秦洪運(yùn)　　崔艷敏　　王　毓　　　宋　偉（中航工業(yè)沈陽黎明航空發(fā)動機(jī)集團(tuán)有限責(zé)任公司，遼寧　　沈陽　110043）

發(fā)動機(jī)低渦軸超聲清洗機(jī)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

秦洪運(yùn)崔艷敏王毓宋偉
（中航工業(yè)沈陽黎明航空發(fā)動機(jī)集團(tuán)有限責(zé)任公司，遼寧沈陽110043）

摘要：航空發(fā)動機(jī)是飛機(jī)的核心部件，被喻為飛機(jī)的心臟。發(fā)動機(jī)低渦軸是航空發(fā)動機(jī)傳動系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件之一。在發(fā)動機(jī)修理過程中，需要對低渦軸進(jìn)行超聲清洗，除去其表面附著的物質(zhì)。本文講述了發(fā)動機(jī)低渦軸超聲清洗機(jī)控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動機(jī)；低渦軸；清洗

現(xiàn)代的航空發(fā)動機(jī)是一個典型的復(fù)雜工程技術(shù)系統(tǒng)，包含了眾多的相關(guān)子系統(tǒng)，其工作過程是極其復(fù)雜的氣動熱力傳動的過程。在眾多的部件中，發(fā)動機(jī)低渦軸是航空發(fā)動機(jī)傳動系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件之一。發(fā)動機(jī)低渦軸在工作時，其表面會吸附很多雜質(zhì)，影響其工作性能。在發(fā)動機(jī)修理過程中，需要對低渦軸進(jìn)行超聲清洗，除去其表面附著的雜質(zhì)。如果這些雜質(zhì)不能被徹底的清除，那么航空發(fā)動機(jī)的安全性能得不到保證。所以，對航空發(fā)動機(jī)低渦軸進(jìn)行超聲清洗是發(fā)動機(jī)大修過程中至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)。

低渦軸超聲清洗機(jī)就是專門由于清洗低渦軸的設(shè)備，本文詳細(xì)介紹了發(fā)動機(jī)低渦軸超聲清洗機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程及功能。

1　低渦軸超聲清洗機(jī)總體設(shè)計(jì)

基于低渦軸超聲清洗的工藝要求及超聲清洗機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)對電氣控制系統(tǒng)的要求，低渦軸超聲清洗機(jī)電氣控制系統(tǒng)應(yīng)具備以下功能：

（1）電氣系統(tǒng)應(yīng)具有漏電保護(hù)功能。

（2）清洗機(jī)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(jī)具有清洗槽中清洗液低位控制功能。

（4）清洗機(jī)能夠自動設(shè)定及控制超聲清洗時間。

2　清洗液測溫及控溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1清洗機(jī)測溫功能設(shè)計(jì)

工藝要求在進(jìn)行低渦軸超聲清洗時，超聲清洗試機(jī)清洗槽內(nèi)的清洗液要一直保持在特定的溫度區(qū)間內(nèi)，因此設(shè)備要對清洗槽內(nèi)的清洗液進(jìn)行溫度測量。而且由于儲液槽內(nèi)的清洗液根據(jù)需要會向清洗槽內(nèi)補(bǔ)液，為防止在工作中達(dá)不到溫度要求的清洗液被補(bǔ)進(jìn)清洗槽中，影響清洗效果，所以對儲液槽內(nèi)的清洗液進(jìn)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(yīng)用于智能儀表和自動控制系統(tǒng)。鉑電阻溫度傳感器是利用其電阻和溫度成一定函數(shù)關(guān)系而制成的溫度傳感器，由于其測量準(zhǔn)確度高、測量范圍大、穩(wěn)定性和復(fù)現(xiàn)性好等特點(diǎn)，被廣泛用于中溫（-200℃～650℃）范圍的溫度測量中。本試驗(yàn)器采用鉑電阻測溫方式來測量清洗槽及儲液槽內(nèi)清洗液的溫度。

2.2清洗機(jī)控溫功能設(shè)計(jì)

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

現(xiàn)就清洗槽為例，對清洗液的加溫，控溫過程進(jìn)行說明。工作前，將溫度表的溫度上下限設(shè)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(bào)警觸點(diǎn)閉合，加熱管開始工作，清洗槽開始加溫；當(dāng)清洗液的溫度超過溫控表設(shè)定的溫度下限，溫度下限報(bào)警觸點(diǎn)斷開，加熱管繼續(xù)工作，清洗液的溫度繼續(xù)升高；當(dāng)清洗液的溫度超過溫控表設(shè)定的溫度上限，溫度上限報(bào)警觸點(diǎn)斷開，加熱管停止工作，隨著超聲清洗工作的進(jìn)行，清洗液的溫度將會降低；當(dāng)清洗液的溫度低于溫控表設(shè)定的溫度下限，溫度下限報(bào)警觸點(diǎn)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(shè)定的溫度上限，加熱管停止工作。以此往復(fù)，清洗槽內(nèi)的清洗液的溫度將一直保持在設(shè)定的工作溫度范圍內(nèi)。

3　超聲控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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(tǒng)振源分為兩部分：超聲振板——主要功能是使清洗槽內(nèi)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(nèi)部的清洗液超聲振動，清洗軸的內(nèi)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(shè)備超聲控制系統(tǒng)中采用定時器來設(shè)定超聲振板及振動棒的工作時間，并且在到達(dá)工作時間后，設(shè)備自動停止超聲振板及振動棒工作，達(dá)到精確控制的目的。

4其它系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1漏電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

用于清洗低渦軸的清洗液是導(dǎo)電的液體，加熱管、超聲振板及振動棒出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，那么直接威脅著操作者的生命安全，所以設(shè)備在設(shè)計(jì)中增加漏電保護(hù)的功能。設(shè)備帶有漏電保護(hù)功能的空氣斷路器，加熱管、超聲振板及振動棒出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，漏電保護(hù)器將動作，切斷該用電器主回路電源，使設(shè)備處于安全狀態(tài)中，保護(hù)操作者的人身安全。

4.2清洗液液位保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

清洗機(jī)工作時，可能出現(xiàn)兩種清洗槽“干燒”現(xiàn)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(nèi)沒有清洗液造成“干燒”現(xiàn)象；第二，超聲清洗工作時間過長，清洗液揮發(fā)嚴(yán)重，操作者沒有及時發(fā)現(xiàn)造成“干燒”現(xiàn)象。這兩種情況都會對設(shè)備造成嚴(yán)重的損壞，甚至發(fā)生火災(zāi)等安全事故。為避免這種情況的發(fā)生，在清洗槽中增加了液位傳感器。當(dāng)清洗槽中的清洗液超過液位傳感器設(shè)定的下限值時，液位傳感器的常開觸點(diǎn)閉合，將這個觸點(diǎn)串聯(lián)在控制回路中，只有這個觸電閉合的情況下才可以進(jìn)行加熱的工作。

結(jié)語

低渦軸是航空發(fā)動機(jī)的重要部件，其在發(fā)動機(jī)修理過程中超聲清洗的結(jié)果，直接影響著發(fā)動機(jī)的性能及安全。所以低渦軸超聲清洗機(jī)是修理航空發(fā)動機(jī)必不可缺的試驗(yàn)設(shè)備。通過對低渦軸的技術(shù)資料及工藝文件要求的消化理解，確定設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)所需的技術(shù)參數(shù)，完成試驗(yàn)器的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。設(shè)備具有自動控溫、超聲計(jì)時控制、清洗液液位低位控制、漏電保護(hù)等功能。超聲清洗機(jī)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(tǒng)還具有性能穩(wěn)定、操作簡單、維護(hù)方便、安全性高等特點(diǎn)。

[1]楊帆.某型航空發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)試驗(yàn)臺計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].西安：西北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2009.

[2]李博.航空發(fā)動機(jī)燃滑油散熱器熱動力性能研究[D].沈陽：東北大學(xué)碩士學(xué)位論文，2008.

[3]張鑫，等.簡便而又實(shí)用的熱電阻測溫方法[J].電氣傳動自動化，2003，25（04）：61-62.

參考文獻(xiàn)

中圖分類號：V267

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

作者簡介：秦洪運(yùn)，男，沈陽黎明航空發(fā)動機(jī)集團(tuán)有限責(zé)任公司，分室主任。