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某个滑油泵抱轴故障排查与分析.docx

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  • 上传时间:2022-02-19
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    •           某个滑油泵抱轴故障排查与分析                    【摘要】本文通过某个滑油泵抱轴故障的排查与分析,介绍滑油泵结构原理,通过分解检查、原因分析,确定故障机理,给同类型的故障提供参考意义关键词】航空发动机 滑油泵 抱轴 故障分析 0引言滑油泵为发动机滑油系统滑油循环提供动力如果滑油泵抱轴,滑油循环效率降低,发动机内部各润滑部位会出现少油的情况,最终可能导致轴承等出现磨损,影响发动机使用安全1滑油泵的结构原理此滑油泵是两级齿轮泵,一级作增压用,一级作回油用由壳体、上盖、下盖、增压级主从动齿轮及回油级主从动齿轮等组成,见图1滑 油泵工作时,滑油被齿轮增压后流经端面间隙形成内部泄露,使齿轮与壳体结合面生成一层动态压力油膜,补偿端面磨损,润滑齿轮端面与盖板结合面(固定间隙为0.095~0.175mm)在壳体内压有4个青铜衬套,并用螺纹销保险,作为2个齿轮轴的滑动轴承青铜衬套与壳体配合过盈为0.023~0.077mm,齿轮轴与青铜衬套的间隙为0.06~0.12mm在壳体上的每2个青铜衬套之间,开有Φ6的润滑油孔,与增压级的输出端连接,引来压力油润滑滑动轴承1 .油泵上盖;2.回油级从动齿轮;3.回油级主动齿轮;4.增压级主动齿轮;5.青铜衬套;6.油泵下盖;7.增压级从动齿轮。

      图1 滑油泵局部结构示意图2故障现象清洗发动机滑油滤时,发现油滤里有大量金属屑,检查滑油泵油腔里有细小金属末金属屑呈两种不同的表面颜色,一种为灰白色,能谱分析该金属屑为铝合金材料;另一种为黄铜色,能谱分析该金属屑类似铅锡铜合金3故障分析3.1分解检查分解滑油泵至零组件,发现回油级主动齿轮与滑油泵壳体上、下两个衬套抱轴滑油泵上盖与回油级主动齿轮端面接触面周向磨损严重,下盖与增压级齿轮端面接触面有周向磨损,壳体衬套安装孔磨损严重,衬套与主动齿轮轴颈抱死无法分下,壳体上增压级、回油级主动齿轮安装孔端面均有磨损,回油级与增压级齿轮端面均有磨痕3.2故障树分析以滑油泵抱轴为顶事件,结合滑油泵结构原理分析,绘制故障树,见图2图2 滑油泵抱轴故障树故障树包括6个底事件,分析与排查过程如下:3.2.1泵壳体加工不合格X1机理:滑油泵壳体加工尺寸不合格,衬套与齿轮发生偏磨挤压,导致抱轴验证:复查滑油泵壳体加工记录,合格;分解检查衬套与齿轮无偏磨现象,此因素可以排除3.2.2齿轮加工不合格X2机理:回油级从动齿轮加工尺寸不合格,衬套与齿轮发生偏磨挤压,导致抱轴验证:复查回油级从动齿轮加工记录,合格;分解检查衬套与齿轮无偏磨现象,此因素可以排除。

      3.2.3衬套硬度不合格及松动X3机理:衬套硬度不合格,工作过程中局部磨损,磨粒引起衬套与齿轮轴颈磨损,导致抱轴;滑油泵工作过程中,衬套松动,衬套与壳体及齿轮轴存在相对运动,引起轴颈磨损,磨粒进入衬套内孔与齿轮轴颈发生磨擦,导致齿轮与衬套发生抱轴验证:复查青铜衬套加工记录,硬度合格,对故障泵从动齿轮衬套进行硬度检查,硬度合格;壳体与衬套之间为过盈配合,每个衬套均有螺塞防松,每个螺塞均冲点防松,复查从动级衬套未发现松动;此因素可以排除3.2.4衬套与齿轮间隙不合格X4机理:衬套与齿轮间隙过小,滑油泵工作过程中,衬套与齿轮易发生磨擦,青铜衬套发热膨胀,导致与齿轮发生抱轴验证:复查衬套与齿轮的间隙为0.09mm(要求值:0.06~0.12mm),合格;此因素可以排除3.2.5泵端面磨损产生多余物X5机理:滑油泵齿轮与壳体磨损产生多余物,随滑油进入衬套与齿轮之间,造成滑油泵工作卡滞、磨损,最终抱轴验证:复测滑油泵齿轮与壳体配合尺寸,结果合格;滑油泵经滑油综合试验器磨合试验后进行分解检查,各零件检查正常;随发动机试车后对油滤进行检查,未发现金属屑;发动机在外场定期进行滑油滑油磨粒检查和清洗滑油滤,至本次故障前检查正常;此因素滑油泵端面磨损产生多余物X5可以排除。

      3.2.6发动机内部或滑油带入多余物X6、X7机理:发动机内部或外部滑油箱带入多余物进入滑油泵,卡在衬套与齿轮之间,造成滑油泵工作卡滞、磨损,最终抱轴验证:冶金对故障零件进行了外观、电镜及能谱分析和成分、高倍检查,青铜衬套与主动齿轮相互粘结的材料除滑油泵本体材料外,还有铝材质多余物成分;X6、X7因素不能排除通过对7个底事件进行分析,除多余物因素X6、X7不能排除外,其余底事件均可以排除4故障机理滑油泵回油级主动齿轮与青铜衬套之间进入了铝材质多余物,滑油泵工作过程中,齿轮轴挤压多余物,对衬套造成刮磨,产生衬套及内孔铅锡镀层的屑末,磨损产生的屑末逐渐积累,减少了齿轮与衬套的间隙同时,由于挤压、刮磨使齿轮与衬套发热升温并融合,衬套随齿轮转动,切断衬套固定销钉,衬套与齿轮抱轴在滑油泵壳体孔内转动,对壳体造成磨损,产生铝合金屑末,青铜屑末和铝合金屑末随滑油回流至滑油滤5故障结论多余物随滑油回流至滑油泵回油级,使回油级主动齿轮与衬套磨损后抱轴,导致滑油泵与壳体磨损,磨损产生金属屑进入滑油滤参考文献[1]某型发动机技术说明书[M].株洲:中国航发南方工业有限公司,2018.[2]某型发动机维修手册[M].株洲:中国航发南方工业有限公司,2018.  -全文完-。

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