機匣反抽振動沖洗試驗器設計

鞠鳳　郭旭　苑慶迪

摘 要：文章介紹了機匣反抽振動沖洗試驗器的設計及工作原理，該試驗器以滑油為介質，采用超聲波振蕩，反向循環抽動油液的方式，有效的沖洗發動機機匣內腔，保證機匣內腔無雜質，使機匣達到裝配使用要求。

關鍵詞：反抽；沖洗；試驗

引言

航空發動機機匣部件是發動機的重要零部件，在加工該零件時，為防止在加工過程中鐵屑進入機匣內腔，要先在機匣內腔注入石蠟，待零件加工完成后，再融化石蠟，沖洗機匣內蠟油及夾縫中的雜質。由于機匣內腔結構復雜且機匣壁上開孔窄小，不能用噴淋等常規方式進行沖洗。該試驗器采用反抽振動的方式，先把發動機機匣浸入滑油中，并把滑油加熱到規定溫度，使機匣內腔的蠟膜充分融化。同時超聲波振蕩機匣，使機匣內腔夾縫中雜質振落，再通過泵反向抽出機匣內的油液，帶動雜質被抽出，以達到沖洗的目的。

1 設計方案

反抽振動沖洗試驗器是采用被沖洗件-機匣連接油泵的進油口，啟動泵不斷的抽出機匣內腔的油液，同時帶動機匣內腔的蠟油和雜質被抽出，以達到沖洗目的。同時采用超聲波振動油箱，對機匣進行振動清潔，使機匣內腔夾縫中的雜質振落到油液中，并隨油液被抽出機匣內腔。并且該油箱具有電加熱功能，可以對油箱內介質滑油進行加熱，達到油溫要求，使機匣內的蠟模充分融化。當進行反抽沖洗時，由于機匣壁上的進油孔窄小，可能出現油液不能及時進入機匣內腔，導致機匣內供油量小于泵流量，造成泵氣蝕現象。設計增加一路供油管路，必要時對泵進行補充供油。并在油液管路上設置兩個油濾，滑油過濾干凈后，回到油箱，保證滑油的清潔度要求。由于油箱較大存油量較多，增設放油管路，便于放油清洗油箱。

2 主要技術參數

2.1 試驗介質

試驗介質為：航空8A級潤滑油，清潔度不低于GJB420-96的9級。

2.2 工作液溫度

工作時，介質溫度要求：70～80℃。高于石蠟的熔點。

2.3 齒輪泵組

額定流量116L/min、額定壓力2.5MPa、額定功率4.0kW。

2.4 超聲波沖洗油箱

超聲波功率10.5kW，頻率2000Hz，加熱板功率20kW。

3 反抽試驗器的結構

3.1 組成

主要由泵組（電機1、聯軸器2、泵3），過濾器4，油箱5組成（見圖1）。

3.2 油箱

油箱主體為超聲波沖洗機，具有超聲波振蕩，沖洗的功能，超聲波功率10.5kW，頻率2000Hz，從箱體底部及前后三側發射超聲波。油箱內腔尺寸長1200mm、寬1200mm、高700。油箱具有加熱功能，加熱板功率20kW，用于給滑油加熱。油箱內部配備零件支架，用于放置被試件。油箱側壁設有吸油接頭，回油接頭，底部設有放油接頭，油箱蓋裝有氣撐，可以折疊開啟。

3.2 油濾

油液管路上設置兩個油濾，滑油經過泵過濾干凈后，回到油箱，保證滑油的清潔度要求。

4 反抽試驗器的工作原理

4.1 液壓原理

反抽試驗器的工作原理圖見圖2。油箱5為超聲波振動沖洗油箱，油箱內有加熱器，用于給滑油加熱。電機傳動裝置由電機1、連軸器2、油泵3組成，是該試驗器的動力源。油泵3進油口連接粗油濾13，經油濾13有兩路供油管路，一路經球閥11連接油箱內軟管10，軟管10連接被試件，另一路經球閥12、單向閥9連接油箱5。油泵3出油口連接精油濾4，滑油經油濾4、球閥8、回到油箱5。油泵出油口處增設放油管路，放油管路依次安放球閥6、軟管7。

4.2 試驗操作

沖洗時將被試件——機匣浸入油箱5中，啟動油箱中的電加熱器加熱功能，使油溫升到70-80℃，融化機匣內腔的蠟模，介質滑油通過機匣壁上的小孔進入機匣內腔。啟動超聲波振動功能，使機匣內腔夾縫中的雜質被振落。啟動電機1，帶動油泵3轉動，反向抽出機匣內腔的帶有雜質和蠟油的油液，隨著機匣內腔油液被抽出，油箱內的滑油通過機匣壁上的小孔不斷進入機匣內，帶動雜質和蠟油被不斷抽出。被抽出的油液經過兩層油濾13、4過濾重新回到油箱5，形成循環沖洗。

當需要放油清洗油箱時，可以把軟管7連接到油桶上，打開球閥6，關閉球閥8，啟動電機1，帶動油泵3工作，把油從油箱5抽到油桶中。

4.3 泵保護設計

設計兩路供油管路，對泵進行保護。反抽沖洗時，由于機匣壁上的進油小孔窄小，可能出現油液不能及時進入機匣內腔，導致機匣內供油量小于泵流量，泵發生氣蝕的現象。當泵氣蝕時，要及時打開球閥12，使油箱內的油液經過單向閥9給油泵3補充供油。

5 結束語

反抽振動沖洗試驗器用于航空發動機機匣內腔的沖洗。本文詳細的介紹了反抽振動沖洗的工作原理及液壓設計。經過現場使用，該試驗器使用方便，達到沖洗的工藝要求。

參考文獻

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作者簡介：鞠鳳（1983-），女，山東諸城，工程師，主要從事航空發動機非標試驗設備設計工作。