棘爪扁簧断裂故障分析及制造工艺的改进

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1、技术应用棘爪扁簧断裂故障分析及制造工艺的改进李文胜,郭志光（中国航发南方工业有限公司，株洲412002）[摘要]通过设计计算、对比分析、工艺复装、工艺试验等方法对棘爪扁簧使用中断裂故障进行了分析，并针对性地从设计、工艺两方面进行了改进，经鉴定与试车验证，措施有效，为航空发动机同类零件的研究提供了经验。[关键词]棘爪扁簧；疲劳断裂；零件干涉；制造符合性；量具[中图分类号]HT165.+3[文献标识码]B[文章编码]1003-5451（2017）04-0054-05AnalysisofPawlFlatSpri

2、ngFatigueFractureandTheStudyonManufacturingImprovementLIWen-sheng,GUOZhi-guang(AECCSOUTHINDUSTRYCO.,LTD.,Zhuzhou412002)[Abstract]Thefractureproblemsofpawlflatspringbydesigncalculation,contrastanalysis,processassemblyandprocesstestwereanalyzed.Thepawlflats

3、pringimprovedisprovedtobeeffectivebycuttingreviewandtrialrunningtest.Itsuppliestheexperienceforthesimilarpartofaero-engine.[Keywords]pawlflatspring;fatiguefracture;partsinterference;manufacturingconformance;measuringinstrument.在外场使用的某型发动机，有5台出现了棘爪扁发现棘爪扁簧断

4、裂时，发动机的累计工作时间从簧（每台配装3个）断裂故障。其中，断裂1个的有3台，236小时至565小时不等，各次发现的日期、时机、发动断裂2个的有2台，断裂位置集中在尖部，见图1和图2。机号、断裂个数均不等。经冶金分析棘爪扁簧断裂模式均为双向弯曲疲劳断裂。1试验及方法1.1设计复查针对发生的5台发动机棘爪扁簧断裂故障，从装配关系、装配计算、结构尺寸对比测量等方面，进行了图1274号发动机棘爪扁簧图2383号发动机棘爪扁簧相关设计复查。作者简介：李文胜(1967-)，男，高级工程师，长期从事发动机装配与试车

5、相关技术研究。·54·《航空精密制造技术》2017年第53卷第4期1.1.1装配关系小。只要保证装配状态下棘爪扁簧中心到终点的高度3个棘爪扁簧分别安装在3个棘爪的销轴上；3个尺寸小于14.72mm，在起动过程中脱开时，就不会与棘棘爪组合在棘轮轴上，与空气起动机6个棘齿中的3轮轴长方形孔边缘产生干涉。个棘齿相啮合，在发动机起动过程中，棘爪传递扭矩，1.1.3结构尺寸对比测量在空气起动机脱开时，棘爪扁簧尖部从棘轮轴长方形从国内某军用修理厂借来使用了750小时的K016孔中伸出。详见图3。号进口发动机原装的3个

6、棘爪扁簧，与设计图样进行再启动瞬间棘轮离合器的位置对比测量，见表1。棘轮离合器表1进口发动机棘爪扁簧结构尺寸测量数据棘爪序号设计图样样机件（K016）棘爪销轴116±0.2114.6815.2414.39212.5＋0.111.2811.6010.9331.8±0.121.151.081.0642.9＋0.12.382.412.68棘爪扁簧5R2.5±0.5R1.95R1.85R1.896R3.0±0.5R1.92R2.07R1.99图3棘爪扁簧装配简图7R1.5±0.5R1.44R1.49R1.341.

7、1.2装配状态计算8R5±1R4.83R5.40R4.60①计算图90.4±0.050.410.410.421015°±30′15°15°14°棘轮轴装配状态下，棘爪扁簧中心与棘轮轴长方112.8±0.32.9～3.2形孔边缘尺寸计算图见图4。124±0.34.2～4.5134.6±0.34.7～4.9O从表1可看出，样件序号7~13的尺寸与该型发动机设计图样相符；样件序号1~6的尺寸与该型发动机设计图样相差比较大。1.1.4导程公差在棘爪扁簧设计图样中，只规定了导程名义值为2，未规定导程的公差。查阅JB

8、/T6654-93《平面涡卷弹簧技术条件》，第4.3条的要求为“等节距弹簧的节距均匀度公差按图样规图4棘爪扁簧装配尺寸计算图定”。该型发动机的棘爪扁簧是阿基米德螺旋线型，其②计算公式导程相当于节距，参照上述标准，在设计图样的技术条图4中h、x的计算过程见式（1）（2）；件中，应给出导程的公差。√21.1.5复查结论752h=()−14.25−31=34.687−31=3.687mm2①在装配状态下，棘爪扁簧中心到终点高度的极（