CN107421685B - 活塞式测扭机构的衬套的磨合方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种活塞式测扭机构的衬套的磨合方法，测扭机构包括安装于发动机的机匣中的活塞，活塞与发动机中的减速器的中间齿轮轴向联动配合，活塞的前端面与机匣的内壁之间形成调制压力腔，活塞的外周面装设有衬套，衬套具有与内壁配合的配合面，磨合方法包括以下步骤：步骤S100，向调制压力腔中注入流体，流体对活塞的前端面产生冲击力从而推动活塞沿轴向往后移动，使得衬套的配合面与内壁之间产生摩擦；步骤S200，解除注入流体，推动活塞沿轴向往前移动，使得配合面与内壁之间产生摩擦；重复步骤S100和步骤S200，直至配合面被磨合至满足预定要求。本发明的方法无需分解发动机，能降低人工劳动强度，减少工作量，周期短，成本低。

Description

活塞式测扭机构的衬套的磨合方法

技术领域

本发明涉及航空发动机的活塞式测扭机构领域，特别地，涉及一种活塞式测扭机构的衬套的磨合方法。

背景技术

在航空发动机，特别是涡轴发动机中，一般都设计有测扭机构(扭矩测量装置)，用来测量发动机工作过程中的扭矩，给用户提供相关扭矩信息。

现有一种用于涡轴发动机的测扭机构为活塞式，例如中国专利CN201310262892.8中公开的扭矩测量装置。可参照图1，其工作原理是通过测取调制压力腔11的滑油调制压力来感受中间齿轮3所受的扭矩。其中滑油调制压力作用于活塞2的前端面20，并平衡与活塞2连在一起的中间齿轮3(斜齿圆柱齿轮)的轴向力(轴向力随载荷变化)。在轴向力的作用下，活塞2随中间齿轮3一起移动，改变从泄油口12漏入齿轮内腔内的油量，使活塞2对应于每个轴向力都有一个新的平衡位置。而在不同的位置，滑油调制压力是不同的，滑油调制压力与发动机输出扭矩之间呈正比关系。通过测取的滑油调制压力值，并通过上述正比关系可得到发动机输出扭矩。这种活塞式测扭机构在安装时，需用衬套4、O形密封圈6来用于活塞2外周面21与机匣1之间的密封。

为保证扭矩测量的准确性，在车台需要对滑油调制压力进行校核。具体来说，就是当滑油温度分别为60℃和90℃，滑油调制压力PHCM分别为100kPa、150kPa、200kPa、250kPa、300kPa、350kPa时录取实际的扭矩值C，并绘制成扭矩曲线，该曲线合格的标准如下：

1)PHCM＝350kPa，在滑油温度为60℃和90℃，两条曲线的偏差应≤1daN.m；

2)当76daN.m<C<76.1daN.m时，305kPa<PHCM<380kPa；

3)录取的扭矩特性曲线必须在图2所示两条曲线限制范围内。

在实际试车过程中，由于衬套4与机匣1的配合不好，造成滑油温度为60℃和90℃，两条曲线的偏差大于1daN.m，扭矩验收不合格，需要校正。其主要原因在于：衬套4的配合面与机匣1之间的磨合差，附加摩擦阻力大。加上滑油温度升高时，O形密封圈6膨胀，进一步加大了附加摩擦阻力，造成滑油温度60℃和90℃时两条扭矩特性曲线的偏差较大。

遇到这种情况，通常的解决方法是：发动机下台，返回装配分解车间，分解发动机，人工磨合衬套4与机匣1的配合面后复装发动机，重新进行试车。这种方法工作量大，人工劳动强度高，周期长，成本高。

发明内容

本发明提供了一种活塞式测扭机构的衬套的磨合方法，以解决分解发动机采用人工磨合衬套导致的工作量大、人工劳动强度高和周期长的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种活塞式测扭机构的衬套的磨合方法，测扭机构包括安装于发动机的机匣中的活塞，活塞与发动机中的减速器的中间齿轮轴向联动配合，活塞的前端面与机匣的内壁之间形成调制压力腔，活塞的外周面装设有衬套，衬套具有与内壁配合的配合面，磨合方法包括以下步骤：步骤S100，向调制压力腔中注入流体，流体对活塞的前端面产生冲击力从而推动活塞沿轴向往后移动，使得衬套的配合面与内壁之间产生摩擦；步骤S200，解除注入流体，推动活塞沿轴向往前移动，使得配合面与内壁之间产生摩擦；重复步骤S100和步骤S200，直至配合面被磨合至满足预定要求。

进一步地，在步骤S100或者步骤S200前，还包括启动发动机的步骤；在步骤S200中，发动机运转使得中间齿轮受到轴向力，中间齿轮联动活塞从而自动推动活塞沿轴向往前移动。

进一步地，启动发动机的步骤还包括：调节中间齿轮的转速使其达到额定工作转速。

进一步地，流体对活塞的前端面的冲击力大于中间齿轮对活塞往前的推动力。

可选地，流体为压力油或者压缩空气。

作为优选的实施方式，磨合方法采用磨合工装进行，磨合工装包括设有进气口和出气口的压力源、以及与压力源连接的操纵盒，压力源用于将从进气口进入的大气压缩成设定压力值大小的压缩空气，操纵盒用于控制出气口的开闭和调节压力源的压力值大小，步骤S100具体包括以下步骤：步骤S101，将压力源的出气口与调制压力腔连通；步骤S102，在操纵盒上调整压力源的压力值，并控制出气口打开，使得从出气口输出的压缩空气进入调制压力腔并推动活塞往后移动。

进一步地，步骤S102中，压力源的压力值调整为0.4Mpa。步骤S200中，操作操纵盒使压力源的压力值减小到0MPa，以解除压缩空气的注入。

优选地，步骤S100和步骤S200的重复次数为30～40次。

进一步地，发动机置于试车台上，磨合方法在试车台上进行。

本发明通过往调制压力腔中注入流体，利用流体对活塞的冲击力推动活塞移动，以及在解除注入流体后，通过推动活塞反向移动，从而使衬套与机匣之间产生来回摩擦，通过这种方式使活塞在机匣内往复运动，从而将衬套的配合面与机匣内壁来回磨合至预定要求。这种方式无需分解发动机，直接在发动机上磨合衬套以提高配合面的光洁度，以降低衬套在测量扭矩的工作过程中的摩擦阻力影响，从而达到校正测扭机构的目的。且这种方法利用流体推动活塞来磨合衬套，能够降低人工劳动强度，同时省去了分解和复装发动机的过程，减少了工作量，周期短，能降低成本。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有用于发动机的测扭机构的结构示意图；

图2是扭矩验收特性曲线图；

图3是本发明的活塞式测扭机构的衬套的磨合方法的流程图；

图4为本发明优选实施例的磨合工装及其与测扭机构的连接示意图。

附图标号说明：

1、机匣；10、内壁；11、调制压力腔；12、泄油口；2、活塞；20、前端面；21、外周面；3、中间齿轮；4、衬套；5、磨合工装；50、压力源；501、进气口；502、出气口；51、操纵盒；6、O形密封圈；7、测扭机构压力接头。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明提供了一种活塞式测扭机构的衬套的磨合方法，其思路是：在不分解发动机的前提下，在试车台上向机匣1的调制压力腔11内注入流体，推动活塞2进行往复运动，磨合衬套4和机匣1的内壁10，提高配合面的光洁度，以降低衬套4在测量扭矩的工作过程中的摩擦阻力影响，从而达到校正测扭机构的目的。

参照图1，测扭机构包括安装于发动机的机匣1中的活塞2，活塞2与发动机中的减速器的中间齿轮3轴向联动配合，活塞2的前端面20与机匣1的内壁10之间形成调制压力腔11，活塞2的外周面21装设有衬套4，衬套4具有与内壁10配合的配合面。

参照图1和图3，本发明的活塞式测扭机构的衬套的磨合方法包括以下步骤：

步骤S100，向调制压力腔11中注入流体，流体对活塞2的前端面20产生冲击力从而推动活塞2沿轴向往后即图1中的右方移动，使得衬套4的配合面与内壁10之间产生摩擦；

步骤S200，解除注入流体，推动活塞2沿轴向往前即图1中的左方移动，使得配合面与内壁10之间产生摩擦；

重复步骤S100和步骤S200，直至配合面被磨合至满足预定要求。即采用磨合完成后的测扭机构对滑油调整压力进行校核时，录取的扭矩特性曲线满足背景技术中所述的合格标准。

进一步地，在步骤S100或者步骤S200前，还包括启动发动机的步骤；在步骤S200中，发动机运转使得中间齿轮3受到轴向力，中间齿轮3联动活塞2从而自动推动活塞2沿轴向往前移动。启动发动机的步骤还包括：调节中间齿轮3的转速使其达到额定工作转速。

其中，流体对活塞2的前端面20的冲击力大于中间齿轮3对活塞2往前的推动力。

可选地，流体为压力油或者压缩空气。本发明可以向调制压力腔11中注入压力油(例如高压滑油)以推动活塞2运动，也可以注入压缩空气来推动活塞2。只要流体对前端面20所带来的冲击力足以推动活塞2运动即可。

本发明的优选实施例中，发动机置于试车台上，采用磨合工装5直接在试车台上进行衬套4的磨合。

具体地，磨合方法采用磨合工装5进行，磨合工装5包括设有进气口501和出气口502的压力源50、以及与压力源50连接的操纵盒51，压力源50用于将从进气口501进入的大气压缩成设定压力值大小的压缩空气，操纵盒51用于控制出气口502的开闭和调节压力源50的压力值大小。

参照图1和图4，本优选实施例的磨合方法具体包括以下步骤：

步骤S101，将压力源50的出气口502与调制压力腔11连通。具体地，拆开发动机上测扭机构压力接头7与试车台相连的管子，接上压力源50的出气口502的管子，使出气口502与调制压力腔11通过管子连通。

步骤S102，在操纵盒51上调整压力源50的压力值，具体地，将压力源50的压力值调整为0.4Mpa；在操纵盒51上控制出气口502打开，使得从出气口502输出的压缩空气进入调制压力腔11并推动活塞2往后即图1中的右方移动，使得衬套4的配合面与内壁10之间产生摩擦。此步骤中，压力源50的压力值调节值0.4Mpa，即可满足压缩空气对活塞2的前端面20的冲击力大于后续中间齿轮3对活塞2往前的推动力的要求，从而确保在启动发动机后，压缩空气可以确实推动活塞2运动。

步骤S110，启动发动机，调节中间齿轮3的转速使其达到额定工作转速。具体地，可以通过调节发动机的燃气发生器的转速来实现，将燃气发生器的转速调整达到额定转速的70％～80％，从而使得燃气发生器中的燃气流驱动动力涡轮旋转，进而保证动力涡轮有足够能量联动减速器的中间齿轮3旋转，且保证中间齿轮3的轴向推力足以推动活塞2运动。

步骤S201中，操作操纵盒51使压力源50的压力值减小到0MPa，以解除压缩空气的注入。此时，中间齿轮3联动活塞2从而自动推动活塞2沿轴向往前即图1中的左方移动，使得配合面与内壁10之间产生摩擦。此步骤中，采用发动机运转来驱动中间齿轮3自动推动活塞2运动，可节省人力。

重复步骤S102和步骤S201，使得活塞2在机匣1内往复运动以磨合衬套4的配合面，重复次数为30～40次。具体地，重复30次即可使配合面基本达到预定要求。

上述依序进行的步骤中，步骤S110也可以在步骤S101之前进行，即按照步骤S110、步骤S101、步骤S102、步骤S201、重复步骤S102和步骤S201的顺序进行。或者，步骤S110也可以在步骤S102之前进行，即按照步骤S101、步骤S110、步骤S102、步骤S201、重复步骤S102和步骤S201的顺序进行。磨合完成后，操纵盒51上控制出气口502关闭，断开其与测扭机构压力接头7连接的管子即可。

在其它实施例中，也可以不进行步骤S110，即不启动发动机，发动机处于非工作状态。此种情况下，步骤S200中采用人工的方式推动活塞2沿轴向往前即图1中的左方移动，具体地，可以人工推动中间齿轮3向左运动，利用中间齿轮3的轴向力推动活塞2向左运动。

本发明通过往调制压力腔11中注入流体，利用流体对活塞2的冲击力推动活塞2移动，以及在解除注入流体后，通过推动活塞2反向移动，从而使衬套4与机匣1之间产生来回摩擦，通过这种方式使活塞2在机匣1内往复运动，从而将衬套4的配合面与机匣1内壁来回磨合至预定要求。这种方式无需分解发动机，直接在发动机上磨合衬套4以提高配合面的光洁度，以降低衬套4在测量扭矩的工作过程中的摩擦阻力影响，从而达到校正测扭机构的目的。且这种方法利用流体推动活塞2来磨合衬套4，能够降低人工劳动强度，同时省去了分解和复装发动机的过程，减少了工作量，周期短，能降低成本。

采用本发明所述的磨合方法之后，在试车台进行发动机试车时，因扭矩曲线不合格导致发动机返回车间分解排故的次数，由每年约50次下降到10次以内，大大提高了发动机的交付成功度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种活塞式测扭机构的衬套的磨合方法，所述测扭机构包括安装于发动机的机匣(1)中的活塞(2)，所述活塞(2)与所述发动机中的减速器的中间齿轮(3)轴向联动配合，所述活塞(2)的前端面(20)与所述机匣(1)的内壁(10)之间形成调制压力腔(11)，所述活塞(2)的外周面(21)装设有衬套(4)，所述衬套(4)具有与所述内壁(10)配合的配合面，其特征在于，所述磨合方法包括以下步骤：

步骤S100，向所述调制压力腔(11)中注入流体，所述流体对所述活塞(2)的所述前端面(20)产生冲击力从而推动所述活塞(2)沿轴向往后移动，使得所述衬套(4)的所述配合面与所述内壁(10)之间产生摩擦；

步骤S200，解除注入所述流体，推动所述活塞(2)沿轴向往前移动，使得所述配合面与所述内壁(10)之间产生摩擦；

重复步骤S100和步骤S200，直至所述配合面被磨合至满足预定要求；

在步骤S100或者步骤S200前，还包括启动所述发动机的步骤；在步骤S200中，所述发动机运转使得所述中间齿轮(3)受到轴向力，所述中间齿轮(3)联动所述活塞(2)从而自动推动所述活塞(2)沿轴向往前移动，所述流体对所述活塞(2)的前端面(20)的冲击力大于所述中间齿轮(3)对所述活塞(2)往前的推动力。

2.根据权利要求1所述的活塞式测扭机构的衬套的磨合方法，其特征在于，所述启动所述发动机的步骤还包括：调节所述中间齿轮(3)的转速使其达到额定工作转速。

3.根据权利要求1所述的活塞式测扭机构的衬套的磨合方法，其特征在于，所述流体为压力油或者压缩空气。

4.根据权利要求1所述的活塞式测扭机构的衬套的磨合方法，其特征在于，所述磨合方法采用磨合工装(5)进行，所述磨合工装(5)包括设有进气口(501)和出气口(502)的压力源(50)、以及与压力源(50)连接的操纵盒(51)，所述压力源(50)用于将从所述进气口(501)进入的大气压缩成设定压力值大小的压缩空气，所述操纵盒(51)用于控制所述出气口(502)的开闭和调节所述压力源(50)的压力值大小，步骤S100具体包括以下步骤：

步骤S101，将所述压力源(50)的所述出气口(502)与所述调制压力腔(11)连通；

步骤S102，在所述操纵盒(51)上调整所述压力源(50)的压力值，并控制所述出气口(502)打开，使得从所述出气口(502)输出的压缩空气进入所述调制压力腔(11)并推动所述活塞(2)往后移动。

5.根据权利要求4所述的活塞式测扭机构的衬套的磨合方法，其特征在于，所述步骤S102中，所述压力源(50)的压力值调整为0.4Mpa。

6.根据权利要求5所述的活塞式测扭机构的衬套的磨合方法，其特征在于，所述步骤S200中，操作所述操纵盒(51)使所述压力源(50)的压力值减小到0MPa，以解除压缩空气的注入。

7.根据权利要求1所述的活塞式测扭机构的衬套的磨合方法，其特征在于，所述步骤S100和所述步骤S200的重复次数为30～40次。

8.根据权利要求1至7中任一所述的活塞式测扭机构的衬套的磨合方法，其特征在于，所述发动机置于试车台上，所述磨合方法在所述试车台上进行。