航空发动机装配工艺及检测方法

摘 要：航空发动机的装配工艺非常复杂，其涉及到众多内容，而且范围非常广阔。发动机的装配需要进行科学、严格的管理流程，这样才能装配合理。我国的航空发动机装配已经运用了计算机辅助工艺设计，基本上实现了转配的自动化。航空发动机的装配要求非常高，即使在严格的管理下也可能会出现问题，所以进行检测就非常重要。本文通过对航空发动机装配工艺进行分析、讨论，提出了相关检测方法。

关键词：航空发动机装配 工艺 检测方法

引言：

航空发动机装配时涉及到众多的配件，而且不同的发动机类型的相关要求，安装流程都存在很大的区别。这也体现了航空发动机转配工艺的复杂。一般航空发动机都是单元体的设计形式，维护上的要求基本相同，装配工艺都基本类似。装配过程的具体流程包含部件组装、总装等等。只有将其装配工艺进行分析，才能够提出有效合理的检测方法，大大提高装配精度。

一、航空发动机装配工艺

（一）单元体装配

航空发动机的装配工艺上需要进行单元体的装配，这需要将各个零件、配件组装形成单元体，然后再对单元体进行组装，这样构成主单元体。在组装的过程中需要进行附件、零件、管路的装配。在这之后再进行附件、零件的安装，将其与单元体进行结合成为整机。这种装配工艺的效率非常高，而且各个单元体的装配、分解能够同时进行非常方便[1]。各个安装步骤非常清晰。单元体装配比较适合车间布局设计，也能够灵活安排工作人员。

（二）部件组装

部件组装是一项大型工程，包含维修单元体、主体单元体的安装。而在装配的过程中的故障检修、部件清洗、测量等工作都在该过程进行，这加大了工作量。像涡轮风扇发动机需要将转子部件的同心度控制技术、紧密流量与密封检测技术、涡轮导向器积量技术等技术掌握运用[2]。部件的组装非常重要，该过程进行检测、试验也是非常必要的，这样能够使部件组装更加准确、合理。

（三）发动机总装

航空发动机的总装需要将各个主单元安装构成主机，这样在去进行外围结构的安装，最后构成整机。这样就构成了总装的两大部分，即主机安装以及外部装配。该过程与单元体装配具有一定的相似之处，同样该过程也要注重检验、测量，保证不出现安装上的失误。与部件安装相比来说，总装所需技术要求要更高。主机装配和外部装配相比来说，主机装配的安装工作较为轻松，就是进行主体单元的安装。主机装配虽然安装轻松，但是却存在一定的技术难题。目前我国在主机装配上采用吊车定位安装，这样对配件的完整性会有所损害，而且这样效率比较低。该过程也非常需要安装工人的操作经验，这样才能够使安装准确。随着我国技术的发展，将会在该领域进行技术上的提升，以后的安装过程更加简单、精准。

二、航空发动机检测方法

随着科技的发展进步，计算机、先进仪器等都会投入到航空发动机的装配中，这将对我国航空发动机的装配起到重大的影响。在检测方法上也会得到提升，这样能够大大提升装配精度。当前使用的先进检测方法已经在我国航空发动机检测上得以运用。这些检测技术都具有这些特点。首先来说就是这些检测技术都是进行实时监测，这样能够使安装过程的每一步都得到准确合理的指导。然后是这些检测方法更加科学、合理[3]。与传统尺表不同，该方法多为相对法测量、非接触测量，这体现了技术的先进性。还有传感器的应用。通过传感器来进行检测更加准确，而且传感器的数据读取保存非常简单，这简化了数据测量，采集过程。最后是精度高、要求高。先進检测技术的应用无疑提高了对安装各个指标的精度。因为先进设备的高精度测量，所以才使得其要求更高。以下几种方法是航空发动机装配检测中已经应用的检测方法。

（一）转、静子同心度装配检测法

叶尖间隙的大小对发动机性能好坏的影响非常大，将间隙减小能够明显降低发动机对油的消耗量，使飞机能够在空中飞行的时间更久，具有一定的优势。当然合理的减小能够提升其性能，若减小至过小会使转、静件造成碰撞，这样就给发动机带来很大的伤害，而且还给人们带来了一定的安全隐患。所以说叶尖间隙的控制是航空发动机装配过程中非常重要的一大指标。按照传统测量方式则是进行手工测量，这样存在误差的程度会相对大一些，而且测量的精度也比较差。但航空发动机叶尖磨床和立式静子机匣车床得以应用使得涡轮和静子外环的形状更加完美，而且精度更高。而该过程中使用的检测技术则是转、静子同心度装配检测法，这样能判断转子、静子的相对位置。在准确性上已经得到了大幅提升。

（二）差分式排气面积检测法

导向器的喉道面积与发动机的性能联系密切，其喉道面积越大，发动机的性能越好。而且喉道面积的变化对涡轮机前后温度、推力、转差率、转数、耗油量等等都有着重大的影响。而且喉道面积的大小也与发动机能否稳定工作有着一定的关联。我国当期的喉道面积测量方法有很多，多为直接测量法测量，该方法比较直接，就是通过冷态当量排气面积计算公式，对其截面和高度进行测量、计算。测量方法可以采用测具法，但是加大了工作量，而且效率还很低，具有众多的缺陷[4]。也可以采用三坐标测量机法，首先是按照测量要求，编制测量程序，在用夹具快速进行大量测量，但该方法仅用于新叶片的检测。而差分式排气面积检测法的提出应用有效提高了排气面积特征参数的精度，而且效率非常高，可进行实时测量。

（三）智能检测技术方法

该测量方法是一种采用人工智能技术的检测方法，该方法以一定的专业知识与数学建模来进行检测。该方法在神经网络检测、检测分析上使用广泛。将该技术得以应用能够有效提升检测的水平。

三、结束语

航空发动机的装配工艺技术原理相类似，加上我国科技的发展，以后在航空发动机装配工艺上将会更加方便，实现自动化配件连接，更加体现自动化的特征。再加上先进检测技术的应用，我国航空发动机的安装将会更加科学、安全。

参考文献：

[1] 姜天华， 严洪森， 汪峥，等. 不确定知识化制造环境下航空发动机装配车间滚动自进化[J]. 机械工程学报， 2017， 53（1）：165-173.

[2] 于宏军， 朱瑾. 基于单元体设计的航空涡扇发动机装配标准研究[J]. 航空标准化与质量， 2016（4）：3-6.

[3] 丁司懿， 金隼， 李志敏，等. 航空发动机转子装配同心度的偏差传递模型与优化[J]. 上海交通大学学报， 2018， 52（1）：54-62.

[4] 陈志英， 刘勇， 周平，等. 基于改进Taguchi方法的航空发动机 装配成功率计算方法[J]. 推进技术， 2018， 39（3）：653-659.

作者简介：彭伟（1985-）男，江西省樟树市，大学本科.研究方向：航空发动机装配工艺。