一种联调扭力杆式调节机构装配调试技术研究

庞黎刚，张晓诗

（中国航发商用航空发动机有限责任公司，上海200241）

0 引言

航空发动机高压压气机多采用多级可调静叶来控制发动机的喘振和失速，使得用于可调静叶角度的多级联调机构显得十分重要[1]。联调机构由多种典型构件组成，包括作动筒、扭力杆及连杆等，且每种构件及其几何参数对调节角度的精度都会产生较大影响。在联调机构设计阶段，不仅要确定机构的形式，还要充分考虑各种参数对调节角度的影响[2-3]。在装配调试阶段同样需考虑各种调试参数及方法对设计角度的实现，保证角度调节精度。

本文对一种先进机型高压压气机五级联调机构装配及标定技术进行探讨，为某型航空发动机高压压气机批产整机开展调节机构装配及标定提供有益参考。

1 装配调试对象

本文介绍的调节机构为扭力杆式结构，根据气动输入需求，实现从S0至S4级可调静子叶片五级联调。具体结构如图1所示，扭力杆式调节机构主要由作动筒组件、扭力杆组件、联动环组件、连杆组件、摇臂组件等构成。在装配过程中通过装配调试保证调节角度精度。

图1 扭力杆式调节机构

2 装配及调试方法

（1）作动筒调试

在作动筒组件完成安装后对其进行调试，使用工程油液压手泵通过软管分别连接两个作动筒，对液压手泵进行打压，保证作动筒运动平缓无卡滞。

（2）角位移传感器校准

由于联动环与机匣的不同心导致可调叶片角度存在不同的初始偏转值，为准确模拟初始安装角，通过角位移支座工装将计算所得初始偏转角校准至角位移传感器初始安装角，校准示意图如图2，步骤如下：

1）将角位移传感器装配到支座6上，转动角位移传感器摇臂5，并将定位销钉7插入支座的0°位置，将角位移传感器与数字显示器连接，并将显示器读数归0；

2）拔出定位销，分别顺逆时针转动角位移传感器摇臂，将销钉插入30°的校准孔，显示器的读数是30°±0.2°，读数分别为正负；

3）将计算所得初始偏转角预置至角位移传感器；

4）在测量叶片角度过程中连接断开或者角位移传感器关闭，角位移传感器须重新校准。

图2 校准角位移传感器

3 角位移传感器安装

在完成角位移传感器校准后，将传感器安装至高压压气机可调叶片轴颈处，周向四处大致均布的角位移传感器角度平均值更真实的反馈了当前级可调叶片偏转角度，按照图3进行装配：

（1）将角位移传感器的中心杆装配到摇臂上，周向四处，确保夹紧块13开口方向与摇臂一致，并装配到中心杆6上；

（2）装配摇臂定位销钉9，将角位移传感器摇臂5的长条孔装配到定位销钉9中；

（3）将角位移传感器装配到中心杆6上，确保角位移传感器完全装配到中心杆6中；

（4）拧紧螺栓11，角位移传感器连接显示器。见图4。

图3 角位移传感器安装

图4 角位移传感器周向布置

4 调试调节机构

通过液压手泵慢慢加压，循环多次将调节机构从完全关闭至打开位置，过程中确保运动平缓无卡滞、无干涉，并记录作动筒需要的压力。记录角位移传感器数值并进行平均，在记录数值前不要释放液压手泵压力。

5 机构角度校准调节

如完全打开、关闭的角度与设计的误差不大于1°，则通过增加或减少垫片，垫片位置如图5，增加垫片可以扩大调节范围，减少垫片可以缩短调节范围，以修正角度误差。具体如下：

拆卸连杆连接扭力杆耳片的自锁螺母和螺栓，按照所需角度增加或者减少相应的垫片，两侧的扭力杆需要同时调整相同的垫片。

记录每级垫片数量的变化和最后垫片的总数，最后再把固定扭力杆耳片、连接连杆组件的螺栓复装。

图5 耳片垫片位置

如果完全打开、关闭的角度与设计的误差大于或等于1°，则通过调节连杆的长度修正角度误差，关于连杆长度的调节方法如下：每级两侧的连杆都必须调整相同长度，误差不超过0.25 mm；通过如图6工装调整连杆长度，调整锁定把手松开滑块5，保证电子刻度表14的长度是调整目标值，将连杆装配到测量仪器上，装配垫块25，安装并拧紧旋钮28。根据计算值旋转连杆，确保连杆处于组件中间，记录连杆长度。

最后角度修正调整完成后，转动调节机构从最大打开到最大关闭多次，确保无卡滞、干涉。

图6 连杆测量调节工装

6 结束语

本文对高压压气机五级联调调节机构装配及调试技术进行了阐述，为保证装配及调试角度精度，主要结论如下：

（1）通过采用角位移传感器支座工装及周向四处角位移传感器校准调节机构，可有效减少初始角度带来的偏差及周向角度不均匀带来的偏差。

（2）当角度偏差大于或等于1°时，通过调节连杆长度保证设计角度可达，同时采用连杆长度调节测量工装，能有效保证两侧连杆长度一致性，避免长度不一致导致两侧出现角度偏差。

（3）当角度偏差小于1°时，通过耳片垫片可微调修正角度偏差。