王威
摘 要：航空发动机中介及高压压气机传动的结构是复杂多样的，该文中发动机前支点结构与一般发动机中支点结构相似，但其前支撑与中央传动体结构，这使装配前支点轴承变的复杂，必须使其分步装配完成后再进行中央传动齿轮装配，所以根据其结构特点必须需要合理的设计其装配工艺并设计相应的装配工装，最终实现前支撑的装配。
关键词：轴承 装配 工装 航空发动机
中图分类号：V262 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（b）-0027-02
Tools Structure Research for an Aero-engine Front Fulcrum Bearing Assembly
Wang Wei
（Navy Station in Shenyang Military Representative Office on Engine Shenyang，Shenyang Liaoning，110034，China）
Abstract：The structure of the center and high pressure compressor transmission system in aero-engines is complex. The structure of the front fulcrum in the paper is similar to general engines，but it is separated to the center transmission system which causes the front fulcrum assembly complicated.The center transmission system assembly must be finished after the front fulcrum assembly. It is necessary to schedule rational process and design corresponding tools according to the front fulcrum structure to finish its assembly.
Key Words：Bearing;Assembly;Tools;Aero Engine
航空发动机中介及高压压气机传动的结构是复杂多样的，结构特性则决定装配工艺路线，一般结构是由中介机匣、中央传动齿轮箱及高压压气机前轴颈三部份组件相互连接传动的，高压压气机前轴颈通过中央齿轮箱的中央传动齿轮传至中介机匣中央传动从动齿轮并传至附件机匣的，该结构装配工艺较为简单，可以直接将中央齿轮箱直接装配至中介机匣上并与压气机连接，实现中支点装配，该发动机前支点结构与一般发动机中支点结构相似，但其前支撑与中央传动分体结构，这使装配前支点轴承变的复杂，必须使其分步装配完成后再进行中央传动齿轮装配，最终实现前支撑的装配。
1 研究目标
研究论证其装配工艺路线，采用有效合理的工艺方法完成前支点装配并研究工装结构。
1.1 高压压气机的构成
高压压气机为七级压气机，是由不旋转的静子部分和旋转的转子部分组成。静子部分包括0-2级导向叶片、调整机构、3-7级静子叶片、第3-7级整流器、各级机匣及各种静子件;转子部分主要有转子叶片、压气机盘、篦齿盘、后轴颈;此外，还有轴承系统及封严系统的构件。一排压气机转子叶片及紧跟其后的一排静子叶片构成一个压气机级。在发动机工作过程中，高压压气机将经过中介机匣的内涵气流进一步压缩，从高压压气机压缩过的高压空气将进入燃烧室。
1.2 高压压气机静子组件结构及难点分析
（1）结构。
高压压气机静子组件是由一、二、三级整流机匣组件、四到七级整流机匣、零到二级内环、零到二级联动环组件、摇臂组件、曲柄组件、第三到七级整流器组件、零级导叶、一级静叶、二级静叶及一些衬套、销子、螺栓等组成。
（2）难点分析。
①高压压气机静子装配难点为一、二、三级整流机匣及零、一、二级可调叶片的装配，其中由于结构原因，其机匣均为整环结构，拆装时均需要将各级机匣连接的安装边分开，并将各级可调叶片及摇臂组件逐一进行装配后与整环结构的联动环相连接，其余三至六级静子叶片同样是通过各级环形安装边靠压紧方式连接。组件装配过程中需要反复调整各级可调叶片以保证可调叶片转动调整的灵活性，同时也要保证三至六级静子叶片装配时的周向间隙等要求。如在进行转静子单元体组件装配时，由于静子的整环结构，转静子装配需要将静子组件完全分解，逐一进行装配，这也给装配增加了难度，同时也需要很长的装配周期来完成。
②高压压气机静子叶尖为曲面结构，加工时需要保证各位置的坐标点的值，所以在组件加工时会出现薄悬臂叶片断削曲面加工的问题，由于静子周向仍然存在间隙，加工时的位置不固定也会造成打刀问题。根据此难点，加工工艺采用了整体注腊加工的方式，选用加工性能好的腊料，将叶片固定在某一位置，即避免了断削加工的问题也避免了薄悬臂叶片的加工让刀问题，同时选用数控立车保证曲面加工的准确性，解决了压气机静子曲面叶尖的问题。
1.3 高压压气机转子组件及难点分析
（1）结构。
高压压气机转子组件由高压转子叶片、高压压气机盘、篦齿盘、后轴颈、卡圈等零组件构成。
（2）加工难点。
高压压气机转子组件叶尖加工是在组件上进行，但由于各级叶片的周向间隙较大，同时转子叶片为薄壁悬臂叶片，加工时存在一定的困难。根据该问题采用高速叶尖磨削的方式，通过离心力将叶片拉至工作为止，在磨削前对转子组件进行初步动平衡，控制其不平衡量，在磨削过程中采用激光测量的方式对叶片的直径进行在线测量，保证加工的准确性。
1.4 设计要求
按照设计图纸及设计文件的技术条件及技术参数，保证各技术条件及技术参数的前提下完成该组件的工艺文件及工装结构设计，满足设计要求。
2 方案设计
技术措施：以其他机种装配工艺路线作为参考，结合设该发动机的实际结构，并对整个工艺过程进行分析论证，确定其合理性、正确性、可行性后，在制定最终的装配工艺。
根据确定的装配工艺，采用合理装配方案。
对相关的专用工艺装备进行论证、设计。
通过工艺过程的研究和工装设备的研讨，验证工艺路线的合理性及测量的准确性。
可行性分析：根据对前支点轴承装配技术及工装结构研究论证，分析出问题的关键点，根据预计采用的技术措施来解决提出的问题，在完成装配技术研究的同时，是可以实现压气机单元体装配并验证装配工艺的可行性的。
2.1 工艺技术方案
（1）将中介机匣吊装到核心机装配车上，检查左右安装节与三支点固定牢靠后，分下万能吊具。在三支点支撑组件上装胶圈，在胶圈上抹2号低温润滑脂，然后将三支点支撑组件装到中介机匣上，装上螺母并拧紧螺母。
（2）将轴承内环后半放到加温炉中。将高压压气机转子吊具装到高压压气机转子后轴颈上，检查固定牢靠后，吊起高压压气机转子测量高压压气机转子前轴颈前端面到凸肩的尺寸T值，计算高压前轴颈端面到轴承端面距离M计。在高压压气机转子前轴颈上涂HP-8A滑油，将选择好厚度的调整垫装到高压前轴颈上，取出轴承内环后半，将内环前半装到高压前轴颈上，待回复室温后，用塞尺检查调整垫与轴承内环前半贴合面。
（3）分解整流机匣组合件，分解时记录分解位置。翻转装配车，使中介机匣前安装边朝下。将万能吊具装到一级整流机匣后安装边上，检查固定牢靠后，将一级整流机匣吊装到中介机匣后安装边上，装上螺栓、螺母，拧紧螺母。
（4）将轴承内环前半放到加温炉中。将轴承的滚动体和保持架装到高压压气机转子导具的托盘里，将高压压气机转子导具装到中介机匣上，用螺母固定，用托盘将轴承滚动体和保持架推上，将高压压气机转子对正导具后，缓慢落下，待转子落到位后，分下高压压气机转子导具。在高压压气机转子前轴颈上涂HP-8A或HP-8B滑油，从加温炉中取出轴承内环前半，用芯棒将轴承内环后半装到高压压气机前轴颈上，待回复室温后，测量高压压气机前轴颈端面到轴承端面的距离M实，M实= M计±0.02，若不能满足要求，则装上高压压气机顶具，分下高压压气机转子，重复装配。若满足要求，在高压前轴颈装上锁片、螺母，用手将螺母带靠。
检查支点固定牢靠后，旋转核心机装配车，使中介机匣端朝上，将浮动套齿轴装到高压压气机前轴颈的套齿中。将胶圈装到中央锥壳体中，在胶圈上涂抹2号低温润滑脂后，将中央传动组件主动齿轮的套齿与浮动套齿轴的套齿对正后，将中央传动组件装到中介机匣上，装上螺母，拧紧螺母。将胶圈、胶圈装到进油管组件上，在胶圈上涂抹2号低温润滑脂后，将进油管组件装到中介机匣上，装上锁片、螺钉，拧紧螺钉打好锁片。
将核心机装配车摇至水平，将传动杆装到中央传动组件从动齿轮的套齿中，用扳手摇转核心机，高压转子应转动灵活。
2.2 工艺方案的技术关键
该高压压气机单元体装配是技术关键之一，由于前支撑的特殊结构，该单元体装配无法按照一般装配方法进行，所以需要采用适当的装配方案并配合合理的工装结构才能实现装配，针对特殊结构制定出合理、正确的装配工艺路线。
工装结构是实现设计要求的关键技术之一。通过设计合理的工装和采用合理的装配工艺方案，可使特殊结构的前支点轴承装配得以实现，并保证装配的可靠性。
3 结语
（1）某型机前支点轴承装配，选择最佳的装配方案，可保证装配工艺过程的合理性、可行性及准确性。
（2）工艺装备的结构、尺寸精度、位置精度要满足工艺要求，能够满足装配使用过程的可操作性。
（3）按时完成攻关课题，为首台顺利生产提供前提。
参考文献
[1] 景国光.某型航空发动机技术说明书[M].北京：空军装备部，2006.
[2] 廖明夫，马振国，刘永泉，等.航空发动机中介轴承的故障特性与诊断方法[J].航空动力学报，2013，28（12）：2752-2758.
[3] 葛全江，闫国斌.某型航空发动机前中介轴承失效分析[J].航空发动机，2007，33（1）：42-44.
