某型航空发动机棘轮棘爪机构故障分析与诊断

【类型】学位论文

【作者】王仟成 

【关键词】 航空发动机 棘轮棘爪机构 故障 分析 诊断

【摘要】由于航空发动机经常发生起动故障或起动保护装置故障，目前国内对航空燃气涡轮发动机利用联轴器、离合器分别对起动发电机起动、燃气涡轮起动机进行起动系统保护的技术研究相对较为成熟。棘轮棘爪机构对空气涡轮起动机提供起动保护作为三种典型起动系统保护装置之一，在苏系涡扇航空燃气涡轮发动机起动保护系统中用得较多，而国内尚无权威的相关研究。 本论文运用故障报告、分析及纠正措施系统（FRACAS）、故障模式、影响及危害性分析（FMECA）等可靠性工程技术，对某型航空燃气涡轮发动机设计定型以来的棘轮棘爪机构故障进行影响及危害性统计、分析；根据设计技术状态进行棘轮轴、棘爪及棘爪扁簧受力计算和结构尺寸对比测量分析，结合FMECA、FTA分析计算结果，查找共性和差异，并进行合理的逻辑推理，得到最终故障分析结论，提出改进结构尺寸、调整棘爪扁簧热处理工艺和绕制成型工艺、完善装配检查要求等设计、工艺改进方向，并提出了外场监控技术方案。 论文运用健壮设计理论，对棘轮棘爪机构棘爪扁簧的结构尺寸、热处理工艺、绕制工装等可控和误差因素进行工艺分析；根据影响棘爪扁簧扭弹力和阿基米德螺旋线导程的四个可控因素和三个水平个数、选用L9(34)作为内表进行多指标的正交试验设计，根据每个方案、5个样件试验测得平均数据进行扭弹力、导程信噪比、灵敏度的计算、方差分析和因素显著性检验，找到了影响棘爪扁簧质量的相对最佳工艺组合。根据最佳工艺进行最优条件工艺验证试验，利用厂内部件试验设备和发动机试验车台，进行扭弹力试验、模拟装配试验与车台验证试验，最终确定了棘轮棘爪机构棘爪扁簧最后的设计、工艺技术状态。按照最后设计技术状态、热处理工艺和成型工艺路线、设备生产的棘爪扁簧，在外场得到了改进效果验证。 论文为此类故障进一步研究奠定了良好基础，有助于加快可靠性工程技术在故障分析与诊断应用中的进程。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】白广忱

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