘寿命的修复加工方法，其特征在于所述盘槽对称中心轴线与拉刀盒对称中心轴线重合的调整，是采用先在吊刀块两侧面或盘槽侧壁面着色，然后再将吊刀块插入盘槽，观察盘槽两侧壁面或吊刀块两侧面着色是否均匀进行调整。
9.根据权利要求6所述的延长发动机低压压气机一级机盘寿命的修复加工方法，其特征在于所述盘槽对称中心轴线与拉刀盒对称中心轴线重合的调整，是采用先在吊刀块两侧面或盘槽侧壁面着色，然后再将吊刀块插入盘槽，观察盘槽两侧壁面或吊刀块两侧面着色是否均匀进行调整。
10.根据权利要求7所述的延长发动机低压压气机一级机盘寿命的修复加工方法，其特征在于所述盘槽对称中心轴线与拉刀盒对称中心轴线重合的调整，是采用先在吊刀块两侧面或盘槽侧壁面着色，然后再将吊刀块插入盘槽，观察盘槽两侧壁面或吊刀块两侧面着色是否均匀进行调整。
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