某型组合传动发电机功能失效故障分析

蔡沛军 王啸

【摘 要】该型组合传动发电机用于飞机电源系统，由恒速传动装置和交流发电机两部分组成，其作用是保证向机上电路提供稳定的恒频三相交流电。在产品修理过程中，由于人为差错出现错装，导致组合传动发电机在使用过程中内部机构严重损坏，出现功能失效故障。为了给今后此类故障分析提供参考，本文将从该型组合传动发电机主要结构、基本工作原理和装配工艺等方面对此类故障进行分析。

【关键字】发电机；损坏；故障分析

中图分类号： TM31 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）32-0027-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.32.012

【Abstract】This type of combined transmission generator is used in aircraft power system， which is composed of constant speed transmission device and alternator. Its function is to ensure stable constant frequency three-phase alternating current ac to the onboard circuit. In the process of product repair， due to human error， the internal mechanism of the combined drive generator is seriously damaged during operation， resulting in failure of function. In order to provide reference for the analysis of this kind of fault in the future， this paper will analyze this kind of fault from the main structure， basic working principle and assembly process of the combined transmission generator.

【Key words】Generator； Damage； Fault analysis

0 概述

該型组合传动发电机由恒速传动装置（简称：恒装）和交流发电机两部分组成，恒装由差动齿机构、离心调节器、组合泵、泵马达、脱开机构、冷却润滑系统等组成，其中差动齿机构、离心调节器、泵马达组件组成输出转速调节系统，保证向交流发电机提供恒定的转速，用于交流发电机输出频率稳定的三相交流电。当组合发电机系统出现故障，脱开机构收到脱开信号时，将恒装脱开，恒装停止输出转速，发电机停止工作。

1 故障机理分析及定位

产品返修后，对产品进行了初步外观检查，组合传动发电机外观无异常。检查输入轴，确定恒装已经断开。分解产品，发现该组合传动发电机内部磨损严重，具体情况如下：

壳体内部存在大量白色金属屑，出口过滤器受压后滤网已严重变形，滤网表面附着大量金属屑；

速度传感器已严重损坏、变形，并卡死在盖中无法正常分解。

打开恒装部分壳体进一步分解检查，金属屑遍布壳体内腔，壳体内主要功能部件如组合泵、液压机、差动机构等部件除外表有少量的金属屑外，没有明显的损伤；盖表面有大量金属屑，齿轮（见图1）出现断齿，且所有的齿面磨损严重；盖内衬套和盖本身被严重磨损，形成了深5mm，宽15mm的环形凹槽。用于固定轴的轴键严重磨损，且掉落在速度传感器安装孔中，将速度传感器卡死。速度传感器感应端头已经被磨平，端头吸附有大量金属屑。

2 故障机理分析及整改

通过检查结果分析，轴键严重磨损，按图纸和工艺要求，轴键应安装在轴内部的键槽中，起到限制齿轮和轴相对运动的作用。

工作时差动机构输出的转速传动轴旋转，轴通过轴键带动齿轮一起转动。分解时发现，该轴键没有在轴的键槽中，却在齿轮上表面，由此轴键在装配时没有安装到位，轴键在壳体内部处于自由状态，初步推断发电机试验和装机初期工作时该轴键处于齿轮与轴承的空隙处，或吸附在具有磁性的速度传感器顶端，未对产品造成工作影响。经过飞行姿态变化和震动，轴键移至齿轮端部，卡在齿间，发电机高速旋转时，卡住的轴键将齿蹦落、磨坏壳体内部，损坏速度传感器，速度传感器失效，飞机电源系统控制保护器失去来自发电机的频率信号，控制保护器启动保护模式，向电源控制系统发出断开恒装信号，恒装断开，形成故障。

为进一步确认故障，对产品装配过程进行了模拟复现了轴键装配后脱落的情况：正常安装时将轴键装入装轴的键槽中，装上齿轮后轴键被齿轮限位后整体安装到壳体内部（见图2），在安装完成后，操作人员在两个状态下可能导致齿轮轴松脱，轴键从键槽内掉出：一是安装完轴后，为了在壳体背面安装离心调节器的销子，需要将壳体翻转过来，此时，起限位作用的齿轮易出现松脱，导致轴键脱离。另一个状态下是二次分解检查，将差动机构向上从轴上拔出过程中，齿轮及易随差动机构产生移动，轴键脱离而掉出。因轴键装配后位置不易观察，操作者在没有察觉到轴键脱离的情况下，将齿轮和差动机构装回原位，导致此隐性故障遗留。在发电机进行试验或交付使用后，由于发电机内部传动系统的告诉旋转和振动，脱落的轴键进入齿轮间随齿轮一起告诉转动，轴键将盖衬套内壁严重划伤，形成大量金属屑，同时在转动过程中，轴键将齿轮的齿折断。

该故障是典型的人为差错，是操作人员未按要求装配导致的质量问题。

3 结论

3.1 存在问题

当事人对发生过故障的部位不敏感，装配过程思想不集中，装配有缺陷，过程检查时机和方式不正确，未发现轴键脱落问题，工艺执行不到位。

工艺不够完善，修理工艺没有关注到该点装配过程中可能存在的风险。相关要求没有明确纳入当时已投产的工卡中。同时，检验点设置不合理，未能在产品完全装配结束后设置固定检验工序。

质量意识教育和现场工艺纪律管理不到位。

3.2 预防措施

加强操作人员实际操作培训，增加操作人员的质量意识。

完善工艺规程，对装配过程中可能存在的风险进行有效识别。

加强现场的工艺纪律检查，防止工艺执行不到位的问题再次发生。

【参考文献】

[1]严东超.苏27型飞机航空电气系统.第一版.苏27型飞机教材编写组。1998.6.24-94.

[2]沈兴全.吴秀玲.液压传动与控制.第一版.国防工业出版社.2005.1.60-79.