[发明专利]一种涡轮叶片的更换方法

说明书

本发明公开了一种涡轮叶片的更换方法，该方法通过拆卸分解、清洗检查、盘体平衡、叶片匹配、初磨外圆、组件平衡、终磨外圆、锁片安装、最终检验的方式，保证安装合适的叶片，该方法通过选择叶片的配合间隙范围、质量范围、模拟平衡及适当的平衡验证，使涡轮叶片的修理效率与质量得到显著提高。同时该方法的实施可显著减少返工造成的航材耗费，节约维修成本，显著提高涡轮修理的一次成品率，减少维修周期。

技术领域

本发明属于飞机维修技术领域，具体涉及一种涡轮叶片的更换方法，尤其是APS3200型辅助动力装置一、二级涡轮叶片的更换方法。

背景技术

辅助动力装置是飞机上除主发动机外的一台动力装置，英文名称AuxiliaryPower Unit，简称APU，它的作用是独立的为飞机提供空调引气和电源，同时提供压缩空气辅助发动机启动，是飞机上一个重要的不可或缺的系统，是飞机上除主发动机外，结构最复杂，精密度最高的装置。

APS3200型APU安装于空客A319/A320/A321系列飞机。其大致可分为附件齿轮箱、负载段、动力段三部分。涡轮作为APU动力段的核心部件，将燃气的热能转化为自身的机械能，起到了做功带动APU转动的关键作用。由于其长期工作在高温高压的燃气环境中，涡轮叶片多发生风蚀、烧蚀等损伤。

APS3200型号涡轮采用轴流式涡轮，分为两级。两级涡轮相互独立，通过键齿相互连接。涡轮主要由涡轮盘1、叶片2、锁片3和气封严4组成，其结构具体如图1所示。涡轮盘周向均匀分布叶片槽，用于叶片的安装。并通过锁片将叶片固定到涡轮盘的指定位置。

在APU的修理过程中，涡轮修理是一个重要环节，是一个涉及多个工序、需要多个大型设备的复杂修理工作，也是体现APU修理深度的一个主要指标。涡轮修理能力的建立，可降低损伤涡轮组件的国外送修费用，加快零件的周转时间，降低备件储备资金。多年来，涡轮修理为公司降低维修成本、减少停场时间做出了很大的贡献。

全球能够进行APS3200型号涡轮叶片更换的厂家不超过10家，一般按照APS3200生产厂家提供的维修手册进行更换。此方法虽能完成涡轮叶片的更换工作，但由于涡轮盘长期工作在高温高转速(近20000转/分钟)的环境下，涡轮盘存在蠕变，其叶片安装孔会逐渐变大。同时，按照此流程进行涡轮叶片更换，过多依赖于人工经验，极易出现外圆磨削后最终检验不平衡量不通过的情况，一次性成品率低，在实际操作中具有一定的困难。反复拆装叶片不仅延长生产周期，而且造成了锁片的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种涡轮叶片的更换方法，该方法实用高效、质量优良，降低了时间成本与航材耗费，提高了涡轮组件的一次成品率。

本发明的上述目的可以通过以下技术方案来实现：一种涡轮叶片的更换方法，包括以下步骤：

(1)拆卸分解：通过拆卸涡轮锁片的方式，拆下涡轮上的全部叶片与锁片；

(2)清洗检查：将拆下的涡轮盘进行清洗与检查，确保涡轮盘可用；

(3)盘体平衡：利用平衡机对可用的涡轮盘进行盘体平衡，记录涡轮盘的不平衡量；

(4)叶片匹配：对涡轮盘上的叶片安装槽进行标记，随机选取全新叶片，进行叶片与叶片安装槽之间的间隙匹配，选择出一套合适的叶片，并在叶片上记录与其合适的叶片安装槽的标记；

(5)初磨外圆：将标记的叶片依次安装到对应的涡轮盘叶片安装槽内，使用外圆磨床对涡轮叶片的外径进行磨削，实际达到规定值以上并预留少部分余量；

(6)组件平衡：确保磨削后的涡轮盘与叶片对应关系不变，将涡轮组件放在平衡机上，通过重新调整叶片在叶片安装槽上的位置，使涡轮组件不平衡量达到规定范围内；

(7)终磨外圆：保持涡轮组件平衡后涡轮盘与叶片位置不变，再次将涡轮组件安装到外圆磨床上，将涡轮叶片的外径磨削到规定尺寸；