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摘要:航空发动机的机械系统中有许多零部件,技术相对比较复杂,在设计过程中可能会出现很多问题。所以,相关人员一定要从细节出发,通过数据进行验证,更好地对航空发动机进行分析和研究。另外,要做好国际合作,在航空发动机机械专业研究领域进行进一步技术交流。
关键词:航空发动机;机械系统技术;研究
引言
国内外出现的机械系统问题主要是设计、制造、装配、使用和实验方面。国内机械系统问题的主要原因是接触后磨损易发、零部件数量多结构复杂;制造和设计水平低、进行试验的方法落后等;国内的技术环境给予的重视程度和投资力度都不高等因素的共同影响。所以要机械系统运行顺畅,必须对管理、加工、试验等相关工作人员进行专业能力的培养。
1传动系统技术
传动系统是给发动机附件系统提供动力的设备,亦是国外航空发动机研究的主要方面。目前,人们对航空发动机系统的研究进一步重视,国外在研究过程中发现传动系统必须采用计算机分析技术,根据分析处理的结果设计,才可以降低系统出现的噪音。同时,满足发动机系统高速、载重与减小传动系统的体积和质量,同时延长寿命和可靠性,减少成本、增大经济可承受性。另外,在附件的设计上要用到集成电路的原理将附件整合成一个整体。这样对附件的使用量减少,并简化了机匣的结构,让系统减轻减重。我国在传递系统的研究上与国外已经建立了完整的计算机分析系统和高效的性能试验技术,其差距还很远。这些差距表现在将各个部件的受力、变形对其自身和部件作用影响综合考虑的计算机仿真与附近集成方面。这些差距的存在使国内的发动机体积和体重都非常庞大,对发动机正常运作产生影响。我国慢慢开始重视这类问题也开发了相关的软件,为国内传递系统的发展带来了很大助力。
2润滑系统技术
随着航空发动机设计技术的发展进步,润滑系统越来越精细化。关于润滑系统的设计有“二向流动、复杂换热、弹流润滑等比较困难复杂”的知识。对此,全世界国家自20世纪到21世纪欧美、德国、法国、比利时、意大利、英国等欧洲国家联合开展为了商用以及军用航空发动机传动润滑系统的研究,改进创新了润滑系统中的材料和技术,获得了巨大的技术进步。主要包括“航空发动机抽成腔内的流动与换热、润滑系统着火与防火、金属海绵高校离心通风其等技术”,而且已经在一些商用发电机中进行了使用。未来航空发动机的负荷会不断提高,如果发动机的燃油温度不能有效使用润滑系统进行散热,将对发动机造成严重损坏。对此必须设计出优良合理的散热技术,才能确保不会产生更多搅拌热而造成发动机损坏。
3密封系统技术
密封技术主要使用在军、民用航空发动机上,在二十世纪七八十年代的美国研发了多项密封技术,如刷密封、反转气膜密封、石墨机械密封、气密封等。航空技术飞速发展,新一代的航空发动机面临新的技术挑战,航空技术结合密封技术和润滑发动机系统,使用不同的密封件使配对最优化。对于高难度的项目研究一般是航空领域的专家与其他领域的专家从航空领域开始,有成果后再移植到其他领域的同时也会借鉴其他领域的技术。汽车行业的传动与密封性技术就是通过此方法研制的。在航空发动机的发展过程中,发现使用接触式气路密封技术让发动机的效率大大提升,同时发现使用广推式密封亦可以提高发动机性能。在研究密封技术的过程中,结合密封和润滑以及发动机空气系统,让密封设计更为合理,并且效果更好。
4主轴轴承技术
主抽承与发动机的统一设计能够实现抽承的基本功能并减轻发动机的重量。开发发动机轴承的相关流程是:先建立航空发动机的数据库,进行合理的技术融合,且在安装轴承中各部门做好交流工作,为发动机和轴承设计的更加合理做好准备。在轴承的基础开发上,对轴承的意外损伤进行了再现,根据表面残缺应力与寿命的关系对润滑油的污染等性能进行了试验,分析出轴承的极限寿命,并得出轴承新寿命以及润滑油和有污染度的寿命。
对于轴承的失效分析需要建立失效数据库,将失效的轴承拍照、编写故障特征和原因,工作人员可以根据库中的信息对比分析失效的轴承。
5航空发动机机械加工技术
5.1前期准备工作
在航空发动机机械加工之前,首要一点是做好前期准备工作,统筹规划,为后续相关工作展开奠定基础。机械加工前,操作人员需要充分了解加工图内容,把握加工图的细节,结合图纸设计要求来选择交给你个工艺和装备,为后续的加工活动顺利展开奠定基础。但是,当前我国的航空发动机机械加工工艺规程中却并未制定明确的要求,在实际工作中可能导致指导力度缺失,加之加工人员自身的工作经验同加工条件不匹配,影响到航空发动机机械加工质量,阻碍航空发动机加工工艺水平提升。此外,在零件加工期间,部分工作人员无法熟练运用专门的仪器设备,加工精度不足,导致加工材料损耗,加工成本大大提升,影响到航空发动机机械加工工艺发展。
5.2夹具和零件安装
在航空发动机机械加工中,夹具和零件安装是一个重要环节,为了提升安装质量,需要合理控制零件轴心线和机床旋转中心对应关系。根据技术要求,将横截面和旋转中心控制在90°,保证零件位置符合要求,提升精准性。对于可能出现扭曲变形的零件,与夹具相互对正,在合理控制安装环节基础上,提升航空发动机机械加工工艺水平。需要注意的是,在航空发动机机械加工过程中,应该合理控制安装流程,根据草图进行安装,将安装原则落实到实处。根据航空发动机机械加工工艺规程,零件内控跳动在0.05mm以下,由于无法确定选择哪一种找正方法,通常情况下是随意选择,根据实际情况来决定。
对点找正操作简单,速度快,但是精准度无法保证;连续找正实现难度大,但是准确度高。两种方法有着不同的优势和劣势,结合具体要求来选择。除此之外,在零件压紧操作中,要求压紧表面,但是缺乏细致的规则和具体量的标准,而不同操作人员对于量的理解不同,更多的是按照操作习惯进行,可能导致零件受力不均,出现不均匀变形,导致产品质量不符合要求。
5.3机械加工过程
在航空发动机机械加工过程中,加工构成的控制十分关键,任何一个操作失误都将影响到整体加工质量。这就需要严格遵循加工标准和要求,按照加工流程进行操作。普通人员通常是根据自身经验和习惯来安排时间,对于自身的经验依赖性较高,即便是数控编程技术性人员也多是依据自身经验进行。
究其根本,是由于技术人员的技术精度掌握不足,加工过程很容易受到主观意识影响,在具体工作安排中以便捷为出发点,导致各种零件加工之间的差异,在一定程度上加剧刀具磨损、老化,导致零件变形差异。
如果零件表面加工流程步骤较多,如果顺序存在差异将会带来不可估量的后果,影响到加工质量。在机械加工过程中,道具的迟钝程度同样影响到零件的加工精度,切削参数发生改版,道具受损程度和切削效果也将存在显著差异。
结束语
在航空发动机机械系统当中主要包括四个部分,分别是主轴轴承、密封系统、滑动系统、润滑系统,这造成航空发动机结构十分复杂,在运行的时候可能会产生各种各样的故障,造成航空器在运行的过程中无法得到保障,为了让航空事业在发展的过程中不会由于发动机故障而受到影响,分析航空发动机机械技术是非常有意义的,可以从根本上提高航空发动机的性能。
参考文献:
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