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某型起動(dòng)機(jī)是一種帶動(dòng)力渦輪的小型渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)，主要用于主發(fā)動(dòng)機(jī)的地面起動(dòng)、冷運(yùn)轉(zhuǎn)、假開車、啟封和油封。其動(dòng)力渦輪的功率通過減速器傳遞到輸出軸上，再通過彈性傳動(dòng)軸傳遞到飛機(jī)外置附件機(jī)匣傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以帶動(dòng)主發(fā)動(dòng)機(jī)高壓轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。在結(jié)構(gòu)上分為兩個(gè)單元體，即燃?xì)鉁u輪和動(dòng)力輸出單元體。燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子支承形式為雙支點(diǎn)：前支點(diǎn)為球軸承，支撐在附件傳動(dòng)后機(jī)匣軸承安裝孔內(nèi)，后支點(diǎn)為滾子軸承，支撐在動(dòng)力渦輪導(dǎo)向器軸承安裝孔內(nèi)。自由渦輪轉(zhuǎn)子支承形式為懸臂式支承在滾子軸承和球軸承上。燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子和動(dòng)力渦輪轉(zhuǎn)子之間無機(jī)械連接。
1外場(chǎng)起動(dòng)機(jī)動(dòng)力渦輪導(dǎo)向器裂紋情況
外場(chǎng)反映通過孔探儀檢測(cè)有多臺(tái)起動(dòng)機(jī)動(dòng)力渦輪導(dǎo)向器有裂紋現(xiàn)象，詳見圖1～4。
2起動(dòng)機(jī)分解檢查情況
外場(chǎng)有4臺(tái)未經(jīng)大修過的起動(dòng)機(jī)，針對(duì)導(dǎo)向器裂紋進(jìn)行分解檢查，4臺(tái)起動(dòng)機(jī)分別為：1＃（已使用80％翻修壽命）、2＃（已使用68％翻修壽命）、3＃（已使用91％翻修壽命）、4＃（已使用73％翻修壽命）。通過分解檢查發(fā)現(xiàn)起動(dòng)機(jī)動(dòng)力渦輪導(dǎo)向器均有不同程度的裂紋，兩臺(tái)起動(dòng)機(jī)燃?xì)鉁u輪導(dǎo)向器有裂紋（見圖5～11）。
3送修起動(dòng)機(jī)導(dǎo)向器裂紋情況分析
根據(jù)起動(dòng)機(jī)修理分解檢查情況，進(jìn)行大修的起動(dòng)機(jī)動(dòng)力渦輪導(dǎo)向器和燃?xì)鉁u輪導(dǎo)向器普遍存在裂紋現(xiàn)象。兩個(gè)導(dǎo)向器材料均為K4648高溫合金，葉型無余量整體精密鑄造而成，燃?xì)鉁u輪導(dǎo)向器在內(nèi)外環(huán)之間有13個(gè)空心葉片，安裝在燃燒室出口和燃?xì)鉁u輪之間，由來自壓氣機(jī)出口的壓力空氣經(jīng)過空心葉片進(jìn)行散熱；動(dòng)力渦輪導(dǎo)向器在內(nèi)外環(huán)之間有17個(gè)葉片（含3個(gè)空心葉片），安裝在燃?xì)鉁u輪出口和動(dòng)力渦輪之間。由于導(dǎo)向器的工作環(huán)境是承受來自燃燒室的高溫、高壓氣流，加上起動(dòng)機(jī)工作時(shí)間短，冷熱變化大，溫差產(chǎn)生的熱應(yīng)力易產(chǎn)生熱疲勞裂紋。燃?xì)鉁u輪導(dǎo)向器有空心葉片散熱，溫差相對(duì)要小一些，裂紋程度相對(duì)比動(dòng)力渦輪導(dǎo)向器較輕一些。動(dòng)力渦輪導(dǎo)向器葉片既沒有散熱，出口處又面對(duì)動(dòng)力渦輪和排氣管，冷熱變化頻繁，是產(chǎn)生裂紋程度較重的主要原因。圖114＃機(jī)動(dòng)力渦輪導(dǎo)向器葉片裂紋
4導(dǎo)向器補(bǔ)焊修復(fù)前裂紋損傷容限
在對(duì)起動(dòng)機(jī)大修或檢修時(shí)，修理要求給出動(dòng)力渦輪導(dǎo)向器和燃?xì)鉁u輪導(dǎo)向器補(bǔ)焊修復(fù)前裂紋損傷容限，只要裂紋在該損傷容限內(nèi)是可以不進(jìn)行補(bǔ)焊修理直接使用的，并且已經(jīng)過實(shí)際使用的驗(yàn)證。
5結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，導(dǎo)向器裂紋現(xiàn)象是普遍存在的，一般在使用46％次翻修壽命時(shí)裂紋已經(jīng)不同程度存在，進(jìn)廠大修的起動(dòng)機(jī)燃?xì)鉁u輪導(dǎo)向器和動(dòng)力渦輪導(dǎo)向器基本上都是裂紋超標(biāo)換新件，甚至在檢修中換導(dǎo)向器也是常有的。因此，起動(dòng)機(jī)燃?xì)鉁u輪導(dǎo)向器和動(dòng)力渦輪導(dǎo)向器的裂紋是設(shè)計(jì)原發(fā)性問題，起動(dòng)機(jī)每一次起動(dòng)，都伴隨著渦輪溫度的急劇變化，在葉片斷面上產(chǎn)生極大的溫差，是產(chǎn)生熱應(yīng)力的根源。葉片裂紋集中分布在兩個(gè)區(qū)域：
（1）排氣邊和進(jìn)氣邊葉根R轉(zhuǎn)接處（最嚴(yán)重的裂紋葉片位于空心葉片進(jìn)排氣邊，從葉片葉根R轉(zhuǎn)接處的內(nèi)腔表面起源）。從結(jié)構(gòu)上看，空腔葉根R轉(zhuǎn)接處的壁厚變化以及氣流的沖擊變化都會(huì)存在不均勻的現(xiàn)象，容易造成很大的溫差；
（2）葉片排氣邊葉身中部。排氣邊壁厚最薄，葉身中部為葉片高溫區(qū)，承受較高的熱應(yīng)力。在起動(dòng)機(jī)修理要求中給出了導(dǎo)向器裂紋損傷容限，是允許有裂紋存在的，在外場(chǎng)使用中一般只要不是形成封閉式裂紋、動(dòng)力渦輪與封嚴(yán)篦齒的嚴(yán)重刮磨，在使用過程中加強(qiáng)監(jiān)控裂紋的擴(kuò)展，是可以繼續(xù)使用的。
作者：章海婧 單位：中國(guó)航發(fā)常州蘭翔機(jī)械有限責(zé)任公司