CN117704035A - 一种提高齿轮箱滑油封严可靠性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高齿轮箱滑油封严可靠性的方法，属于航空发动机维修技术领域，包括以下步骤：步骤1、分析封严失效原因；步骤2、对修理发动机齿轮箱进行检查，确定故障类型。步骤3、针对不同故障类型制定提升封严可靠性的方法。本发明通过绘制故障树，结合对发动机齿轮箱的检查，确定影响滑油密封腔封严的具体因素，然后针对该因素对发动机齿轮箱进行处理，在发动机齿轮箱重新组装前消除故障因素，而不是组装后通过试验发现问题，提高了滑油密封腔封严可靠性，节约了维修工期。
Description
技术领域
本发明属于航空发动机维修技术领域，具体涉及一种提高修理发动机齿轮箱滑油封严可靠性的方法。
背景技术
某型修理发动机齿轮箱主传动轴安装座处经常发生滑油泄露故障，该类故障排故成本高、排故周期长，严重影响修理发动机生产交付进度、降低工作可靠性。
齿轮箱主传动轴安装座位于发动机正下方。该部位设计结构以及密封件装配关系如图1所示。五个端面密封件齿轮箱壳体1、主动齿轮轴轴承座2、从动齿轮轴轴承座3、内滑油封严座4和封严座支承环5的法兰面采用逐一层叠安装的方式，装配时在其贴合端面涂覆密封胶，然后圆周通过12件螺栓7紧固到齿轮箱壳体上。两个径向密封件内滑油封严座4和外滑油封严座6采用O型的径向封严件胶圈8进行封严。
对于此类端面密封件封严可靠性的控制，常规的工艺要求是通过着色检查的方法对其进行贴合度检验，即将着色剂涂抹在各个密封件的一个端面，然后逐一安装并拧紧紧固螺栓，接着拆卸螺栓取下密封件，目视检查相对应的另一件密封件端面着色剂转印情况。但对于齿轮箱主传动轴安装座处封严失效故障案例，按常规工艺方法检验各封严件贴合度均合格，但是将各滑油封严件重新装配后进行检验试车，滑油泄露故障复现。针对该问题，需要进一步分析故障部位密封件特性，研究提升封严可靠性的有效方法。
发明内容
本发明提供了一种提高齿轮箱滑油封严可靠性的方法，提高修理发动机齿轮箱主传动轴安装座处滑油密封腔封严可靠性，降低滑油泄露故障率，降低发动机修理、维护成本。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种提高齿轮箱滑油封严可靠性的方法，包括以下步骤：
S1、从齿轮箱主传动轴安装座封严结构特点出发，列出齿轮箱滑油封严失效的所有因素；
S2、对修理发动机齿轮箱进行检查，确定齿轮箱滑油封严失效的具体因素；
S3、根据齿轮箱滑油封严失效的具体因素，对齿轮箱滑油封严进行维修处理。
进一步的，步骤S1中，齿轮箱滑油封严失效的因素包括：端面密封件固紧螺栓的力矩衰减；端面密封件法兰面表面质量不佳；端面密封件端面密封胶涂覆质量不佳；径向封严件处胶圈安装不良；径向封严件胶圈安装槽配合直径超差。
进一步的步骤S2中，对修理发动机齿轮箱进行检查包括：
1)检查端面封严件紧固螺栓的拧紧力矩是否衰减；
2)检查齿轮箱壳体的安装面磨蚀情况；
3)检查主动齿轮轴轴承座、从动齿轮轴轴承座、内滑油封严座和封严座支承环的法兰面的平面度、平行度；
4)检查齿轮箱壳体、齿轮轴轴承座、从动齿轮轴轴承座、内滑油封严座和封严座支承环的装配工艺是否存在问题；
5)检查齿轮箱壳体、齿轮轴轴承座、从动齿轮轴轴承座、内滑油封严座和封严座支承环的密封胶涂覆质量；
6)检查胶圈外观是否有损伤、扭曲缺陷，测量胶圈凸出量；
7)测量径向封严件胶圈的内径、外径，以及径向封严件胶圈安装槽的槽底宽度和直径。
进一步的步骤S2中，当齿轮箱壳体安装面磨蚀面积大于50％时，齿轮箱壳体安装面质量不佳；当主动齿轮轴轴承座、从动齿轮轴轴承座、内滑油封严座和封严座支承环的安装面平面度＞0.025㎜，安装面上下两侧平行度大于0.045㎜时，主动齿轮轴轴承座、从动齿轮轴轴承座、内滑油封严座和封严座支承环端面质量不佳。
进一步的步骤S3中，当故障因素为端面密封件固紧螺栓力矩衰减时，维修方法包括以下步骤：
SA1、安装时先将端面密封件固紧螺栓拧到规定力矩值的一半，再继续全力矩拧紧，然后在间隔设定时间后再次进行力矩检查，如果有衰减继续全力矩拧紧一次，直至端面密封件固紧螺栓力矩不再衰减；
SA2、放置设定时间后，再次检查端面密封件固紧的力矩是否衰减：
无衰减，流程结束；否则，跳转至步骤SA1。
进一步的步骤SA2中，设定时间为2-3小时。
进一步的步骤S3中，当故障因素为齿轮箱壳体的安装面质量不佳时，对该端面采取磨削修复工艺，所述磨削修复工艺包括以下步骤：
SB1、将齿轮箱壳体上安装的销子拔出，对销孔进行镗铰；
SB2、对齿轮箱壳体进行找正；
SB3、铣齿轮箱壳体的安装面，直至齿轮箱壳体的安装面跳动值符合要求；
SB4、根据销孔椭圆、扩大的实际状况，将销孔镗、铰至以设定孔径；
SB5、去毛刺、清洗，局部氧化，局部补漆；
SB6、检査齿轮箱壳体安装面与主动齿轮轴轴承座对接面的贴合度是否符合要求，进行装配；否则，重复步骤SB5，直至符合着色要求。
进一步的SB4中，将销孔镗、铰至以设定孔径时，保证销孔壁与齿轮箱壳体内孔壁厚大于设定宽度。
进一步的SB6中，要求为：齿轮箱壳体的径向贴合面积≥60％，齿轮箱壳体的周向无断点。
进一步的步骤S3中，当故障因素为主动齿轮轴轴承座、从动齿轮轴轴承座、内滑油封严座和/或封严座支承环表面质量不佳时，更换合格的主动齿轮轴轴承座、从动齿轮轴轴承座、内滑油封严座和/或封严座支承环。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果：
本发明通过绘制故障树,结合对发动机齿轮箱封严件的结构、封特性以及装配工艺特点,确定影响滑油密封腔封严可靠性的关键因素，然后针对齿轮箱壳体端面腐蚀、薄壁封严件变形、拧紧力矩衰减等问题制定详实可靠的处置措施。在齿轮箱组装前消除故障隐患,降低发动机整机检验试车阶段因该部位封严失效导致发动机下台分解排故的故障率,实现降本增效,保障交付周期。
本发明在改善修理发动机齿轮箱主传动轴安装座处滑油密封腔封严可靠性效果显著。故障发动机按上述技术方案排故后均合格交付，后续返厂发动机修理时执行上述技术方案后故障率明显下降。本技术方案对提升类似多法兰面层叠安装的密封腔封严效果有推广意义。
附图说明
图1为齿轮箱主传动轴安装座密封腔结构图；
图2为故障树示意图；
图3为齿轮箱壳体安装面磨蚀情况；
图4为销孔壁与齿轮箱壳体内孔位置关系示意图。
附图中：1、齿轮箱壳体；2、主动齿轮轴轴承座；3、从动齿轮轴轴承座；4、内滑油封严座；5、封严座支承环；6、外滑油封严座；7、螺栓；8、径向封严件胶圈；9、销孔。
具体实施方式
为了使本发明的目的和技术方案更加清晰和便于理解。以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步的详细说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并非用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参照图2，一种提高齿轮箱滑油封严可靠性的方法，包括以下步骤：
步骤1、分析封严失效原因
从齿轮箱主传动轴安装座封严结构特点出发，绘制如图2所示的故障树，故障因素包括：①端面密封件固紧螺栓的力矩衰减；②端面密封件法兰面表面质量不佳；③端面密封件端面密封胶涂覆质量不佳；④径向封严件处胶圈安装不良；⑤径向封严件胶圈安装槽配合直径超差。端面密封件包括齿轮箱壳体1、齿轮轴轴承座2、从动齿轮轴轴承座3、内滑油封严座4和封严座支承环5。
跟踪多台典型故障案例分解检查情况，序号③故障属发动机装配通用装配工艺操作，实施过程可控，可排除，序号④故障和序号⑤故障通过对故障机分解后的测量与检验验证，可排除。
序号①故障原因分析：多密封件法兰面层叠安装时在贴合面涂覆密封胶，力矩衰减与这种非刚性的密封胶装配完成后放置一段时间对螺钉力矩有削减有关。
序号②故障原因分析：多数发动机分解后发现齿轮箱壳体1端面有明显磨蚀痕迹(如图3所示)，说明发动机工作过程中各封严件之间存在微动摩擦，随着发动机使用时间的增加致使密封面磨蚀、变形。由于齿轮箱壳体为镁合金，磨蚀现象明显，其它四件薄壁端面密封件(主动齿轮轴轴承座2、从动齿轮轴轴承座3、内滑油封严座4和封严座支承环5)均为钢件，虽然目视看不出明显磨蚀痕迹，但必然存在的微量运动也会破坏密封件法兰面表面质量，影响装配后的贴合度进而降低端面密封的可靠性。
步骤2、对修理发动机齿轮箱进行检查，确定故障因素。
检查项目包括：
1)检查端面封严件紧固螺栓7的拧紧力矩是否衰减；
2)检查齿轮箱壳体1安装面磨蚀情况；
3)检查主动齿轮轴轴承座2、从动齿轮轴轴承座3、内滑油封严座4和封严座支承环5的法兰面的平面度、平行度；
4)人工检查齿轮箱壳体1、齿轮轴轴承座2、从动齿轮轴轴承座3、内滑油封严座4和封严座支承环5的装配工艺记录，判断装配工艺是否存在问题；
5)检查齿轮箱壳体1、齿轮轴轴承座2、从动齿轮轴轴承座3、内滑油封严座4和封严座支承环5的密封胶涂覆质量；
6)检查胶圈外观是否有损伤、扭曲等缺陷，测量胶圈凸出量，确定胶圈安装的可靠性；
7)测量径向封严件胶圈8内径、外径，以及径向封严件胶圈8安装槽的槽底宽度和直径，并据此判断是否出现径向封严件胶圈安装槽配合直径超差。
步骤3、针对不同故障类型制定提升封严可靠性的方法。
针对序号①故障的改善方案：改变多封严端面紧固螺栓拧紧工艺，本发明的多封严端面紧固螺栓拧紧工艺为：
SA1、安装时先将端面密封件固紧螺栓拧到规定力矩值的一半，再继续全力矩拧紧，然后在间隔半小时后再次进行力矩检查，如果有衰减继续全力矩拧紧一次，直至端面密封件固紧螺栓力矩不再衰减；
SA2、放置2-3小时再次检查端面密封件固紧螺栓的力矩是否衰减：
若无衰减，流程结束；否则，跳转至步骤SA1。
针对序号②故障的改善方案：针对齿轮箱壳体1安装面磨蚀情况，基于多台修理发动机排故经验，建立验收标准即不允许有径向贯穿性的磨蚀、不允许有明显台架感阻滞感的磨蚀、磨蚀面积不允许超过50％，对不符合验收标准的采用补充磨削的方式去除磨蚀痕迹。
针对其余四件薄壁端面密封件(主动齿轮轴轴承座2、从动齿轮轴轴承座3、内滑油封严座4和封严座支承环5)，提出一种通过测量密封件法兰面的平面度、平行度的方法检验装配贴合度的方法。基于多台修理发动机检测数据，建立密封件安装面贴合度控制验收标准，即其安装面平面度≤0.025㎜，安装面上下两侧平行度≤0.045㎜。
实施例1
某故障发动机台架试车发现齿轮箱主传动轴安装座部位漏油。故障发动机分解过程按故障树①～⑤对漏油原因进行排查。检查发现端面封严件紧固螺栓7拧紧力矩发现衰减明显。其余4个排查项均未发现异常。故障发动机原台零件重新装配，装配时采用上述的多封严端面紧固螺栓拧紧工艺，即拧紧到力矩后停放2小时再次检查力矩不再衰减为止。发动机装配完成后台架试车验证故障排除。
实施例2
某故障发动机在外场使用中发现齿轮箱主传动轴安装座部位漏油。故障发动机分解过程按故障树①～⑤对漏油原因进行排查。检查发现齿轮箱壳体1有明显异常磨蚀痕迹，随对该端面采取磨削修复工艺，具体修复工艺程序如下：
(1)钻孔：在4个销子上钻深9+0.15 0的孔。
(2)攻丝：在销子孔内攻M5mm的螺纹。
(3)拔销子：用拔销器将4个销子拔出。销子拨出后，销孔可能会损伤，需对销孔进行镗铰。
(4)找正：将齿轮箱壳体1的海水孔处端面拉直到0.01mm以内，找正孔中心和壳体定位基准中心同心度偏差0.01mm以内。
(5)铣平面：铣齿轮箱壳体安装面(即图3所示的腐蚀面)，铣至见光即可，在机床上用千分表检查安装面跳动不大于0.01mm。
(6)镗铰销孔9：修理时根据销孔椭圆、扩大的实际状况，将销孔镗、铰至以下组别：目的是什么孔径有损伤。
| 组别 | 定位销孔直径ΦA(mm) |
| 标准组别 | Φ6.3～Φ6.282 |
| R | Φ6.55～Φ6.532 |
| S | Φ6.8～Φ6.782 |
| T | Φ7.05～Φ7.032 |
加大销孔9后，销孔壁与齿轮箱壳体内孔壁厚尺寸不得小于4.9mm，以保证强度符合要求。如图4所示。
(7)去毛刺、清洗：将零件毛刺去除，用洗涤汽油清洗干净并吹干。
(8)对步骤(5)铣加工的齿轮箱売体安装面进行氧化处理。
(9)对步骤(5)铣加工的齿轮箱売体安装面进行补漆。
(10)着色检查：检査齿轮箱壳体1安装面与主动齿轮轴轴承座2对接面的贴合度，要求径向贴合面积≥60％，圆周方向不允许有间断；
若不符合上述要求，则重新对齿轮箱壳体安装面进行铣加工。
(11)根据销孔组别选用匹配尺寸组别的定位销进行装配。
该台故障发动机完成上述修复工艺后重新装配，台架验证故障排除。
实施例3
某故障发动机在外场使用中发现齿轮箱主传动轴安装座部位漏油。故障发动机分解过程按故障树①～⑤对漏油原因进行排查。检查发现内滑油封严座4端面平行度超差(检测数据见下表)。更换合格的内滑油封严座4并重新装配，台架验证故障排除。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种提高齿轮箱滑油封严可靠性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、从齿轮箱主传动轴安装座封严结构特点出发，列出齿轮箱滑油封严失效的所有因素；
S2、对修理发动机齿轮箱进行检查，确定齿轮箱滑油封严失效的具体因素；
S3、根据齿轮箱滑油封严失效的具体因素，对齿轮箱滑油封严进行维修处理。
2.根据权利要求1所述的一种提高齿轮箱滑油封严可靠性的方法，其特征在于，所述步骤S1中，齿轮箱滑油封严失效的因素包括：端面密封件固紧螺栓的力矩衰减；端面密封件法兰面表面质量不佳；端面密封件端面密封胶涂覆质量不佳；径向封严件处胶圈安装不良；径向封严件胶圈安装槽配合直径超差。
3.根据权利要求1所述的一种提高齿轮箱滑油封严可靠性的方法，其特征在于，所述步骤S2中，对修理发动机齿轮箱进行检查包括：
1)检查端面封严件紧固螺栓(7)的拧紧力矩是否衰减；
2)检查齿轮箱壳体(1)的安装面磨蚀情况；
3)检查主动齿轮轴轴承座(2)、从动齿轮轴轴承座(3)、内滑油封严座(4)和封严座支承环(5)的法兰面的平面度、平行度；
4)检查齿轮箱壳体(1)、齿轮轴轴承座(2)、从动齿轮轴轴承座(3)、内滑油封严座(4)和封严座支承环(5)的装配工艺是否存在问题；
5)检查齿轮箱壳体(1)、齿轮轴轴承座(2)、从动齿轮轴轴承座(3)、内滑油封严座(4)和封严座支承环(5)的密封胶涂覆质量；
6)检查胶圈外观是否有损伤、扭曲缺陷，测量胶圈凸出量；
7)测量径向封严件胶圈(8)的内径、外径，以及径向封严件胶圈(8)安装槽的槽底宽度和直径。
4.根据权利要求1所述的一种提高齿轮箱滑油封严可靠性的方法，其特征在于，所述步骤S2中，当齿轮箱壳体(1)安装面磨蚀面积大于50％时，齿轮箱壳体(1)安装面质量不佳；当主动齿轮轴轴承座(2)、从动齿轮轴轴承座(3)、内滑油封严座(4)和封严座支承环(5)的安装面平面度＞0.025㎜，安装面上下两侧平行度大于0.045㎜时，主动齿轮轴轴承座(2)、从动齿轮轴轴承座(3)、内滑油封严座(4)和封严座支承环(5)端面质量不佳。
5.根据权利要求1所述的一种提高齿轮箱滑油封严可靠性的方法，其特征在于，所述步骤S3中，当故障因素为端面密封件固紧螺栓力矩衰减时，维修方法包括以下步骤：
SA1、安装时先将端面密封件固紧螺栓拧到规定力矩值的一半，再继续全力矩拧紧，然后在间隔设定时间后再次进行力矩检查，如果有衰减继续全力矩拧紧一次，直至端面密封件固紧螺栓力矩不再衰减；
SA2、放置设定时间后，再次检查端面密封件固紧的力矩是否衰减：
无衰减，流程结束；否则，跳转至步骤SA1。
6.根据权利要求5所述的一种提高齿轮箱滑油封严可靠性的方法，其特征在于，所述步骤SA2中，设定时间为2-3小时。
7.根据权利要求1所述的一种提高齿轮箱滑油封严可靠性的方法，其特征在于，所述步骤S3中，当故障因素为齿轮箱壳体(1)的安装面质量不佳时，对该端面采取磨削修复工艺，所述磨削修复工艺包括以下步骤：
SB1、将齿轮箱壳体(1)上安装的销子拔出，对销孔进行镗铰；
SB2、对齿轮箱壳体(1)进行找正；
SB3、铣齿轮箱壳体(1)的安装面，直至齿轮箱壳体(1)的安装面跳动值符合要求；
SB4、根据销孔椭圆、扩大的实际状况，将销孔镗、铰至以设定孔径；
SB5、去毛刺、清洗，局部氧化，局部补漆；
SB6、检査齿轮箱壳体(1)安装面与主动齿轮轴轴承座(2)对接面的贴合度是否符合要求，进行装配；否则，重复步骤SB5，直至符合着色要求。
8.根据权利要求7所述的一种提高齿轮箱滑油封严可靠性的方法，其特征在于，所述SB4中，将销孔镗、铰至以设定孔径时，保证销孔壁与齿轮箱壳体内孔壁厚大于设定宽度。
9.根据权利要求7所述的一种提高齿轮箱滑油封严可靠性的方法，其特征在于，所述SB6中，要求为：齿轮箱壳体(1)的径向贴合面积≥60％，齿轮箱壳体(1)的周向无断点。
10.根据权利要求1所述的一种提高齿轮箱滑油封严可靠性的方法，其特征在于，所述步骤S3中，当故障因素为主动齿轮轴轴承座(2)、从动齿轮轴轴承座(3)、内滑油封严座(4)和/或封严座支承环(5)表面质量不佳时，更换合格的主动齿轮轴轴承座(2)、从动齿轮轴轴承座(3)、内滑油封严座(4)和/或封严座支承环(5)。
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| CN202311707239.8A CN117704035A (zh) | 2023-12-12 | 2023-12-12 | 一种提高齿轮箱滑油封严可靠性的方法 |
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