发动机装配技术

发动机装配技术（精选7篇）

发动机装配技术 篇1

目前, 发动机的修理大量是换件修理, 因此装配问题显得特别重要。为了保证发动机的装配质量, 除应掌握装配的一般工艺和技术要求外, 提出以下值得注意的几个问题。

a.装配用的零部件都要进行技术鉴定, 特别要注意对新件的检查。合格后, 方可装配。这是因为, 新的零部件在出厂后几经展转, 加上包装, 存放, 防护不当, 往往产生变形, 锈蚀甚至裂痕。除此之外, 有些零件还要考虑材料的差异, 如铝活塞, 曲轴等, 因为成分不同, 膨胀系数也不同, 故在决定配合间隙时, 应有不同的数值。如铝活塞, 装配前可用开水加热, 测其膨胀量, 以便决定它同汽缸的配合间隙。

b.要注意零部件的清洁。零部件在拆检时虽经清洗, 但此后还要经过加工、运送、存放等过程, 往往被重新脏污。因此, 装配时要重新检查和清洗零部件。特别是零件的安装基准面、润滑油道及油管等, 要认真清洗, 以保证安装精度和机械运转时的正常润滑。此外, 还要注意装配场地, 用具和设备的清洁, 以免玷污零件。值得指出的是, 目前一些修理摊点设在灰尘弥漫的路旁, 零部件极易脏污。

c.有相对运动的零件表面需涂抹机油外, 对于固定配合件的配合表面也可抹些机油, 以防锈蚀且便于拆装。但象螺钉、螺母、螺空等螺纹表面, 则不宜涂抹机油, 因为这类连接件是靠螺纹表面的摩擦力实现自锁的, 如果涂上机油, 就会降低它们的摩擦作用, 这样当发动机工作时由于震动, 连接件就会自动松开。

d.应防止零部件的漏装和错装。一台发动机的零部件总数在1600件左右, 即使是小型发动机其零部件总数也有600件上下。总装时尽管有些零件已装成部件或总成, 但要装配的零件仍不下几百件。曾有一台S195柴油机, 总装后一直启动不着, 花了几天时间也没查找出原因, 无奈只好重新解体检查, 发现是连杆大端轴径的上瓦漏装, 致使压缩比大大降低, 造成发动机起动不着。漏装的原因是参与总装的人手太多, 忙乱中把连杆上瓦放在工具箱里和工具混在一起了, 所以直到装配完毕都未能发现。为了避免类似的故障发生, 参加装配的零部件应清点齐全, 并放在专门位置, 不可相互混杂。此外, 在多人同时参与装配的情况下, 要有一名技术熟练人员主装, 不能各自为政。

e.在总装过程中要边装边检查, 这样可避免装配结束后发现问题造成大的返工。

f.检查用的量具及仪表精度要可靠。由于使用过程中的变形、磨损及锈蚀等原因, 量具、仪表的精度易遭到破坏。如果用这样的量具、仪表检验零件的精度和配合间隙, 势必造成很大的误差, 而其结果还不易被发现。因此, 应定期校验所需量具和仪表的精度, 停止使用一切不合格的量具和仪表。

摘要：介绍发动机在修理过程中应注意的几个问题。如:装配用的零部件都要进行技术鉴定、检查;零部件的清洁问题;运动件的润滑油的问题;防锈问题;漏装、错装问题等。

关键词：发动机,装配,修理

发动机装配线泄漏检测技术 篇2

泄漏检测技术

泄漏检测方法有很多种, 根据检测介质不同, 可以分为水压泄漏检测和气压泄漏检测两大类。

1.水压泄漏检测

水压泄漏检测是指向检测工件充入一定压力的水, 通过观察其外表面是否有水渗出, 来判别检测工件是否存在泄漏。此方式由于生产效率很低, 目前已逐步被淘汰。

2.气压泄漏检测

气压泄漏检测一般采用干燥空气作为介质, 向检测工件内充入压缩空气, 来判断工件是否存在泄漏。根据检测方式不同, 气压泄漏检测又可分为湿式法和干式法。

(1) 湿式检测湿式检测是指向检测工件内部充入压缩空气, 然后将检测工件浸入水中, 人工观察水中是否有气泡产生来判断工件是否存在泄漏。此方法虽能很快找到泄漏部位并得到修复, 但存在以下缺点:作业环境差, 劳动强度高, 生产效率低;测试成本高;存在误判机率较高;无法实现自动化。

(2) 干式检测干式检测是指向检测工件内部充入定量压缩空气, 通过泄漏检测仪器内部的传感器所测得的气体泄漏率, 来判断检测工件是否合格。干式检测具有以下优点:可靠性高;测试时间短;测试精度高;测试结果有客观评判;不损伤工件, 使工件保持干燥;在生产线上能实现自动测量;使用成本较低;易于标定。

干式泄漏检测技术原理

干式泄漏检测一般有两种测试原理:压力测量和流量测量。压力测量分为绝对压力法和压差法, 这两种测量方法均可测量压力降或压力升。流量测量又可分为质量流量法和体积流量法。

1.绝对压力法

绝对压力法检测原理如图1所示, 首先向检测工件内部充气, 经过平衡后, 由压力传感器测得工件内部压力的变化, 并通过系统计算得出泄漏率, 来判断工件是否合格。绝对压力法在检测过程中, 一般由预充气、充气、平衡及测量四个步骤组成 (见图2) 。

绝对压力法具有结构简单、自身容积小、测量范围大及经济实用等特点。由于其采用同一个压力传感器进行工作压力和压力降的测量, 所以在工作压力要求较高的情况下, 分辨率会下降。因此, 采用绝对压力法检测的分辨率会随测试压力的升高和测试容积的增大而降低。

2.压差法

采用压差法检测时需预先准备一个与检测工件体积、材质一样的标准容器 (如条件允许尽量采用标准工件) 。压差法检测原理如图3所示, 泄漏仪分别与检测工件和标准容器相连, 并同时向两者内部充气, 经平衡后, 由压差传感器测量出检测工件与标准容器内的压力差, 通过系统计算得出泄漏率, 从而判断检测工件是否泄漏。压差法检测的步骤与绝对压力法相同, 也是由预充气、充气、平衡及测量四个步骤组成。

与绝对压力法相比, 由于压差法采用了单独的差压传感器对压力降进行测量, 因此, 更适合泄漏率较小、测试压力较高或测试容积较大的情况。

3.质量流量法

质量流量法检测的原理如图4所示, 直接通过泄漏仪内部的流量传感器测量被测工件, 由于泄漏造成的气体流量, 它不需要进行压力和流量之间的换算, 因此检测的分辨率不受试件容积大小的影响。图5是质量流量法的检测步骤。

4.体积流量法

体积流量法是通过计算单位时间内通过层流管的气体体积来判断是否合格, 一般用于流量监控。

发动机整机试漏的典型应用

在某系列重型柴油机装配线上, 需进行发动机整机试漏。根据发动机曲轴箱油道较大、泄漏较小且试漏时间短的特点, 采用质量流量法进行检测。此外, 考虑到发动机整机试漏需要检测水道、油道以及水道、油道互漏的因素, 试漏仪需要配置双通道。与相关设备厂家进行了深入交流, 并在工件上进行了反复模拟试验、论证, 经过工艺试验比较效果, 最终选用了FROECHLICH公司的MFL400系列双通道泄漏检测仪。

1.系统组成

考虑到整线生产节拍130s的制约, 采用三个并联式试漏工位同时作业, 并且在工件封堵方面尽量考虑采用以自动封堵为主, 手工封堵为辅的原则进行设计。整机试漏工位封堵结构布置如图6所示。

1.定位机构2.机滤封堵3.排气口封堵4.顶部压紧机构5.进气口封堵6.工件7.设备底座8.水泵进水口封堵9.光源10.进气侧反力机构

整机自动封堵机构到位后, 还至少需要配置以下硬件 (见表1) 。

2.设备调试

在试漏设备搭建好以后, 必须对设备本身的系统进行检测, 查看设备的管路、联接件及封堵夹具是否存在泄漏。在完成设备系统自检后, 即可开始试漏仪的标定工作。

3.设备标定

在设备标定时, 首先需要挑选一个尽可能密封的标准样件。选择的标准样件密封性的好坏, 直接关系到试漏仪标定的结果, 甚至影响今后测试工件的准确性。在生产的发动机中 (一般推荐生产至少50台以上) , 挑选一台泄漏率最小的作为标准样件来进行试漏仪的系统标定。

目前, F R O E C H L I C H公司共有两款标定仪, 分别为LK20和LK1000, 量程及分辨率见表2。

根据检测工件的泄漏率限值, 可选择L K20来标定水道及水道、油道互漏。曲轴箱的标定可采用L K1000标定仪。

4.设备测试稳定性验证

在设备标定后, 还需对设备测试的稳定性加以验证。设备测试稳定性的验证一般采用重复精度验证法或重复性再现法。由于本案例中设备采用自动封堵为主, 手动封堵为辅的方式, 因此, 采用前者对试漏设备进行重复精度验证即可。只有重复精度满足要求, 才能说明该设备的试漏系统稳定、可靠。重复精度验证法通常采用标准偏差法或极差值法。

(1) 标准偏差法标准偏差法是以测量能力指数Cg值来评定, 一般情况下Cg≥1.33时, 可判定该试漏设备的试漏能力合格。

在进行Cg值计算时, 需要对标准件连续进行50次的重复测试, 并记录每次的泄漏率, 通过以下公式得出Cg值:

其中VL为被测量产品允许的最大泄漏率, S为标准偏差。

(2) 极差值法目前, 极差值法在国内被广泛采用。其特点是测试工作量较小, 数据处理较简单。在采用极差法进行测试时, 需要对标准件连续进行10次重复测试, 根据测试结果得出泄漏率最大值Qmax及最小值Qmin, 然后通过以下公式进行评定:

其中R=Qm a x-Qm i n, VL为被测量产品允许的最大泄漏率。

在采用极差值法和标准偏差法均满足其标准的情况下, 采用标准偏差法的可靠性比极差法高20%左右。

5.泄漏测试参数说明

通过对国内外同行的调研, 并结合我厂发动机的结构特点, 在试漏设备投入试生产前, 制定了泄漏测试参数 (见图7和图8) 。此试行工艺在前期的试生产中将不作为判别柴油机装配质量的依据, 只作为数据积累, 以通过故障收集及分析, 来制定合理的整机泄漏率限值。在试生产期间, 柴油机的三漏仍以热试结果作为判别依据。

对于泄漏参数的设定, 有以下几点需要进行阐述:

1) 通道1负责水道及水、油道互漏的泄漏情况的检测;通道2用于油道泄漏情况的检测。

2) V e x充气压力为工厂所能供给的最低气源压力, 此最低气源压力必须保证, 否则将无法保证达到所需的测量压力, 从而影响泄漏检测的准确性。若工厂确实无法保证此最低气源压力, 则可通过增加储气缸数量或降低测量压力来解决。

3) 最小测量压力和最大测量压力一般设定为测量压力的±10%, 也可以略低。

4) 泄漏测试参数的限值分别用于设置泄漏率的上、下限。在通常情况下, 不建议将限值的下限设置为0。因为在设备标定时采用的标准机并非是零泄漏, 在实际生产中有可能会出现比标准机泄漏率更小的产品, 因此, 建议水道的下限可设置为-5cm³/min左右, 油道的下限可设置为-10cm³/min左右。

5) 在生产过程中, 若增加新的机型品种, 需首先确定测试内腔的容积是否发生了变化, 若发生了变化, 需要对泄漏参数中的偏置与系数重新进行标定。

6.测试参数的优化

在几个月的试生产中, 每月持续对整机试漏数据进行汇总, 并结合柴油机热试出现的三漏故障进行分析、研究, 通过优化装配工艺、细化操作培训、提高装配质量、改进零部件质量等一系列的改进措施后, 整机水道的三漏情况得到了很好的控制 (见图9) , 油道的泄漏率呈下降的趋势 (见图10) 。随后, 对油道泄漏率的上限进行了优化, 由250cm3/min修正至150cm3/min;水道及水道、油道互漏的泄漏率限值仍保持不变。

此外, 在分析热试三漏故障所对应的整机泄漏率时, 发现有些三漏故障的泄漏率会低于所设定的泄漏率上限, 而有些部位只要发生三漏故障, 泄漏率会大大超过泄漏率上限。因此, 不能将所有的故障部位的泄漏率都笼统地设置为同一数值, 而需对特殊的三漏故障部位有针对性地进行泄漏率的修正见表3。

结合表3, 进行以下说明:

1) 在泄漏检测过程中, 若发生泄漏率超差, 首先需对上述20种常见泄漏部位采用皂泡法进行漏点的查找。生产厂家一般会采用肥皂液来进行漏点的检测, 肥皂液调配的稀稠得当将会直接影响检漏的效果:太稀了易于流动和滴落而造成误检, 太稠了透明度差, 容易漏检, 而且其所混入的气体也可能形成泡沫而造成误检。国内很多合资企业均采用来自德国的OKS2811检漏剂, 检漏效果较好, 但生产使用成本较高。

2) 若在泄漏率超差的情况下, 无法找到泄漏部位, 则该发动机须挂标签下线, 由热试线进行重点跟踪。

3) 若发现了新的漏点, 操作者须及时报告检验, 由其判断是否需要进行返修或挂标签下线, 由热试进行三漏验证。

(单位:cm3/min)

4) 每月月初, 对上月的热试及市场三漏反馈进行汇总、分析, 以判别是否需对当前的三漏部位及整机泄漏率限值进行修正、优化。

结语

目前, 经过试生产的验证, 该系列装配线上发动机整机试漏检测已正式投入生产, 发动机的装配质量得到了良好的监控, 在总装线上能及早发现并解决三漏, 达到了预期的效果。随着泄漏检测技术地不断发展, 泄漏检测将会更多地运用于生产线上。

发动机装配技术 篇3

1. 研究的步骤概述

(1) 收集发动机由于人为原因产生的装配缺陷的数据资料。 (2) 根据DAVID BEN-ARIEH[1]的设计复杂度的计算方法，进行设计复杂度计算。 (3) 算出各设计复杂度数值，用分析软件进行拟合，得出模型。 (4) 通过技术改进，对于模型进行验证。

2. 具体研究内容

(1）发动机由于人为原因产生的缺陷数据。

进行缺陷数据的收集主要通过以下四个方面： (1) 装配线现场的缺陷文件的数据记录。 (2) 热试检验台架上发现的缺陷文件的数据记录。 (3) 质保AUDIT的缺陷文件数据记录。 (4) 售后发现的缺陷数据记录。

本文在经过反复核实确认后，最后确认了350个由人为原因形成的缺陷。这些人为缺陷分布于16个工位之中，这些看上去较小的人为缺陷，严重的会造成发动机的报废。缺陷发生的次数较高的为40次，最低的为2次，根据总的产量得出失误率 (DPU) ，由最高的0.0364%到最低的0.0018%。

(2）设计的复杂度计算。

本文根据DAVID BEN-ARIEH[2]设计复杂度的计算方法, 进行设计复杂度的计算。大致分为三个步骤: (1) 确定影响人工装配的几个因素。 (2) 确定这些因素所占的比重, 本文选用层次分析法，将这些因素两两比较，对其重要性打分，得出权重。 (3) 寻找有经验的工程师，对这些因素进行打分，取平均值后，乘以权重，得出一个总的值，这个值就是这个工位设计复杂度的值。最终的目的是将这些工位的设计复杂度的值与这些工位里缺陷发生的次数进行耦合，以寻找其中的规律。笔者与其他5名工程师一起，列出了9个影响较大的元素。分别是：自动化程度、装配技巧、对于一个要匹配的零件的重量、对于工具的支持需求、装配方向、装配作业的丰富程度、力度需求、干扰、零件和装配的清洁度需求。通过层次分析法得出9个元素的比重如表1所示。

根据6位装配工艺工程师的评估，得出了9个元素的配对比较矩阵，如表1所示。本文将每两个配对元素的重要性用1～6的整数来表示。1表示没有什么意义，6表示较高的重要性[3,4]。这个矩阵最终通过一致性检验。接下来的所有分析，都将按照这个矩阵来进行。

根据表1计算出每个因素在总的因素里的权重，计算公式如下。

其中aij为表1中相对重要性的行元素i在列元素j之上;N为元素数量，这里N=9;Wi为i元素的比重。

根据计算得出各元素的具体权重见表2所示。

本文定义Akpi为评估元素p在工位i中，由工程师k的评估。使用表2中的比重，可计算出新的基于设计复杂因素的公式：

其中wp为p元素的比重;Cf'Di为新的基于设计复杂因素的工位。

按照以上的权重和具体的公式，对有缺陷的工位逐一进行打分，计算出每个工位的设计复杂度值。各元素的影响因素的值评价从1分至15分，1分最低，而15分是最高的。将分值乘以权重，然后将所有的分值加起来，得出最后的分值。

(3）得出模型。

整理数据(即将缺陷率和分值一一对应)，并输入到SPSS软件里。具体的缺陷率和分值如表3所示。其中workstation表示工位，cfd表示设计复杂度的数值，dpu表示缺陷率。

将数据通过软件处理后，得出立方函数的拟合度最佳，具体公式如下。

这就是用来描述DPU与Cfi之间的相互关系的数学模型。

(4）对于模型进行验证。

笔者和几位工程师，经过一系列的考虑以及结合生产实践的可操作性，选取了OP290工位做为改进的对象。对于改进前后的工位评分情况对比如表4所示，这充分反映了改进的效果。

接下来对比改进后各主要变量的变化情况。如表5所示OP290工位改进后各主要变量的变化情况，可以看出改进前后的装配设计复杂度有明显降低，且缺陷率也有明显降低。

3. 结论

这项研究费时近半年，现将研究的总体步骤总结如下： (1) 发动机装配线缺陷的收集(缺陷收集统计); (2) 运用层次分析法寻找发动机的设计复杂度，对其进行量化(每个工位的设计复杂度评价表); (3) 根据发动机装配线的缺陷数据与发动机的设计复杂度，结合SPC进行统计，建立模型，寻找两者的关联性(得到相关性好的数学模型)。实践的结果和事实也证明了，这种方法用于预测发动装配的人为缺陷是相当可靠且有效的，为以后发动机的装配生产实践提供指导。

参考文献

[1]Qiang Su, Lei Liu, Daniel E.Whitney.Systematic Study of the Prediction Model for Operator-Induced Assembly Defects Based on Assembly Complexity Factors[J].IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics, Part A:Systems&Humans, 2010 (1) .

[2]D.Ben-Arieh.Analysis of Assembly Operations Difficulty:A Fuzzy Expert Sys-tem Approach[J].Intell.Manuf., 1993 (12) .

[3]焦玉民, 张琦, 王强.基于模糊层次分析法的工程机械质量评价[J].中国工程机械学报, 2010 (4) .

发动机装配技术 篇4

关键词：机械制造,航空发动机装配,技术状态管理,技术状态模型,产品数据管理

0 引言

作为复杂产品的航空发动机具有零件数量多、工艺复杂、装配过程复杂的特点。航空发动机由于型号、批次不同,装配技术状态会有许多不同之处;同一型号的航空发动机不同的单台产品,实际装配中由于人员、环境等具体情况的差异,亦可能采用不同工艺,使其技术状态具有其各自特征;甚至对于特定的某台发动机,在其生命周期内的多次装配中(发动机一般需要多次试装),常会发生零件更换、工艺变更,使技术状态处在动态变化之中。

目前对于产品技术状态管理的研究主要基于设计过程中产品版本和产品结构树的变化与管理。文献[1]采用图结构模型来描述产品设计过程中版本间的关联关系,并使版本关系能够动态显示。文献[2]建立了基于版本的产品配置管理模型,使得设计者能够容易地实现产品结构配置。对于因装配执行的动态性而产生的产品技术状态的多样化问题,文献[3]提出了一个描述航空发动机装配技术状态的网络模型,实现产品装配技术状态的对比,但是没有对产品物料结构改变和属性改变引起的技术状态变化进行研究。

本文涉及的航空发动机装配技术状态管理,主要是针对其产品装配和后期维护维修阶段(包括新机装配、旧机维修、旧机大修)的单台发动机产品是否满足产品物理特性的状态进行管理。具体来说就是单台发动机在产品装配中采用了何种物料及其物料的信息、执行了何种工艺及其工艺所对应的检验项等信息的管理。

本文提出了一个航空发动机技术状态数据模型,用于描述发动机的装配技术状态,方便处理装配引起的发动机技术状态变化。对此,分析了发动机装配技术状态的复杂性;在此基础上,提出了一个发动机装配技术状态数据模型;接着,通过三个基本操作符运算来表示某阶段或某次装配中技术状态的变化;然后,基于每次装配结束时的技术状态得到沿时间轴技术状态快照序列;最后通过实例验证了该技术状态数据模型的可用性。

1 发动机装配技术状态数据模型的概念

针对航空发动机型号,现有的PDM技术已经可以较好的对其进行技术状态管理。由于实际装配中,单台航空发动机技术状态强调可追溯性,即对于每一台发动机在排故、维修、大修时需要明确其装配技术状态历史,就必须对单台发动机进行装配技术状态管理。进行单台发动机装配技术状态管理的基础是结构化的数据模型,装配环境下的技术状态数据可以分为三大部分:物料信息、工艺信息与检验信息。这里的物料信息是指产品基本信息及组成产品的各种零/组/部件的信息;工艺信息是指装配各级物料节点所执行的工艺/工序/工步的信息;检验信息是指执行装配的关键项进行检验,具体表现为相对应的检验项的规定值与实际值。物料信息、工艺信息、检验信息都可表示为树形结构。它们间也具有复杂的对应关系,其中包括:工艺与部件或组件对应、检验表与工艺对应、检验项与工序对应、子检验项与工步对应等。

由于航空发动机的多装多试的特点,单台发动机在其生命周期的多次装配中会频繁的发生物料信息、工艺信息和检验信息的改变,集中表现在由于串换件、寿命件的到期等,发生各级物料(部件/组件/零件)的变化;由于采用不同版次的工艺、针对个别发动机装配下发的技术文件、技术通知、工艺更改单等会产生工艺信息的变化;物料或工艺信息改变同时也伴随产生了检验信息的变化。因此单台发动机的装配技术状态不仅与同型号同批次的其他发动机的技术状态不同,在其生命周期内本身的技术状态也随时间变化。

所以,航空发动机装配技术状态数据模型必须包含两个方面,从空间上说,要用尽可能用简单的模型表示出错综复杂的物料、工艺、检验信息的对应关系;从时间上说,要准确地刻画出发动机装配技术状态随时间变化的情况。

2 发动机装配技术状态数据模型的定义

以下对发动机装配技术状态在时间条件约束下的物料、工艺、检验等信息进行定义。

定义1:航空发动机装配技术状态模型,C={M,PAC,R,T}。

其中M为物料信息集合、PAC为工检信息集合、R为关系集合、T为时间。当物料信息集合为整台发动机的物料信息时,C表示单台次发动机T时刻的技术状态;当物料信息为整台发动机物料信息子集时,C表示相应部件、组件等的技术状态。

定义2:物料节点集合M:航空发动机某一时刻物料集合为:M={m1,m2,m3…,mn},n∈N,N为自然数;mi={IDmi,a1,a2,a3,…,ak},k∈N,mi∈M。

M中mi可以是产品、部件、组件或者零件,为产品任意级物料节点。mi中IDmi为物料节点的唯一标识,a1,a2,a3,…,ak为这一物料节点属性,比如关键尺寸、物料寿命、是否为关重件的标识等,可灵活的根据需要进行实例化。

定义3:工检信息集合PAC:

由上面的分析可知,虽然物料信息和工艺信息节点不是同级一对一的关系,对于具体的发动机产品,工艺及检验信息节点也总是伴随着唯一的物料节点出现,这里不妨将相对应的两种节点合并为工艺及检验信息节点,也是适应了许多先进发动机制造厂商实行的“工检合一”的需要。对于每一个工艺及检验信息节点paci,IDpaci为工艺及检验信息节点的唯一标识。类似于定义1,b1,b2,b3,…,bt亦为paci(1≤i≤l)工艺信息节点的属性,当paci为不同级别的工艺信息节点时,属性可以实例化为工艺版本、关键工序标识等。当paci为工序级节点,若bj={IDbj,CheckContentbj,CheckStandardbj,CheckValuebj}表示一个子检验项,其中,IDbj唯一标识了该子检验项,CheckContentbj为子检验项的具体内容,CheckStandardbj为检验项的规定值,CheckValuebj为检验项的实际值,该属性可给出单件产品由于每次装配产生的检验项信息,一般表示执行一个工步产生的检验信息。

定义4:关系集合R=MR∪PR∪MPR其中:MR={r|r=(mi,mj),若埚mi和mj的父子关系,mi,mj∈M};PR={r|r=(paci,pacj),若埚paci和pacj的父子关系,paci,pacj∈PAC};MPR={r|r=(mi,pacj),若埚mi和pacj的对应关系,mi∈M,pacj∈PAC};该集合可以确定出技术状态模型中存在的物料信息节点之间、工艺及检验信息节点之间、物料信息节点与工艺及检验信息节点之间三种关系。

图2展示了一个简化了的技术状态模型的具体例子,该模型具有三层物料信息结构。左面的部分为单台发动机产品的物料状态,右边的部分为与之相对应物料的工检信息,用连线表示存在相关的关系。

3 发动机装配技术状态数据模型的基本操作

单台发动机单次装配执行其间,发动机装配技术状态会因装配的执行随时间动态变化着,表现为技术状态模型中各集合元素的变化。集合元素的变化可以归结为两种基本操作,令Ci={Mi,PACi,Ri,Ti}为Ti时刻的产品/部件/组件的技术状态,Ci={Mi+1,PACi+1,Ri+1,Ti+1}为Ti+1时刻的技术状态,Cpa1={Mpa1,PACpa1,Rpa1,Tpa1}为pa1部件/零件某时刻的技术状态,用两种算子进行表示:

加法操作算子+:+(Ci,Cpa1)={Mi∪Mpa1,PACi+1,Ri∪Rpa1∪Rst,Ti+1}加法操作为发动机装配时增加技术状态物料节点的操作,附带了工艺节点的增加和对应关系的增加。

减法操作算子-:-(Ci,Cpa1)={Mi-Mpa1,PACi+1,Ri-Rpa1-Rst,Ti+1}减法操作为拆卸发动机零部件的操作,该操作会产生发动机技术状态物料节点的减少,而且附带了工艺节点的减少和对应关系的消失。

由以上的两种基本操作函数,可以得到更加复杂的技术状态改变的操作。例如,对于航空发动机的换件技术状态变化,可视为经过了-(Ci,Cpa1)和+(Ci,Cpa2)操作,用pa2替换了pa1部件。

对于单台发动机的每段或每次装配,可以认为其技术状态经历了数个加法、减法操作。例如C1为某次装配前的产品的技术状态,C1={{m1,m2,m3,m4,m5},{pac1,pac2},{(m1,m2),(m1,m3),(m2,m4),(m2,m5),(pac1,pac2),(m1,pac1),(m2,pac2),T1},首先拆卸掉部件,pa1,Cpa1={{m2,m4,m5},{pac2},{(m2,m4),(m2,m5),(m2,pac2)},T1},即进行了操作-(C1,Cpa1),得到C1′={{m1,m3},{pac1′},{(m1,m3),(m1,pac1′)},T1′};然后进行了操作+(C1′,Cpa2),装配上部件pa2,pa2的技术状态为Cpa2={{m6,m7,m8},{pac6},{(m6,m7),(m6,m8),(m6,pac6)},T2};得到C1={{m1,m3,m6,m7,m8},{pac1″,pac6},{(m1,m6),(m1,m3),(m6,m7),(m6,m8),(pac1″,pac6),(m1,pac1″),(m6,pac6)},T2};如图3所示。实际中的操作可能会拆卸到零件级,这里适当简化为拆卸到部件级。

4 沿时间轴发动机装配技术状态快照序列的生成

单台发动机首次装配自T0时刻开始,在其生命周期内会经历数个加法、减法操作,形成关于时间轴TS=(T0,T1,T2,T3,…)的发动机单机技术状态快照序列CS=(C0,C1,C2,C3,…)。首次装配过程中,零件装配成组件,组件装配成部件,进而装配成发动机整机,这期间发生的对装配技术状态的操作体现为大量的加法操作,由零部件的技术状态合成为发动机的技术状态;非首次装配,则还会发生大量技术状态减法操作,最终表现为整机技术状态随时间不断的更新。

与其他复杂产品不同,航空发动机生命周期中要经历多次拆卸-装配的过程。这样可以把时间轴划分为若干个阶段,包括新机一装、新机二装、旧机排故的一、二装、旧机大修的一、二装等。TS中时间Ti的取值不同,会引起技术状态记录详细程度不同。记录的密度越大,对技术状态追踪的也就越详细,但占用的存储空间就越多。当Ti取值为装配执行过程中若干时刻时,序列CS可以对装配过程进行记录。

现设Ti为每次装配结束的时间,(Ti-1,Ti)时间段则为两次装配间的时间段,在本时间段内,假定不对微小的技术状态变化进行记录,得到的覆盖全时间轴技术状态快照序列如图4所示。

5 应用举例

该模型已经应用于“航空发动机装配现场综合管理系统”,装配技术状态管理是它的一个重要功能。现以某航空发动机为例,在它的产品制造和应用阶段,已经历过新机一装、新机二装、第一次维修的维修一装、第一次维修二装,共四次装配,其间伴随着该发动机物料、工艺和检验信息的改变,用本文所提模型记录了每次的装配技术状态。通过关于时间的查询,可由记录模型得到发动机的技术状态快照,快照反映了距此前最近一次装配结束时单台发动机的物料、工艺和检验信息。图5上半部分反映了该发动机装配技术状态沿时间轴的演变,下半部分三行分别反映了三个时间点发动机物料状态,工艺状态、检验状态。

6 结束语

本文针对装配环境下航空发动机技术状态管理的特点,提出了一个沿时间轴的装配技术状态数据模型,由此生成了沿时间轴的技术状态快照序列。以本文模型为基础可以对装配中单台发动机独特的物料信息、工艺与检验信息进行一定程度上的装配技术状态管理。但是,单台发动机处于服役期(两次整机装配期间),由于临时维修,还可能发生个别零部件的变化等。所以,要更好的对发动机进行全生命周期的技术状态管理,必须要将管理扩展到服役期,这也是以后研究的一个方向。

参考文献

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发动机主要总成的装配工艺 篇5

1. 安装曲轴

注意清洁 (特别是润滑油道) , 注意配对记号。安装时, 曲轴主轴承盖、主轴承 (大瓦) 、止推垫片按标记并注意方向和对应位置, 气缸体的轴承座油孔应与轴瓦油孔对齐, 有调整垫片应按调试的位置安放调整垫片, 调整垫片不允许有皱褶、破裂等损伤。

轴瓦接合面应高于座孔0.03~0.05 mm, 瓦背和座孔贴合良好。注意上下瓦片不要装错, 以免油孔堵塞。轴瓦与曲轴主轴颈、曲轴油封、止推垫片等的滑动接触面, 应在轴瓦表面上涂以机油。定时齿轮和止推轴承装在曲轴上, 注意止推轴承的方向 (有缺口的一侧朝外) 。

将曲轴装在机体上, 再装上轴承盖, 注意轴承盖的安装记号。按由中间向两侧的顺序拧紧主轴承螺栓螺母, 不要一次上够扭矩, 分四次上紧。第一次大约紧固到规定力矩的30%, 第二次大约紧固到规定力矩的60%第三次大约紧固到规定力矩的90%第四次紧固到规定力矩。每紧一道轴承, 转动一下曲轴, 若有阻滞现象, 要及时找出原因。全部装好后, 用手转动曲轴应很轻松, 阻力均匀、无阻滞现象。

2. 安装凸轮轴

安装凸轮轴时, 将各道轴承上涂上机油。凸轮轴正时齿轮与曲轴正时齿轮进入啮合时, 应对正记号。然后拧紧凸轮轴止推凸缘的固定螺钉, 止推凸缘与正时齿轮隔圈的厚度差是限制凸轮轴轴向移动的间隙, 应符合技术要求。

3. 安装活塞连杆组

首先应检查活塞在气缸内的偏斜量。将没有装活塞环的活塞连杆组装入气缸, 按规定扭矩拧紧各道螺栓。检查连杆小端与活塞座端之间的距离应不小于1 mm。如偏移, 多为气缸中心线偏移所致。转动曲轴, 检查活塞在上、下止点和中间位置时活塞顶在气缸前后方向的间隙, 其间隙差值应不大于0.10 mm, 否则应查明偏缸原因, 予以排除。偏缸消除后, 将活塞环装入环槽, 注意各道环切槽的位置和方向, 如有镀铬环应放在第一道环槽内。环装好后, 需彻底清洗, 并在环槽内和活塞销上涂一层薄薄的机油。三道气环按120°分布, 并且其缺口不得对正活塞销孔。

活塞连杆组装入气缸, 注意活塞的安装方向, 注意活塞顶面和连杆侧面上的记号。用活塞环箍箍紧活塞环, 再用手锤木柄将活塞推入气缸, 使连杆大头落在连杆轴颈上, 然后按规定扭矩上紧连杆螺栓, 穿上开口销。

每装好一道活塞连杆组后应转动曲轴, 如其阻力显著增加, 应查明原因, 排除后再继续安装。

4. 安装气缸盖和配气机构零件并调整气门间隙

首先将进排气门、气门弹簧装在气缸盖上, 注意进排气门不得装错, 气门锁片锁定可靠。然后将气缸盖装在机体上, 发动机拆卸后重新装复时, 气缸垫一定要换用新的, 注意润滑油孔不要被堵死。将气缸垫放在气缸体的上平面上, 位置、标记对准。将已组装好的气缸盖总成平稳、轻轻地对准位置放下, 应避免放不准而反复移动缸盖使气缸垫的位置移动。插入缸盖螺栓, 按规定力矩和顺序分次均匀拧紧, 再将气门挺杆、摇臂座、摇臂装好, 最后调整气门间隙, 可用逐缸法或两次调整法调整。

5. 安装分电器轴及分电器

安装分电器轴时, 应使第一缸活塞在压缩上止点位置。分电器传动轴装入后, 轴端槽口应与曲轴轴线平行。为了保证按一缸点火位置装配, 一缸点火高压线插入左下方, 应使轴端槽口两面之一的宽面朝下。

分电器的传动轴外壳切口应朝上, 分电器装入后应装上固定螺栓和螺母, 先将螺栓拧到底再退回少许, 最后用固定螺母紧固。

安装分电器时, 先调整好触点间隙, 插入分电器, 旋松分电器外壳的固定螺钉, 按与分火头转向相反的方向转动分电器外壳使触点张开, 再将外壳固定。

6. 安装定时齿轮及喷油泵

柴油机除配气凸轮轴齿轮外, 还有喷油泵定时齿轮。安装时必须对好所有记号。安装记号一种是打在齿轮和定时齿轮室壳体上, 另一种是全部记号都打在齿轮上。

7. 机油泵的安装

安装机油泵时, 应注意传动齿轮与凸轮轴上的驱动齿轮的啮合要准确, 传动轴和油泵轴要保持良好的同心度。

8. 安装飞轮壳

先将飞轮安装在曲轴上 (也有的发动机先装飞轮壳更为方便) 。注意曲轴和飞轮的装配记号, 螺栓要按规定扭矩上紧, 并应锁紧。

发动机装配线质量控制 篇6

1 装配工艺

装配工艺文件是装配指导性文件, 涉及产品技术条件和装配技术条件。装配工艺文件要求技术条件完整准确, 操作步骤流畅, 各个工位操作内容分配合理, 能与装配时间节拍相协调。

发动机装配可区分内装和外装两个部分。内装部分包括曲轴、缸体、缸盖、活塞连杆组、配气机构、正时系统装配, 涉及发动机主要摩擦副零件。外装部分包括节温器、进排气系统、轮系部分等零部件。内装部分主要涉及发动机性能部件, 是发动机的关键部分。

根据发动机零件重要程度、装配工艺复杂的复杂程度, 可将装配工序划分为三个不同的层次。分别是关键工序、重要工序、一般工序三个层次, 分别采用不同方式进行控制。内部件装配工序一般都为关键工位和重点工位, 是发动机质量控制的重点。梳理出发动机关键和重要控制点, 是进行生产线质量控制的首要任务, 接下来就可以进行生产线质量策划。

2 生产线质量策划

质量策划时首先重点根据装配工艺内容, 确认发动机控制关键项目, 以汽油机为例, 一般需控制的关键项目有: (1) 曲轴轴向间隙控制; (2) 曲轴摩擦力矩控制; (3) 曲轴转动力矩控制; (4) 凸轮轴摩擦力矩控制; (5) 缸盖密封测试; (6) 整个发动机水道、油道密封测试; (7) 主轴承盖螺栓拧紧力矩控制; (8) 连杆螺栓拧紧力矩控制; (9) 缸盖螺栓拧紧力矩控制; (10) 飞轮螺栓拧紧力矩控制等工序。

通过识别上述关键点, 确立关键点控制方式, 投入必要保证质量的关键设备。采用设备一方面可避免人员操作不稳定、不可靠的情况, 保证装配的精度要求;另一方面可记录关键质量信息, 方便质量追溯。针对不同的关键控制点, 设立关键工位, 投入必要的设备, 比如多轴拧紧机、涂胶机、泄露测试仪等, 对保证产品质量起到至关重要的作用。

关键工位控制一般选用带有自动装配、自动检测功能的设备来控制, 通过控制装配的关键参数, 确保关键参数数值准确可靠, 进而确保整机装配的高精度、高质量。

装配生产线非关键工位涉及大量的螺栓连接, 一般采用气动扳手拧紧螺栓, 扭力扳手检测的方式来确保大量螺栓拧紧工作, 通过关键设备和手动工具、计量器具的使用。对质量控制做到主次分明, 重点兼顾。

3 设备

生产线设备首先要保证精度要求, 同时设备具备可靠性、柔性, 可以满足生产节拍的要求, 能够准确采集数据, 稳定传输数据。以发动机内装部分为例, 需配备以下设备:

1) 打刻机及条码打印机,

打刻机用于发动机机号打刻, 满足国家标准对发动机机号的强制要求。发动机条码可用于扫描枪进行扫描, 方便后续跟踪发动机流转。

2) 清洗机

零件清洁度对发动机可靠性有非常大的影响, 为确保产品零件和总成清洁度质量得到控制, 使用清洗设备, 对缸体、缸盖、曲轴、连杆等内装零件进行清洗, 并定期进行整机清洁度检查, 确保整机清洁度达标。

3) 自动拧紧机

目前发动机关键螺栓多采用扭矩角度法对螺栓进行拧紧, 保证螺栓稳定、可靠、耐用。拧紧机扭矩传感器和角度传感器, 可将扭矩控制在3%范围, 角度控制在2%, 保证螺栓拧紧的高精度。以主轴承盖螺栓为例, 若采用手动拧紧, 10颗螺栓需进行预紧固, 再拧紧至规定扭矩, 然后拧紧到最终角度三个步骤, 每个步骤都要逐一拧紧10件螺栓, 费时费力, 且精度低。若采用自动拧紧机, 可快速一次完成拧紧, 并记录螺栓最终扭矩值, 螺栓拧紧效率高, 质量好。

目前连杆螺栓拧紧机除自动拧紧机的功能外, 还集成轴向间隙检查、回转扭矩检查功能, 通过一台设备, 达到控制多项关键工序的目标。

自动拧紧机除自动拧紧和数据记录外, 具备生成拧紧曲线、自动报警、自动进行关键工序过程能力研究功能, 其强大的数据处理功能, 为关键螺栓质量统计分析打下基础。

4) 平面机器人涂胶机

采用手动涂胶方式, 胶量控制困难, 胶线轨迹不稳定, 存在较大的泄漏风险。而采用平面机器人涂胶, 轨迹稳定, 胶线连续, 确保密封良好。采用机器人涂胶还可避免使密封胶浪费, 最大程度降低使用成本。

5) 泄漏测试仪

泄漏测试仪属于发动机关键检测类仪器, 可对发动机密封状况情况进行准确判定。目前泄漏测试仪分为压差式、质量流量类泄漏测试仪, 压差式泄漏测试仪采用较多, 通过整机水道、油道气密性检查, 预防发动机漏水、漏油现象出现, 保证发动机良好的密封性。

6) 智能料架

智能料架主要用于轴瓦选配, 人工选配轴瓦, 效率低, 易出错。采用智能料架, 可根据曲轴轴颈和缸体轴孔分组信息, 自动生成轴瓦类型, 并用指示灯进行指示。智能料架在柔性装配线, 混合装配线中质量控制中得到广泛应用, 可很好解决混合生产线的错装与漏装问题, 保证产品质量, 同时降低操作人员的劳动强度和压力。

7) 信息管理系统

信息管理系统具有对生产、质量、设备信息进行管理的功能。通过监控产品下线数量, 确保生产节拍稳定。通过对关键质量信息存储和分析, 保证质量追溯。同时可对设备故障统计, 实时监控设备运行状况。

4 现场质量管理

现场质量管理属于公司质量体系的重要部分, 现场质量管理在体制上符合TS16949标准, 并重点因关注员工质量意识和技能的提高, 人员是质量控制中的核心要素。

1) 首先要树立员工的质量意识, 要求员工理解在本岗位工作对过程、产品、信誉的影响, 为本岗位相关的质量目标作贡献。精益生产中要求不制造、不接受、不传递缺陷, 就是质量问题处理的基本原则。

2) 其次提高员工的质量技能, 通过加强基础技术训练, 熟悉产品特性及工艺, 不断提高操作水平, 提高质量控制的方法和水平。

3) 推进现场质量改善活动, 激发员工参与热情, 在活动过程中提高质量意识和增强员工分析和解决质量问题的能力。比如生产部门定期举行QC质量活动, 提交专项质量改善提案, 员工合理化建议等。

5 结语

发动机装配质量控制具备系统性, 从人、机、料、环、法、测六个方面认真控制, 从而保证质量控制体系受控, 生产的发动机质量稳定可靠, 给用户带来舒适的使用体验。

摘要：装配质量关系到产品的最终性能, 是用户使用中能直接体会到的。装配质量控制就是针对从零件到整机这一过程进行控制。

关键词：发动机,装配线,质量

参考文献

[1]朱正德.推进先进标准提升动力总成装配质量水平.汽车与配件, 2011 (28)

[2]高德录.装配线的质量控制.制造技术与材料, 2009 (45)

发动机主要配合件的装配与检查 篇7

发动机活塞的往复运动是通过连杆传递给曲轴的, 以带动曲轴旋转输出功率。活塞与连杆是靠活塞销连接的。活塞销与活塞销座孔或与连杆小端衬套的配合要求是很高的, 要求在常温下有微量的过盈, 一般应为0.025~0.075 mm。但当活塞处于75~85℃时, 又要求有微量的间隙, 约为0.005~0.010 mm, 使活塞销在承孔内能够活动。这样高的配合要求是一般量具难以测量的。在修配中一般凭感觉来判断 (实际上比规定的标准可能要大些) 。它们的接触面积要求在75%以上。活塞、活塞销、连杆的装配检查步骤如下:

(1) 装配前, 先将已修配完毕的连杆总成 (包括连杆衬套) 及活塞销, 在连杆校正 (检验) 器上进行一次连杆的弯曲及扭曲的检查。

(2) 彻底清洗各零件, 要特别注意清除连杆油道的污垢, 可用细铁丝捅洗, 或用煤油、汽油冲洗, 再用压缩空气吹净。

(3) 检查活塞销与活塞座孔的配合, 常温下应有微量过盈, 故用手掌力量推入销孔1/3的深度, 而在活塞加热至70~80℃时, 能以手腕力将活塞销推入孔内为合适。

(4) 将活塞在水中加热至70~80℃, 浸几分钟后取出活塞, 迅速擦净座孔 (涂以机油) , 随即在连杆小端的衬套内涂上机油, 认准连杆的安装方向, 将小端伸入活塞内, 然后用拇指力量将已配好的活塞销推入活塞销孔及连杆衬套中, 直至活塞的另一端销孔的边缘, 使销的端面与活塞销锁环槽的内端面平齐, 再装入锁环。锁环与销两端应各有0.20~0.40 mm间隙。锁环嵌入环槽中的深度应相当于锁环钢丝直径的2/3。

(5) 装配后的活塞连杆总成, 在同一台发动机内重量差不得超过40 g。

二、活塞环、活塞、缸套的装配与检查

活塞在气缸内往复运动压缩气体做功, 密封润滑很重要。活塞与气缸壁间的密封就由安装在活塞上的气环来保证。气环防止气缸中的燃气窜入曲轴箱, 同时将活塞顶部所承受的热量传到气缸壁, 多数活塞使用两道或三道气环。活塞上的油环有在气缸壁上布油的作用, 并防止机油上窜燃烧室。活塞环的装配质量好坏对发动机工作影响很大。如果活塞环装配不当, 会引起发动机压缩无力, 启动困难, 功率不足等。

1. 活塞环与活塞的装配与检查

(1) 活塞环要更换就要一组同时更换, 安装前应仔细检查活塞、缸套、活塞环等相关部件的精度;仔细清洁活塞、活塞环、缸套。

(2) 将活塞环及环槽涂上适量的润滑油;安装活塞环最好使用专用工具, 如活塞环专用安装卡钳、锥度套等, 以避免活塞环过度张大而断裂、变形;活塞环安装前严禁任意张大、闭合、扭曲。

(3) 安装时把活塞环依次从第一道槽往下安装, 在此并将有倒角的或打有“上”字标记的环朝活塞顶部安装, 这是为了保护气缸内壁的润滑油膜。安装时注意活塞环的开口方向, 相邻的两道环开口应该错开120°。还要注意各道环 (包括油环) 不能布置在与活塞销轴线呈±45°的范围内。因为活塞销两端的这一范围是凹进去的, 储存的机油较多, 容易从环口向上窜入燃烧室。安装完毕后, 用手轻轻旋转活塞环, 应平滑无卡滞现象。

(4) 活塞环安装检查。将装有活塞环的活塞试装入气缸中, 检查活塞环的几个重要间隙是否符合要求。 (1) 活塞环端隙测量:先将活塞环平放在气缸内, 并用活塞头部将活塞环推至气缸未磨损处 (或气缸中的任何一处) , 然后用塞尺测量其开口处的间隙。如端隙过大, 则不能使用;如端隙过小, 可取出来用细锉刀锉环口一端, 直到符合要求为止。 (2) 活塞环背隙测量:是指活塞与活塞环装入气缸后, 在活塞环背部与活塞环槽之间形成的间隙。为了测量方便, 通常只测量槽深与环宽度之差加以推算。汽油机气环一般应低于岸边0~0.35 mm, 即符合背隙的规定。为防止环在气缸内卡住, 如背隙过小, 可适当车深活塞环槽。 (3) 活塞环边隙测量:是指活塞环与槽平面间形成的间隙。边隙过大, 易漏气影响密封作用;过小, 活塞环膨胀, 易在槽内卡住或失去弹性。测量边隙时, 把活塞环装在环槽内, 围绕环槽滚动时不松不涩滞为宜。然后用塞尺测量环与槽间的间隙。活塞环边隙过小, 可将活塞环平放研磨, 使之达到规定边隙。

2. 活塞连杆组与气缸的装配

(1) 同一台发动机上的连杆重量差不应大于20~30 g, 活塞的重量差不应大于7~15 g;选配后的活塞连杆组的重量差不应大于50 g。

(2) 活塞顶部的分组号应与气缸套分组号一致, 以保证准确的配合间隙。各连杆盖应按原厂的配对号装配, 不得互换。

(3) 活塞与连杆组装时, 活塞顶部燃烧室的位置应与气缸盖上的喷油器安装孔相对正。连杆位置按照习惯, 在连杆盖打有配对记号的一侧应朝向偏心轴。

(4) 使曲轴转到上止点位置, 然后用专用工具或铁皮夹圈夹紧活塞环, 并用干净的木棒将活塞连杆组轻轻推入气缸, 直至连杆大头接触曲轴轴颈。然后一边慢慢转动曲轴, 一边推动活塞, 并使曲轴位于下止点位置。

摘要：发动机主要配合件的装配质量对发动机工作性能影响很大。本文通过对活塞、活塞销、连杆及活塞环、活塞、缸套等零件的装配与检查的论述, 旨在提高发动机的修理质量, 延长发动机的使用寿命。