《某型发动机桨轴螺母锁紧垫圈断裂分析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《某型发动机桨轴螺母锁紧垫圈断裂分析.docx（4页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、某型发动机桨轴螺母锁紧垫圈断裂分析 保险锁爪折弯卡入桨轴螺母的开槽处。 复查装配工艺，没有规定桨轴螺母预紧力的大小。而螺纹紧固件连接质量的好坏，很大程度上取决于预紧力，预紧目的在于增加联接的牢靠性和紧密性，预紧力将对螺栓的总载荷、联结的临界载荷等产生影响。过大或过小的预紧力均是有害的，所以预紧力的大小、精确度都非常重要。由于使零件端面密贴的预紧力的分界点很难限制，工艺规程上也未作详细规定，因此在实际装配时也是靠人工摸索进行限制。若螺纹紧固件拧的过紧，即预紧力过大，则螺栓可能被拧断，被联接件可能被压碎、扭曲或断裂，也可能螺纹牙被剪断而脱扣；若过小，则会使螺栓疲惫寿命下降，被联接件出现滑移甚至紧固
2、件被剪断。 桨轴螺母在外圆面上匀称开有16槽，两槽之间的夹角为22.5，而桨轴螺母的拧紧力矩角为405，螺母转过两个槽的角度为45。由于没有规定预紧力的大小，所以无法确定螺母起先计算拧紧力矩角的初始位置，装配时为同时保证拧紧力矩角及锁紧垫圈保险锁爪能够卡入桨轴螺母槽，有可能导致桨轴螺母实际拧紧力矩过大。 2.4 锁紧垫圈断裂缘由分析 依据冶金分析结论，锁紧垫圈为疲惫断裂，起始于预弯爪外侧R部位，向内侧扩展，且源区部分表面擦伤严峻。结合该部位装配结构及现场装配状况，分析认为锁紧垫圈断裂起始时所受到的应力较大，缘由是拧紧桨轴螺母时，未规定预紧力大小，是靠人为的拧紧至扳不动为止，再用长杆扳手扳过肯定
3、角度，而桨轴螺母槽夹角偏大，这使得预紧力和拧紧力矩较难限制，导致故障锁紧垫圈实际拧紧力矩过大，在锁紧垫圈贴合面产生较大的摩擦力，因此在桨轴螺母与锁紧垫圈的部分接触面上留下较严峻的擦伤痕迹。由装配结构可知，当拧紧桨轴螺母时，预弯锁爪卡在桨轴外分油衬套锁爪槽内，若拧紧力矩过大，会使预弯锁爪与垫圈平面的转接处R部位承受很大的弯曲应力，造成该部位应力集中，而疲惫裂纹通常形成在导致应力集中的表面不连续性部位，即截面改变部位。 另外，发动机正常工作时，螺旋桨-桨轴需承受外界改变的气动载荷、飞行时的陀螺力矩、发动机传递的扭矩等力和力矩，由此产生的振动会造成循环惯性力，导致锁紧垫圈与名义上相对静止的接触件间，
4、产生高频微动应力。在微动交变应力作用下，桨轴外分油衬套上的锁爪槽进一步挤压锁紧垫圈的预弯锁爪，使预弯锁爪的转接R部位在承受拧紧时产生的弯曲应力的基础上叠加微动交变应力产生的弯曲应力，从而萌生疲惫裂纹并扩展，导致断裂失效。 3 改进措施 将原来无角度的拧紧盘改进为标印上角度刻印的拧紧刻度盘，并新增转接装置，便于限制拧紧角度，同时采纳增力器减轻人力负担；将拧紧桨轴螺母的扭角法改为力矩-转角法，先通过预紧力试验数据统计获得使零件密贴的预紧力，然后再运用增力器转过设计要求的角度，确保拧紧力矩的同时使锁紧垫圈的锁片能锁进桨轴螺母的锁片槽；对桨轴螺母槽数进行改进，由原来的16槽改为24槽，减小螺母槽夹角，
5、以便用转角法装配桨轴螺母时可有效限制拧紧力矩角。 4 装机验证 将贯彻上述改进措施的改进件装机进行了600小时试车考核，试车后分解检查，锁紧垫圈外观正常，无变形，磁粉检查合格，这说明上述改进措施是有效的，达到了预期改进目的。 参考文献 1 王大伦，赵德寅，郑伯芳.轴及紧固件的失效分析 M.北京：机械工业出版社，11018. 2 王启义.中国机械设计大典M.南昌：江西科学技 术出版社，2002. 3 王玉春，陈鸿德，史永吉，沈家骅.高强度螺栓接合 M.北京：中国铁道出版社，11014. 4 周润芬.紧固件连接设计手册M.北京：国防工业 出版社，11010. 5 卜炎.螺纹连接设计与计算M.北京：高等教化出 版社，11015. 作者简介：鹿东荣，男，中国航发南方工业有限公司主管工程师，探讨方向：航空发动机失效分析；伍彩文，男，中国航发南方工业有限公司技术专家，探讨方向：航空发动机故障诊断与维护。 第4页 共4页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页