谈某型起动机导向器裂纹情况范文

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某型起动机是一种带动力涡轮的小型涡轮轴发动机，主要用于主发动机的地面起动、冷运转、假开车、启封和油封。其动力涡轮的功率通过减速器传递到输出轴上，再通过弹性传动轴传递到飞机外置附件机匣传动机构，以带动主发动机高压转子旋转。在结构上分为两个单元体，即燃气涡轮和动力输出单元体。燃气发生器转子支承形式为双支点：前支点为球轴承，支撑在附件传动后机匣轴承安装孔内，后支点为滚子轴承，支撑在动力涡轮导向器轴承安装孔内。自由涡轮转子支承形式为悬臂式支承在滚子轴承和球轴承上。燃气发生器转子和动力涡轮转子之间无机械连接。

1外场起动机动力涡轮导向器裂纹情况

外场反映通过孔探仪检测有多台起动机动力涡轮导向器有裂纹现象，详见图1～4。

2起动机分解检查情况

外场有4台未经大修过的起动机，针对导向器裂纹进行分解检查，4台起动机分别为：1＃（已使用80％翻修寿命）、2＃（已使用68％翻修寿命）、3＃（已使用91％翻修寿命）、4＃（已使用73％翻修寿命）。通过分解检查发现起动机动力涡轮导向器均有不同程度的裂纹，两台起动机燃气涡轮导向器有裂纹（见图5～11）。

3送修起动机导向器裂纹情况分析

根据起动机修理分解检查情况，进行大修的起动机动力涡轮导向器和燃气涡轮导向器普遍存在裂纹现象。两个导向器材料均为K4648高温合金，叶型无余量整体精密铸造而成，燃气涡轮导向器在内外环之间有13个空心叶片，安装在燃烧室出口和燃气涡轮之间，由来自压气机出口的压力空气经过空心叶片进行散热；动力涡轮导向器在内外环之间有17个叶片（含3个空心叶片），安装在燃气涡轮出口和动力涡轮之间。由于导向器的工作环境是承受来自燃烧室的高温、高压气流，加上起动机工作时间短，冷热变化大，温差产生的热应力易产生热疲劳裂纹。燃气涡轮导向器有空心叶片散热，温差相对要小一些，裂纹程度相对比动力涡轮导向器较轻一些。动力涡轮导向器叶片既没有散热，出口处又面对动力涡轮和排气管，冷热变化频繁，是产生裂纹程度较重的主要原因。图114＃机动力涡轮导向器叶片裂纹

4导向器补焊修复前裂纹损伤容限

在对起动机大修或检修时，修理要求给出动力涡轮导向器和燃气涡轮导向器补焊修复前裂纹损伤容限，只要裂纹在该损伤容限内是可以不进行补焊修理直接使用的，并且已经过实际使用的验证。

5结束语

综上所述，导向器裂纹现象是普遍存在的，一般在使用46％次翻修寿命时裂纹已经不同程度存在，进厂大修的起动机燃气涡轮导向器和动力涡轮导向器基本上都是裂纹超标换新件，甚至在检修中换导向器也是常有的。因此，起动机燃气涡轮导向器和动力涡轮导向器的裂纹是设计原发性问题，起动机每一次起动，都伴随着涡轮温度的急剧变化，在叶片断面上产生极大的温差，是产生热应力的根源。叶片裂纹集中分布在两个区域：

（1）排气边和进气边叶根R转接处（最严重的裂纹叶片位于空心叶片进排气边，从叶片叶根R转接处的内腔表面起源）。从结构上看，空腔叶根R转接处的壁厚变化以及气流的冲击变化都会存在不均匀的现象，容易造成很大的温差；

（2）叶片排气边叶身中部。排气边壁厚最薄，叶身中部为叶片高温区，承受较高的热应力。在起动机修理要求中给出了导向器裂纹损伤容限，是允许有裂纹存在的，在外场使用中一般只要不是形成封闭式裂纹、动力涡轮与封严篦齿的严重刮磨，在使用过程中加强监控裂纹的扩展，是可以继续使用的。

作者：章海婧 单位：中国航发常州兰翔机械有限责任公司