CN106670721A - 起动机涡轮叶轮的深度修理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种起动机涡轮叶轮的深度修理方法，包括如下步骤：选取有裂纹的起动机涡轮叶轮整体，用机械加工的方法去除有裂纹的起动机涡轮叶轮轴部分；选用与原涡轮叶轮材料相近的TC4钛合金材料加工新起动机涡轮叶轮轴；将待焊接的起动机涡轮叶轮和新起动机涡轮叶轮轴清洗干净；加温起动机涡轮叶轮至150℃～160℃，用低温装配法将新起动机涡轮叶轮轴装入起动机涡轮叶轮中、且安装到位；打磨掉新起动机涡轮叶轮轴、起动机涡轮叶轮组件焊接区域内的氧化层，并清洗干净；焊接新起动机涡轮叶轮轴、起动机涡轮叶轮组件；对加工后起的新起动机动机涡轮叶轮整体进行无损探伤检查。具有节约成本，提高叶轮的可用性的优点。
Description
技术领域
本发明涉及航空起动机技术领域，更具体地说它是起动机涡轮叶轮的深度修理方法。
背景技术
3505945空气起动机是现今民用飞机B737NG上发动机起动系统常用气动部件，空气起动机是用来为发动机的起动提供动力。
在空气起动机的修理中经常发现起动机的涡轮叶轮(TURBINEWHEEL)轴的螺纹处有裂纹，该处是小齿轮的安装位置，又是预紧螺母的安装位置，既受剪切力又受预紧拉力，是整个叶轮的薄弱部位和关键部位，对产品的使用有至关重要的作用；此件新件价较高，订购周期较长，3505945部件维护手册上又未指明该损坏的修理方法，所以只能报废整个叶轮。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种起动机涡轮叶轮的深度修理方法，节约成本，提高叶轮的可用性，对叶轮的叶轮轴进行修理，不破坏涡轮叶轮叶片的受力布局，对装配和使用无影响，能满足起动机的使用要求。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：起动机涡轮叶轮的深度修理方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：选取有裂纹的起动机涡轮叶轮整体，用机械加工的方法去除有裂纹的起动机涡轮叶轮轴部分；
步骤2：选用与原涡轮叶轮材料相近的TC4钛合金材料加工新起动机涡轮叶轮轴；
步骤3：将待焊接的起动机涡轮叶轮和新起动机涡轮叶轮轴清洗干净；
步骤4：加温起动机涡轮叶轮至150℃～160℃，采用低温装配法将新起动机涡轮叶轮轴装入起动机涡轮叶轮中、且安装到位；
步骤5：打磨掉新起动机涡轮叶轮轴、起动机涡轮叶轮组件焊接区域内的氧化层，并清洗干净；
步骤6：采用真空电子束焊焊接新起动机涡轮叶轮轴、起动机涡轮叶轮组件；
步骤7：无损探伤检查焊缝质量；
步骤8：对组装后的新起动机涡轮叶轮整体进行加工，使其达到固有尺寸要求；
步骤9：对加工后的新起动机涡轮叶轮整体进行无损探伤检查；
步骤10：对加工后的表面进行硬化处理。
在上述技术方案中，加工所述新起动机涡轮叶轮轴时，所述新起动机涡轮叶轮轴外径尺寸与所述新起动机涡轮叶轮的内孔径配合加工。保证安装时所需过盈量要求。
在上述技术方案中，通过数控机床加工组装后的新起动机涡轮叶轮整体。使加工尺寸达到固有要求。
在上述技术方案中，加工时，使用三坐标测量仪测量新起动机涡轮叶轮整体。保证加工后的新起动机涡轮叶轮整体尺寸满足要求。
本发明具有如下优点：
(1)将有裂纹的叶轮进行加工，去掉有裂纹的叶轮轴，保留比较难加工的叶轮部分；再加工较易加工的叶轮轴，然后再将二者组焊在一起，并在组件上加工配合和重要尺寸，以保证零件精度，最后对零件加工表面进行硬化处理；从而使零件恢复原叶轮性能；
(2)对叶轮的叶轮轴进行修理，不破坏涡轮叶轮叶片的受力布局，对装配和使用无影响，能满足起动机的使用要求；
(3)数控机床加工和精密测量保证空气起动机叶轮轴的配合尺寸和同轴度；
(4)叶轮轴是叶轮的定位和支撑部分，对叶轮的整体受力布局影响较小；修理处采用强度一样的TC4进行替换，对叶轮整体性能无影响；
(5)焊接采用常用的真空电子束焊，确保涡轮叶轮基体与补充加工的叶轮轴的材料完全融焊在一起，保证了焊接组件的强度；
(6)起动机涡轮叶轮新件价格约为16000美元、订购周期约5个月，本发明维修成本约320美元、仅需约10小时工时可完成修复，节约成本；提高叶轮的可用性。
附图说明
图1为本发明有裂纹的起动机涡轮叶轮整体结构示意图。
图2为本发明有裂纹的起动机涡轮叶轮加工结构示意图。
图3为本发明新起动机涡轮叶轮轴加工结构示意图。
图4为本发明起动机涡轮叶轮整体加工组装结构示意图。
图5为本发明起动机涡轮叶轮整体最终加工结构示意图。
图中1-起动机涡轮叶轮,2-有裂纹的起动机涡轮叶轮轴,21-新起动机涡轮叶轮轴,3-有裂纹的起动机涡轮叶轮整体,31-新起动机涡轮叶轮整体。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点更加清楚和容易理解。
参阅附图可知：起动机涡轮叶轮的深度修理方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：选取有裂纹的起动机涡轮叶轮整体3，用机械加工的方法去除有裂纹的起动机涡轮叶轮轴2部分(加工原理图如图1、图2所示)；
步骤2：选用与原涡轮叶轮材料相近的TC4钛合金材料(材料技术标准：GB/T3620.1-94)加工新起动机涡轮叶轮轴21(加工原理图如图3所示)；
步骤3：将待焊接的起动机涡轮叶轮1和新起动机涡轮叶轮轴21清洗干净；
步骤4：加温起动机涡轮叶轮1至150℃～160℃，采用低温装配法将新起动机涡轮叶轮轴21装入起动机涡轮叶轮1中、且安装到位(组装原理图如图4所示)；
步骤5：打磨掉新起动机涡轮叶轮轴21、起动机涡轮叶轮1组件焊接区域内的氧化层，并清洗干净；
步骤6：采用真空电子束焊焊接(焊接标准执行AWS D17.1：2001)新起动机涡轮叶轮轴21、起动机涡轮叶轮1组件；
步骤7：无损探伤检查焊缝质量(技术标准执行ASTME-1417和HDSPM-202/204)；
步骤8：对组装后的新起动机涡轮叶轮整体31进行加工，使其达到固有尺寸要求；
步骤9：对加工后的新起动机涡轮叶轮整体31进行无损探伤检查；
步骤10：对加工表面进行硬化处理。
加工所述新起动机涡轮叶轮轴21时，所述新起动机涡轮叶轮轴21外径尺寸与所述起动机涡轮叶轮1的内孔径配合加工。
通过数控机床加工组装后的新起动机涡轮叶轮整体31。
加工时，使用三坐标测量仪测量新起动机涡轮叶轮整体31。
其它未说明的部分均属于现有技术。
Claims (4)
1.起动机涡轮叶轮的深度修理方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：选取有裂纹的起动机涡轮叶轮整体(3)，用机械加工的方法去除有裂纹的起动机涡轮叶轮轴(2)部分；
步骤2：选用与原涡轮叶轮材料相近的TC4钛合金材料，采用机械加工的方法加工新起动机涡轮叶轮轴(21)；
步骤3：将待焊接的起动机涡轮叶轮(1)和新起动机涡轮叶轮轴(21)清洗干净；
步骤4：加温起动机涡轮叶轮(1)至150℃～160℃，采用低温装配法将涡轮叶轮轴(21)装入起动机涡轮叶轮(1)中，且安装到位；
步骤5：打磨掉新起动机涡轮叶轮轴(21)、起动机涡轮叶轮(1)组件焊接区域内的氧化层，并清洗干净；
步骤6：采用真空电子束焊焊接新起动机涡轮叶轮轴(21)、起动机涡轮叶轮(1)组件；
步骤7：无损探伤检查焊缝质量；
步骤8：对组装后的新起动机涡轮叶轮整体(31)进行加工；
步骤9：对加工后的新起动机涡轮叶轮整体(31)进行无损探伤检查；
步骤10：对加工后的表面进行硬化处理。
2.根据权利要求1所述的起动机涡轮叶轮的深度修理方法，其特征在于：加工所述新起动机涡轮叶轮轴(21)时，所述新起动机涡轮叶轮轴(21)外径尺寸与所述起动机涡轮叶轮(1)的内孔径配合加工。
3.根据权利要求1或2所述的起动机涡轮叶轮的深度修理方法，其特征在于：通过数控机床加工组装后的新起动机涡轮叶轮整体(31)。
4.根据权利要求3所述的起动机涡轮叶轮的深度修理方法，其特征在于：加工时，使用三坐标测量仪测量新起动机涡轮叶轮整体(31)。
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