發動機低渦軸超聲清洗機電氣控制系統設計

秦洪運　　崔艷敏　　王　毓　　　宋　偉（中航工業沈陽黎明航空發動機集團有限責任公司，遼寧　　沈陽　110043）

發動機低渦軸超聲清洗機電氣控制系統設計

秦洪運崔艷敏王毓宋偉
（中航工業沈陽黎明航空發動機集團有限責任公司，遼寧沈陽110043）

摘要：航空發動機是飛機的核心部件，被喻為飛機的心臟。發動機低渦軸是航空發動機傳動系統中的關鍵部件之一。在發動機修理過程中，需要對低渦軸進行超聲清洗，除去其表面附著的物質。本文講述了發動機低渦軸超聲清洗機控制系統研究與設計。

關鍵詞：航空發動機；低渦軸；清洗

現代的航空發動機是一個典型的復雜工程技術系統，包含了眾多的相關子系統，其工作過程是極其復雜的氣動熱力傳動的過程。在眾多的部件中，發動機低渦軸是航空發動機傳動系統中的關鍵部件之一。發動機低渦軸在工作時，其表面會吸附很多雜質，影響其工作性能。在發動機修理過程中，需要對低渦軸進行超聲清洗，除去其表面附著的雜質。如果這些雜質不能被徹底的清除，那么航空發動機的安全性能得不到保證。所以，對航空發動機低渦軸進行超聲清洗是發動機大修過程中至關重要的一個環節。

低渦軸超聲清洗機就是專門由于清洗低渦軸的設備，本文詳細介紹了發動機低渦軸超聲清洗機控制系統的設計過程及功能。

1　低渦軸超聲清洗機總體設計

基于低渦軸超聲清洗的工藝要求及超聲清洗機機械設計對電氣控制系統的要求，低渦軸超聲清洗機電氣控制系統應具備以下功能：

（1）電氣系統應具有漏電保護功能。

（2）清洗機具有對清洗槽及儲液槽中清洗液測溫、加熱及自動控溫的功能。

（3）清洗機具有清洗槽中清洗液低位控制功能。

（4）清洗機能夠自動設定及控制超聲清洗時間。

2　清洗液測溫及控溫系統設計

2.1清洗機測溫功能設計

工藝要求在進行低渦軸超聲清洗時，超聲清洗試機清洗槽內的清洗液要一直保持在特定的溫度區間內，因此設備要對清洗槽內的清洗液進行溫度測量。而且由于儲液槽內的清洗液根據需要會向清洗槽內補液，為防止在工作中達不到溫度要求的清洗液被補進清洗槽中，影響清洗效果，所以對儲液槽內的清洗液進行溫度測量也是十分必要的。

鉑電阻作為一種精密的溫度檢測元件被廣泛應用于智能儀表和自動控制系統。鉑電阻溫度傳感器是利用其電阻和溫度成一定函數關系而制成的溫度傳感器，由于其測量準確度高、測量范圍大、穩定性和復現性好等特點，被廣泛用于中溫（-200℃～650℃）范圍的溫度測量中。本試驗器采用鉑電阻測溫方式來測量清洗槽及儲液槽內清洗液的溫度。

2.2清洗機控溫功能設計

由于低渦軸清洗時需要清洗液溫度保持在一定范圍內，而在工作過程中，清洗液的溫度必然會降低，所以設備需要一套能夠自動加熱控溫的系統。本設備采用溫控表來實現溫度的顯示及自動控制。

現就清洗槽為例，對清洗液的加溫，控溫過程進行說明。工作前，將溫度表的溫度上下限設定好。工作時，由于清洗液的溫度低于溫控表的溫度下限，所以溫度下限報警觸點閉合，加熱管開始工作，清洗槽開始加溫；當清洗液的溫度超過溫控表設定的溫度下限，溫度下限報警觸點斷開，加熱管繼續工作，清洗液的溫度繼續升高；當清洗液的溫度超過溫控表設定的溫度上限，溫度上限報警觸點斷開，加熱管停止工作，隨著超聲清洗工作的進行，清洗液的溫度將會降低；當清洗液的溫度低于溫控表設定的溫度下限，溫度下限報警觸點再次閉合，加熱管開始工作，清洗液溫度升高，直到清洗液的溫度超過溫控表設定的溫度上限，加熱管停止工作。以此往復，清洗槽內的清洗液的溫度將一直保持在設定的工作溫度范圍內。

3　超聲控制系統設計

由于低渦軸為空心軸，為了能夠使清洗的效果更好，所以超聲系統振源分為兩部分：超聲振板——主要功能是使清洗槽內清洗液超聲振動，清洗軸的外表面；超聲振動棒——主要功能是使低渦軸內部的清洗液超聲振動，清洗軸的內表面。

低渦軸的清洗工藝還要求超聲清洗的時間，所以在本設備超聲控制系統中采用定時器來設定超聲振板及振動棒的工作時間，并且在到達工作時間后，設備自動停止超聲振板及振動棒工作，達到精確控制的目的。

4其它系統設計

4.1漏電保護系統設計

用于清洗低渦軸的清洗液是導電的液體，加熱管、超聲振板及振動棒出現漏電現象，那么直接威脅著操作者的生命安全，所以設備在設計中增加漏電保護的功能。設備帶有漏電保護功能的空氣斷路器，加熱管、超聲振板及振動棒出現漏電現象，漏電保護器將動作，切斷該用電器主回路電源，使設備處于安全狀態中，保護操作者的人身安全。

4.2清洗液液位保護系統設計

清洗機工作時，可能出現兩種清洗槽“干燒”現象。第一，工作前忘記向清洗槽中添加清洗液時就開始加熱，由于清洗槽內沒有清洗液造成“干燒”現象；第二，超聲清洗工作時間過長，清洗液揮發嚴重，操作者沒有及時發現造成“干燒”現象。這兩種情況都會對設備造成嚴重的損壞，甚至發生火災等安全事故。為避免這種情況的發生，在清洗槽中增加了液位傳感器。當清洗槽中的清洗液超過液位傳感器設定的下限值時，液位傳感器的常開觸點閉合，將這個觸點串聯在控制回路中，只有這個觸電閉合的情況下才可以進行加熱的工作。

結語

低渦軸是航空發動機的重要部件，其在發動機修理過程中超聲清洗的結果，直接影響著發動機的性能及安全。所以低渦軸超聲清洗機是修理航空發動機必不可缺的試驗設備。通過對低渦軸的技術資料及工藝文件要求的消化理解，確定設計電氣控制系統所需的技術參數，完成試驗器的電氣控制系統設計。設備具有自動控溫、超聲計時控制、清洗液液位低位控制、漏電保護等功能。超聲清洗機的電氣性能完全可以滿足低渦軸的超聲清洗工藝要求，而且系統還具有性能穩定、操作簡單、維護方便、安全性高等特點。

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參考文獻

中圖分類號：V267

文獻標識碼：A

作者簡介：秦洪運，男，沈陽黎明航空發動機集團有限責任公司，分室主任。