某型空气发生器二级导向器组合定位销脱落故障排除

雷宗山 张书虎 杨武奎 刘舫 焦江/襄阳航泰动力机器厂

1 故障现象

一架飞机在进行600 小时定检工作中分解检查空气发生器时，发现空气发生器二级导向器组合定位销孔有一条长约3mm 的穿透裂纹（见图1），定位销脱落，空气发生器返厂检查。

2 分解检查

1）二级导向器定位销孔有穿透性裂纹，孔内无定位销。

2）排气锥组合定位槽中有正常工作接触痕迹，为圆形压坑，直径约为3.15mm，距端面约3.52mm，呈光亮色；其附近圆柱面有6 处异常痕迹，呈灰黑色，且圆柱面有轻微凹陷，其中4 处为长约3.52mm、宽约1.44mm 的凹槽，其顶端有直径约2.4mm 的圆形压坑；1 处为直径约2.48mm 的圆形压坑；1 处为长约2.47mm、宽约1.92mm 的凹槽；5 处圆形压坑距端面均约为3.52mm（见图2）。

3）分解检查全部导管、直喷管、排气锥组合、起动直流电动机、滑油泵、滑油分配器、进回油座组合、漏油活门组合、减速传动盒组合、离心机匣组合、直喷管、燃气机匣组合、离心叶轮组合、涡轮轴、一级涡轮、二级涡轮、一级导向器组合和带火焰筒的燃油集油总管组合，均无异常。

4）测量定位销孔直径，为Φ2.58 ～ Φ2.61mm（图样尺寸为Φ2.50+0.0140mm）。

3 原因分析

3.1 结构分析

图1 二级导向器组合定位销孔裂纹

图2 排气锥组合异常痕迹

二级导向器组合排气端的外环上设计有尺寸为Φ2.5+0.0140mm 的定位销孔。定位销直径为Φ2.5+0.02+0.01mm，设计配合为-0.02 ～+0.004mm。排气锥组合上设计有定位销槽，装配时二级导向器组合定位销卡入排气锥组合定位销槽内，实现定位和止动（见图3）。二级导向器材料牌号为K418B-HB7239-95，定位销材料牌号为钢棒1Cr11Ni2W2MoV-GJB2294-95。

3.2 排气锥痕迹分析

对6 处异常痕迹的形貌进行分析，认为造成异常痕迹的原因是排气锥装配过程中定位槽未对准定位销，导致排气锥外圆与定位销接触形成。其中，5 处顶端有圆形凹坑的痕迹，圆形凹坑到端面的距离与定位销安装到位后正常接触痕迹到端面的距离基本相同，圆形凹坑直径均略大于定位销球头直径，为装配后使用一定时间所致；1 处无圆形凹坑的痕迹深度较浅，长度相对较短，为装配未到位即取出所形成。

图3 总装配位置关系局部剖面图

统计修理现场22 台第一次到寿待修的空气发生器，其中有7 台排气锥表面有异常痕迹，每台排气锥的异常痕迹数量为1 ～3 个不等。

3.3 二级导向器定位销孔裂纹原因分析

定位销孔边缘内侧存在轴向挤压痕迹，表明当定位销槽未对准定位销时，施加了较大的力才将排气锥装配到底，导致定位销承受了较大的挤压，因此定位销孔边缘内侧产生挤压变形，是裂纹萌生的主因。

修理中不分解定位销，因此也无法检查定位销孔内壁有无裂纹。统计修理现场22 台第一次到寿修理的空气发生器，其中6 台存在定位销孔边缘裂纹故障（4 台排气锥无异常痕迹）。检查修理现场的9 台空气发生器，未发现该处有裂纹故障。

对比发现，国产和进口空气发生器二级导向器定位销处存在差异。国产定位销孔为台阶直孔，进口定位销孔为锥孔；国产定位销为圆柱形，进口定位销为锥形且另一端收口铆接。

4 金相检查

宏观观察二级导向器裂纹位于定位销孔内，长约3mm，方向垂直导向器圆周，位于定位销孔外缘，穿透到定位销孔内壁。

图4 二级导向器定位销孔内壁挤压痕迹

图5 二级导向器定位销孔扩展区

图6 二级导向器组合定位销孔设计要求

微观观察二级导向器裂纹断口，长宽约为1.2mm×0.7mm，起源于定位销孔内壁，向导向器外环排气端扩展，断口起源区有严重挤压痕迹（见图4），扩展区可见浅表层韧窝特征，排气端外缘断面较粗糙，为扩展后期唇口区（见图5）。

金相分析认为，二级导向器的裂纹由内壁挤压痕迹处向外扩展，为过载导 致。

5 排除方法与故障件修理

二级导向器内腔有沿圆周方向均布的31 个精铸叶片，与之相配的排气锥6 个支板也是沿圆周方向均布，因此，在二级导向器圆周方向上，以原定位销孔位为0°，在圆周方向上旋 转180 °， 换 位 新 加 工 定 位 销 孔Φ2.5+0.0140mm，实现对排气锥的定位和止动，理论上对DF22 空气发生器流道无影响（见图6）。

二级导向器材料牌号为K418BHB7239-95，切削加工性较好，在圆周方向上换位新加工销钉孔的可靠性高。但二级导向器是薄壁组件，须设计定位夹具，对二级导向器进行精确定位和夹紧，以防止加工中的变形和错位。

6 注意事项

1）应细化与二级导向器组合相配的排气锥的故检标准，在发现排气锥有异常时，须分下二级导向器组合的定位销，检查定位销孔内壁有无裂纹或异常挤压痕迹。

2）装配排气锥或外场定检过程中，排气锥上的定位槽必须对准二级导向器上的定位销。