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滑油泵是航空发动机滑油系统中的关键部件,其主要作用是为发动机整个润滑系统供给滑油。因为滑油泵具有结构简单紧凑,加工容易,自吸性能好,抗污染能力强等特点,所以滑油泵大多是齿轮泵。某型号滑油泵是经过累计几十万小时考核的航空产品,虽然是七十年代设计的,但经过多年的改进和试验,该产品已经完全成熟。相同原理、相似结构的滑油泵已经广泛应用到各机种和型号的航空产品中。但滑油泵在工作一段时间后,其泄漏量增大,供油能力下降已成为影响发动机性能的主要因素。本文通过对滑油泵工作原理和故障滑油泵排故过程的分析,归纳出影响滑油泵泄漏量的主要因素—间隙。滑油泵工作时,齿轮相对壳体及端面密封装置运动,在它们之间必须保持一定的间隙,因此泄漏是不可避免的。滑油泵泄漏量的大小主要取决于间隙,其次是泵进出口压差和温度等其它次要因素。围绕滑油泵间隙泄露的问题,具体研究工作如下:
⑴研究间隙构成。本文从滑油泵结构和工作原理入手,研究分析影响其泄漏量的主要原因。通过多次试验和数据分析,认为间隙主要由端面间隙、径向间隙和凸台间隙等三方面构成,其中端面间隙对滑油泵泄露影响最大,占75~80%,其次是径向间隙影响占15~20%,凸台间隙影响占4~5%。
⑵研究间隙控制技术。通过研究滑油泵的间隙构成,分析端面间隙、径向间隙和凸台间隙对泄漏量影响大小,从而制定有效的滑油泵间隙控制措施。本文从现有的滑油泵装配工艺流程进行分析,研究其在间隙装配中存在的问题,从而对上述三种间隙的控制提出措施,如研磨壳体、修磨齿轮、衬套喷涂等,并通过性能测试对间隙控制措施进行验证。
⑶性能测试。为测试滑油泵的流量性能,同时验证间隙控制措施的有效性,需研究设计一台滑油泵流量性能试验器。本文依据滑油泵的结构特点、性能要求、生产条件等,提出了该试验器的设计方案。滑油泵流量性能试验器由三部分构成,分别是试验器的结构部分、液压系统部分和电气系统部分。试验器的结构由试验器电机安装座、穿墙机构、油箱、计量油箱、操纵台、油槽等组成。本文重点对该试验器结构设计、液压系统设计和电气系统设计进行了详细阐述,并通过实际生产验证,该试验器能达到测试滑油泵流量性能的目的。
⑷改进建议。通过各种间隙调整试验结果分析,对端面间隙的调整最为有效。因此,在后续减小滑油泵泄漏量工作中,优先选用端面间隙调整方式,其次考虑径向间隙和凸台间隙调整。同时,在装配间隙允许的范围内,将各种间隙调至下限,可有效的提高滑油泵流量性能,减少泄漏量。