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WWP20微型发动机装配实验报告
姓 名
学 号
同组学生
日 期
北京航空航天大学能源与动力学院
简述发动机结构
本实验采用的是WWP20小型涡轮喷气发动机，重2480g，压比4.1，转速120000rpm，空气流量455g/s，推力23kg，油耗11kg/s。其中，发动机的主体结构如下：
进气道、压气机、燃烧室、涡轮、尾喷管。
其中，各具体小部件如下所示：
外壳体、扩压器1、扩压器2、离心式压气机叶轮、轴承、内导流罩、轴承、甩油盘、限位垫片、火花塞、燃烧室、轴、轴套、涡轮、轴承、导向器。
尺寸链计算
本实验中的尺寸量计算分两步进行，首先对计算所需的各个尺寸进行测量，然后，根据相应公式计算出不加垫片时的间隙值。而且，本实验的计算分为两部分：1，压气机叶轮与前内导流罩之间的间隙；2，涡轮转子与导向器之间的间隙。
压气机叶轮与前内导流罩之间的间隙的计算，记为m
相关测量结果如下：
轴套L=96.57 扩压器2总高=30.035 压气机叶轮高h=46.53
轴长L=101.539
其计算公式为：
m ={轴套（L）+扩压器2总高-2 mm }－{压气机叶轮高（h-31.2 mm）+轴承厚（8mm）+轴（L）}
则，m=（96.57+30.035-2）-（46.53-31.2+8+101.539）=0.636
0.636-0.3=0.336（mm）
因此，选择厚度为0.4mm的垫片，
则，此时，m=0.636-0.4=0.236，在（0.2,0.3）范围内，符合要求。
涡轮转子与导向器之间的间隙，记为n
相关测量结果为：
涡轮转子l=14.19 轴套S=106.03 转子轴套L=96.57
导向器：h1=56.083 h3= 33.453 h4=35.117
其计算公式如下：
n ={轴承厚（8mm）+涡轮转子（l）}－{轴套（S）－转子轴套（L）+导向器（h3+h4-h1）}
根据测量结果，有：
n=（8+14.19）-（106.03-96.57+33.453+35.117-56.083）= -0.397
d=0.3-(-0.397)=0.697
因此，选择0.6mm的垫片，则
n=0.6-0.397=0.203，在（0.2,0.3）之间，符合要求。
虚拟装配图
无损检测
本实验采用低频磁力探伤仪进行无损检测，其工作原理为：
直流电产生的磁场通常能渗入到零件的内部去，而交流电产生的磁场都集中在零件的表面上，低频磁力探伤仪综合了交流和直流的优点，电流的频率与探伤的深度成反比。采用低频电流基本接近于电流的探伤深度，而低频电流是一种脉动电流，它能使磁粉行列轻微的振动，有助于磁粉的排列并形成磁痕，同时低频电流又具有交流电的特点，探伤后不用退磁。
在本实验中，不采用磁粉探伤的方式，而采用“磁力探伤缺陷显示膜”来显示试件的缺陷情况。
其操作流程如下：
首先将探头直接与交流连线相连接即可接入220 V工频电流使用；然后，将缺陷显示纸平整的放在试件表面；最后，将探头放在工件上，按下开关可开始探伤，显示纸即可显示出缺陷位置。探伤之后，再次按下按钮脱开探头与工件，拿下显示纸，本次检测结束。
动平衡
该项实验内容的具体步骤如下：
1，开机前调整。
在打开工控计算机之前，首先要观察机械桥架的情况，并做出相应的调整
2，开机
进入到登录界面，直接摁回车键进入WINDOWS。双击桌面上的动平衡图标，进入平衡测量。
平衡前调试
此步操作有两个目的，一是观察屏幕上显示的转速是否稳定，如果转速为零或者转速不稳定则说明光电传感器的位置不够精确，需要继续调整直至开车后屏幕显示的转速稳定。二是观察待平衡转子是否有轴向窜动。
4，平衡测量
以上调整全部完成之后，就可以开始平衡测量。
4.1 参数设置
转子参数设置：
根据测量要求，测出相应数据，并填入参数输入界面，具体数值为（单位为mm）：
a =29.425 b= 54.998 c =29.395
d= 2.542 r1= 28.091 r2 =28.081
合格范围：
在本实验中，转子质量m=1.60896，则采用（M·e）/2计算两校正面合格范围。
因此，（M·e）/2=（1.60896*0.3）/2=0.241344kg.um
平衡参数
对于本实验，1.6kg转子平衡转速为4000rpm。
4.2、平衡机的定标（校准）
本平衡机为软支承平衡机，需要每次使用时根据转子规格或平衡转速的改变而重新定标。其具体操作步骤如下：
1）在平面1（转子的左端面）的零度处安装已知重量的定标质量，本实验中，选择铝螺钉，其重量为0.215g。
2）取下配重螺钉，安装在校正面2（转子的右端面）的零度处，重复上述操作。
3）取下配重螺钉，此时转子上应不再有任何配重，根据屏幕的提示进行操作，启动转子，测量3次。
4.3、平衡测量
当定标结束之后，退出定标返回平衡测量，屏幕所显示的是待平衡转子的剩余不平衡量。此时可开始根据屏幕所显示的角度和不平衡重量开始加、减配重。
并且，转子两个校正面的角度都以校正面2所标示的角度（转子的右端面）为标准。
校正过程中，按照屏幕显示的数字和角度加配重，加完之后，再次平衡开机测量平衡，根据平衡结果再次加配重，直到振动量在合格范围之内。
本实验最终的动平衡结果为：
由图可知，已经进入了平衡状态。
实物装配
实验过程中，各零部件的装配流程如下所述：
1，轴套和扩压器2的安装
所需零件、材料：扩压器2，轴套，外径为Φ40的调整垫片，内六角螺钉M4X12三个，润滑油管。
所需工装、工具、设备：加温炉，内六角螺钉扳手，橡皮锤，隔热手套，装配平台。
2，滑油管的安装
所需零件：滑油管、安装好的扩压器2--轴套组件
3，安装燃烧室组件
所需零件、材料：电炉丝、燃油丙烷总管、燃烧室
所需工具：尖嘴钳
4，连接燃烧室组件和扩压器2-轴套组件
所需零件：安装好的扩压器2-轴套组件和燃烧室组件
5，扩压器1的安装
所需零件：扩压器1、安装好的扩压器2--轴套--燃烧室组件
所需工具：内六角扳手、M2X20螺钉12个
6，涡轮导向器的安装
所需零件、材料：涡轮导向器、安装好的扩压器--轴套--燃烧室组件
所需工具：加温炉、自制工装、内六角扳手，自制压紧盘扳手、自制导向器钳子、液氮、虎钳、橡皮锤、装配平台、内六角螺钉M4X6六个
7，涡轮侧轴承的安装
所需零件：轴承、轴
所需工具：装配平台、加温炉、橡皮锤，卡钳
8，安装涡轮转子
所需零件、材料：涡轮转子、轴-轴承组件、螺母M8X1一个、轴承与涡轮转子之间Φ18.5的调整垫片。
所需工具：加温炉、梅花扳手、液氮、隔热手套、橡皮锤。
9，压气机侧轴承孔内垫片、甩油盘、密封圈以及轴承的安装
所需零件：静子组件、Φ21轴承平垫一个（或者波形挡圈一个）、甩油盘一个、橡胶圈两个，M8螺母一个，轴承一个
所需工具：装配平台、扳手，橡皮锤，镊子，工装套筒
10，涡轮轴组合件与静子组件的安装
所需零件：涡轮轴组件、静子组件
所需工具：加温炉、液氮、装配平台、橡皮锤，自制工装
11，压气机叶轮的安装
所需零件，材料：已装好的组件、压气机叶轮、螺帽M8X1一个
所需工具：加温炉、装配平台，液氮，橡皮锤，梅花扳手
12，前内导流罩的安装
所需零件：已装好的组件、前内倒流罩，橡胶圈，内六角螺钉M5X6五个
所需工具：装配平台、橡皮锤，内六角扳手
13，在内导流罩上安装压缩空气启动接头，转速传感器
所需零件：已装好的组件、FESTO直接头，六角连接、橡胶圈，转速传感器、传感器夹紧座、夹紧坐垫
所需工具：装配平台、活动扳手，内六角扳手
14，在扩压器2上安装滑油接头，燃油管接头，丙烷气管接头
所需零件：已装配好的组件、FESTO直角接头、六角连接、橡胶圈，FESTO三通接头，pp管
所需工具：装配平台、活动扳手
15，在发动机壳体上安装点火电热塞座
所需零件：已装配好的组件、发动机壳体、电热塞座
所需工具：装配平台、活动扳手
16，前外导流罩的安装
所需零件：已装配好的组件、前外导流罩、内六角螺钉M3X6及螺母垫片四套
所需工具：装配平台、内六角扳手
17，安装发动机壳体
所需零件：已装配好的发动机组件、发动机壳体、内六角螺钉M4X6及螺母垫片八套
所需工具：装配平台、内六角扳手、橡皮锤
实验小结
通过本次试验，我对航空发动机的内在结构及相关内容有了更加深刻的认识，具体可以体现在以下几个方面：
发动机的传力系统
发动机的油路系统
发动机的装配流程
发动机各部件之间的配合要求
任一机械系统的动平衡试验流程
部件的热装配注意事项
其它
在实验过程中，通过亲自操作，提高了自身的动手能力。同时，对生产实践中应当注意的操作细节有了一定的把握。
但是，在这次实验中，动平衡试验只做到了一个端面的合格，另一端面始终没能进入合格范围，实属遗憾。
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